MLCC（Multi-layers Ceramic Capacitor），即多層陶瓷電容器，也稱為片式電容器、積層電容、疊層電容等，是使用最廣泛的一種電容器。MLCC是由印好電極（內(nèi)電極）的陶瓷介質(zhì)膜片以交錯(cuò)的方式疊合起來，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)形成陶瓷塊體，再在陶瓷塊的兩端封上金屬層（外電極）而形成的。
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MLCC的結(jié)構(gòu)主要包括三大部分：陶瓷介質(zhì)，金屬內(nèi)電極，金屬外電極。
陶瓷介質(zhì)：主要是絕緣性能優(yōu)良的氧化物材料如鈦酸鋇、鈦酸鍶等，它們是構(gòu)成電容器的電氣特性的基礎(chǔ)。
內(nèi)部電極：內(nèi)部電極存在于每層陶瓷介質(zhì)之間，起傳導(dǎo)電流作用。
外層電極又分為外部電極、阻擋層和焊接層。外部電極主要為銅金屬電極或銀金屬電極，與內(nèi)部電極相連接，以便外接電源的輸入。阻擋層主要成分為Ni鍍層，起到熱阻擋作用。焊接層主要為Sn鍍層，提供可焊接性。
MLCC具有體積小、電容量大、高頻使用時(shí)損失率低、適合大量生產(chǎn)、且價(jià)格低及穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，適合于信息功能產(chǎn)品輕、薄、短、小的需求，從而被大量使用，是現(xiàn)代電子產(chǎn)品不可或缺的元件。那MLCC是如何被制造出來的呢？
將陶瓷粉、粘合劑及溶劑和各種添加劑按一定比例經(jīng)過一定時(shí)間的球磨或砂磨，形成均勻、穩(wěn)定的瓷漿。瓷漿是個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，一般由瓷粉、溶劑、分散劑、粘合劑、增塑劑、消泡劑等組成。
陶瓷粉作為最主要的材料決定了MLCC的基本特性。粘合劑是高分子樹脂，作用是使陶瓷粉之間維持一定的距離并提供強(qiáng)度。溶劑是甲苯和乙醇按照一定比例混合而成。分散劑，是為了避免陶瓷粉表面靜電作用易發(fā)生的粘連及團(tuán)聚，保證瓷漿能形成穩(wěn)定分散的懸浮液的一種表面活性劑。添加劑是用于調(diào)節(jié)陶瓷粉本身的電特性、滿足制品信賴性方面的某些要求、保證燒結(jié)能夠較好地進(jìn)行的。
將瓷漿通過流延機(jī)的澆注口，使其涂布在繞行的有機(jī)硅薄膜上，從而形成一層均勻的瓷漿薄層，再通過熱風(fēng)區(qū)（將瓷漿中絕大部分溶劑揮發(fā)），通過加熱干燥方式，形成具有一定厚度、密度且均勻的薄膜（一般膜片的厚度在1um-20um之間）。
成型過程中流延擠出方式分為兩種。On roll方式一般適用于厚膜，是縫口模頭擠出方式，使后滾軸的中心對(duì)上模具的噴口處；Off roll方式一般用于薄膜，是模具噴出口在后滾軸中心線的上方，基材在沒有接觸后滾軸處被涂覆上漿料，這種方式也稱氣墊法或張網(wǎng)法。
成型干燥需要調(diào)整線速、溫度、泵流量，將瓷漿中溶劑大部分揮發(fā)，使薄膜收縮、致密化，從而具有一定厚度、膜密度。
通過絲網(wǎng)版將內(nèi)電極漿料印刷到陶瓷膜片上，烘干后得到清晰、完整的介質(zhì)膜片。
