进入21世纪,手提电脑、卫星通讯、手机等应用发展迅速,MLCC对性能的要求达到新水平。MLCC(多层陶瓷电容器)是各种电子、通讯、信息、军事及航天等消费或工业用电子产品的重要组件。MLCC由于其小体积、结构紧凑、可靠性高及适于SMT技术等优点而发展速。电子元件在组装和运用方式上有四个明显的转化趋势,即插装向表面组装转化、模拟电路向高速数字电路转化、固定式向移动式转化、分离式向集成化转化。以电子设备和线路中应用范围最广的陶瓷电容为例,90年代多层陶瓷电容器(MLCC)已成为高技术主流产品,在21世纪初仍将以15%~20%的年增长率持续发展。在新的世纪,它面临着超微型化、超大容量、超薄型化和高可靠、低成本等方面的技术竞争和挑战。90 年代中期约70%以上的MLCC产自日本、美国和欧洲。至2002年,全世界50%以上的MLCC在中国和墨西哥生产,而2000年的市场规模为1995 年的2倍,因此功能陶瓷的最主要应用领域MLCC面临机遇和挑战并存的发展局面。
多层陶瓷电容器(Mutilayer Ceramic Capacitor, MLCC) 又称为独石电容器(Mono Lithic Capacitor, MLC),是由印刷电极的陶瓷膜片制成的一-种新型片式元
件,实际上,通常使用的MLCC是由很多单层陶瓷电容器并联组成的。其结构如
图1-1所示"。
由图1-1可知,外部端电极在多层陶瓷电容器的两端将内部电极以并联的方式连接起来,所以,多层陶瓷电容器本质上是由多层很薄的陶瓷电容器并联而成。根据电路知识,并联电容器的总电容量是参与并联的各个电容器的电容量之和,所以,MLCC的电容量是若千个薄层电容器的电容量之和。
多层陶瓷电容器的电介质组成体是按照不同的电性能要求参数特别配制而成的陶瓷材料。陶瓷电介质组成体和内电极构成坯体烧结为-一个共同体。内电极为Au, Pd, Pt 等贵金属或者其合金,目前降低电容器成本,也开始研究并生产以贱金属(Fe, Cu, Ni等)制备内电极的MLCC.多层陶瓷电容器的主体部分由陶瓷电介质和内电极平行相互交替叠加组成,国内外普遍采用三层镀技术以提高端电极对锡的抵抗能力,即在银端电极上镀一层镍作为阻挡层,阻止焊锡熔化银,再在阻挡层上镀层可焊的金属,通常是锡及锡铅合金,以满足表面组装对可焊性的要求。推导计算多层陶瓷电容器电容量的公式如下:
多层陶瓷电容器的电介质组成体是按照不同的电性能要求参数特别配制而成的陶瓷材料。陶瓷电介质组成体和内电极构成坯体烧结为-一个共同体。内电极为Au, Pd, Pt 等贵金属或者其合金,目前降低电容器成本,也开始研究并生产以贱金属(Fe, Cu, Ni等)制备内电极的MLCC.多层陶瓷电容器的主体部分由陶瓷电介质和内电极平行相互交替叠加组成,国内外普遍采用三层镀技术以提高端电极对锡的抵抗能力,即在银端电极上镀一层镍作为阻挡层,阻止焊锡熔化银,再在阻挡层上镀层可焊的金属,通常是锡及锡铅合金,以满足表面组装对可焊性的要求。推导计算多层陶瓷电容器电容量的公式如下:
式中: ε是相对介电常数,EO 是真空介电常数,C是多层陶瓷电容器的电容量,V是多层陶瓷电容器的体积,A是极板面积,V=AT; t是介质层厚度,N是介质层数,T是多层陶瓷电容器有效体厚度。由公式可知,多层陶瓷电容器的比容数值与电介质厚度(t) 的平方成反比,即(电容量/体积∞K/t),与电介质组成体的介电常数ε成正比,所以,增大比容可以通过提高介电常数,减小介质层厚度。MLCC的生产工艺流程:流延介质陶瓷薄膜-→印刷(丝网漏印)内电极-→叠层-→压紧-→切割- >排胶-→烧结-→端电极- >烧结端电极-→电镀~→测试分选编带- +入库。
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