MLCC 的外电极是实现电容器与电路连接的关键部分,通常由底层电极、中间层电极和顶层镀层构成,不同层的材料选择需兼顾导电性、焊接性能和耐腐蚀性。底层电极一般采用银浆料,通过涂覆或印刷的方式覆盖在烧结后的陶瓷芯片两端,与内电极形成良好的电气连接;中间层电极多为镍层,主要起到阻挡和过渡作用,防止顶层镀层的金属离子向底层电极和陶瓷介质扩散,同时增强外电极的机械强度;顶层镀层通常为锡层或锡铅合金层,具有良好的可焊性,便于 MLCC 通过回流焊等工艺焊接到印制电路板(PCB)上。外电极的制备质量直接影响 MLCC 的焊接可靠性和长期稳定性,若外电极存在脱落、虚焊、镀层不均匀等问题,可能导致 MLCC 与电路连接不良,影响整个电子设备的正常工作。多层片式陶瓷电容器的原材料中,高纯度陶瓷粉末决定介电性能稳定性。品牌商可靠性强多层片式陶瓷电容器笔记本电脑适配
MLCC 的生产工艺复杂且精密,主要包括陶瓷浆料制备、内电极印刷、叠层、压制、烧结、倒角、外电极制备、电镀、测试分选等多个环节,每个环节的工艺参数控制都会直接影响 终产品的性能和质量。在陶瓷浆料制备环节,需要将陶瓷粉末、粘结剂、溶剂等原料按照精确的比例混合,经过球磨等工艺制成均匀细腻的浆料,确保陶瓷介质的一致性和稳定性;内电极印刷环节则采用丝网印刷技术,将金属浆料(如银钯合金、镍等)印刷在陶瓷生坯薄片上,形成多层交替的内电极结构;叠层环节需将印刷好内电极的陶瓷生坯薄片按照设计顺序精确叠合,保证内电极的对准度;烧结环节是将叠合后的生坯在高温炉中烧结,使陶瓷介质充分致密化,同时实现内电极与陶瓷介质的良好结合,烧结温度和保温时间的控制对 MLCC 的介电性能和机械强度至关重要。华东地区可靠性强多层片式陶瓷电容器医疗设备电路航空航天用多层片式陶瓷电容器需通过-65℃~+200℃极端温度循环测试。
随着电子设备对 MLCC 性能要求的不断提升,高容量 MLCC 的研发和生产成为行业发展的重要方向之一。传统的 MLCC 要实现大容量,往往需要增加陶瓷介质的层数或增大产品尺寸,但这与电子设备小型化的需求相矛盾。为解决这一问题,行业通过改进陶瓷介质材料、优化叠层工艺等方式,在小尺寸封装内实现了更大的电容量。例如,采用高介电常数的陶瓷材料,如铌镁酸铅系陶瓷,能在相同的层数和尺寸下大幅提升电容量;同时,通过减小陶瓷介质层的厚度,增加叠层数量,也能有效提高 MLCC 的容量密度。目前,采用先进工艺的 MLCC 已经能在 0805 封装尺寸下实现 10μF 甚至更高的电容量,满足了消费电子、汽车电子等领域对小尺寸、大容量 MLCC 的需求。
MLCC的全球市场格局呈现 “ 集中、中低端竞争” 的态势, 市场由日本村田、TDK,韩国三星电机主导,村田的车规级 MLCC 全球市占率超过 35%,其开发的 - 55℃~+175℃高温 MLCC,可适配新能源汽车发动机舱的极端环境;三星电机则在高频 MLCC 领域,其 5G 基站用 MLCC 的 ESR 可低至 5mΩ 以下,支持 26GHz 毫米波频段。中国台湾地区的国巨、华新科在消费电子 MLCC 市场占据优势,国巨通过收购基美、普思等企业,实现了从 01005 到 2220 封装的全系列覆盖。中国大陆企业如风华高科、三环集团近年来加速追赶,在中低端 MLCC 市场(如消费电子充电器、小家电)的市占率已超过 20%,同时加大车规级 MLCC 研发投入,部分产品已通过 AEC-Q200 认证,逐步打破国际企业的垄断。智能手机射频电路中需使用小容量、高精度的多层片式陶瓷电容器。
损耗角正切(tanδ),又称介质损耗,是反映 MLCC 能量损耗程度的参数,指的是电容器在交流电场作用下,介质损耗功率与无功功率的比值。损耗角正切值越小,说明 MLCC 的能量损耗越小,在电路中产生的热量越少,工作效率越高,尤其在高频电路和大功率电路中,低损耗的 MLCC 能有效减少能量浪费,提升整个电路的性能。I 类陶瓷 MLCC 的损耗角正切通常远小于 II 类陶瓷 MLCC,例如 I 类陶瓷 MLCC 的 tanδ 一般在 0.1% 以下,而 II 类陶瓷 MLCC 的 tanδ 可能在 1%~5% 之间。在实际应用中,对于对能量损耗敏感的电路,如射频通信电路、高精度测量电路等,应优先选择损耗角正切值小的 I 类陶瓷 MLCC;而对于普通的滤波、去耦电路,II 类陶瓷 MLCC 的损耗特性通常可接受。多层片式陶瓷电容器采用水性陶瓷浆料后,生产中无挥发性有害气体排放,更环保。品牌商快速响应多层片式陶瓷电容器多标准电路
多层片式陶瓷电容器的失效模式包括电击穿、机械开裂、电极迁移等。品牌商可靠性强多层片式陶瓷电容器笔记本电脑适配
MLCC 的测试技术随着产品性能的提升不断升级,传统的 MLCC 测试主要关注电容量、损耗角正切、绝缘电阻、额定电压等基本参数,采用通用的电子元器件测试设备即可完成。但随着车规级、高频、高容量 MLCC 的发展,对测试项目和测试精度提出了更高要求,需要针对特殊性能开发 的测试设备和方法。例如,在车规级 MLCC 测试中,需要模拟汽车实际工作环境的温度循环、振动冲击等应力测试设备,以及能长时间监测电性能变化的耐久性测试系统;在高频 MLCC 测试中,需要高频阻抗分析仪、矢量网络分析仪等设备,精确测量 MLCC 在高频段的阻抗特性、插入损耗等参数;在高容量 MLCC 测试中,需要高精度的电容测试仪,准确检测电容量随电压、温度的变化曲线。目前,国际上的泰克(Tektronix)、安捷伦(Agilent)等企业在 MLCC 测试设备领域技术明显,中国大陆也在加快测试设备的研发,逐步实现测试技术与国际接轨。品牌商可靠性强多层片式陶瓷电容器笔记本电脑适配
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