印刷類型分為四種：1.凸版印刷，在凸出部分蘸內(nèi)電極漿料之后加壓印刷。2.凹版印刷，在整個(gè)板上蘸內(nèi)電極漿料之后只在凹進(jìn)部分留內(nèi)電極漿料進(jìn)行印刷。3.平板印刷，利用水和油的排斥作用，版面蘸內(nèi)電極漿料進(jìn)行印刷。4.絲網(wǎng)印刷，通過絲網(wǎng)孔排出內(nèi)電極漿后印刷。
絲網(wǎng)印刷與滾印/凹版印刷（Gravure printer）相比，設(shè)備工裝成本低，內(nèi)漿利用率高浪費(fèi)少，電極圖案滲邊少，且絲網(wǎng)設(shè)計(jì)靈活，因此大多數(shù)廠家印刷方式類似SMT刷錫膏或者紅膠工藝，通過絲網(wǎng)印版將內(nèi)電極漿料印刷到陶瓷膜片上，有些廠家則采用印刷機(jī)，讓陶瓷薄膜通過漿料池，讓金屬漿料附著到陶瓷薄膜上。
疊層是MLCC制造過程的第四個(gè)步驟，它的作用是將印刷好的介質(zhì)膜片一張一張按一定錯(cuò)位整齊疊合在一起使之形成厚度一致的巴塊。印刷后，在疊層時(shí)膜片被切割剝離，疊層時(shí)底部和頂面還需要加上陶瓷膜保護(hù)片，以增加機(jī)械強(qiáng)度和提高絕緣性能。該道制程需要管控的是疊層時(shí)的溫度、壓力、時(shí)間，以及錯(cuò)位位置的對(duì)位管控和環(huán)境的潔凈度等，所以也需要在無塵室里面完成。
將印刷、疊層后的巴塊通過均勻溫度的靜水均壓的方式，使巴塊中各疊層膜彼此緊密結(jié)合，以提高燒結(jié)后瓷體的致密性，使其更加緊密結(jié)合在一起的過程。該道制程壓力、保壓時(shí)間、溫度是關(guān)鍵品質(zhì)因數(shù)（CTQ），需要重點(diǎn)管控外，壓力的均勻性非常重要，因此最好的方式是放在水中進(jìn)行壓著。一般需要切片抽測確認(rèn)壓著的均勻性、結(jié)合度等以保證品質(zhì)。
層壓主要流程：巴塊裝密封袋→進(jìn)層壓機(jī)→加壓加溫層壓→冷卻→拆袋
將層壓后的巴塊按產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，使用片式薄刀片按設(shè)計(jì)尺寸對(duì)巴塊進(jìn)行橫向縱向切割，使其成為完全分離的獨(dú)立芯片（電容器生坯）。
切割原理：刀片對(duì)巴塊進(jìn)行下切時(shí)，刀座推動(dòng)刀片向下運(yùn)動(dòng)，刀鋒接觸巴塊面部，刀座繼續(xù)推動(dòng)鋒利的刀鋒向下鍘壓，當(dāng)?shù)朵h在刀座及慣性的作用下到達(dá)切割膠PET基材表面時(shí)，刀座迅速向上提升，從而完成一次切割。
排膠指的是，在對(duì)切割后陶瓷生坯進(jìn)行熱處理，排除粘合劑等有機(jī)物。鎳電極MLCC的空氣排膠溫度大概是在250℃左右，具體溫度與尺寸規(guī)格以及配方有關(guān)，氮?dú)馀拍z的溫度可以更高，約400℃-500℃。
排膠主要流程：裝缽排片→進(jìn)排膠爐排膠→出排膠爐
燒結(jié)可以使排膠后的芯片成為內(nèi)電極完好，致密性好，尺寸合格，高機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良電性能的陶瓷體，可分為兩個(gè)階段：致密化階段與再氧化階段。
燒結(jié)過程是在氣氛爐中進(jìn)行，一般燒結(jié)溫度在1100℃~1350℃之間。由于是高溫?zé)Y(jié)，為了防止氧化等，燒結(jié)爐里面需要填充氮?dú)?氫氣。燒結(jié)的關(guān)鍵就是爐膛內(nèi)的溫度與其均勻一致性，還有就是應(yīng)在一個(gè)熱動(dòng)態(tài)平衡中進(jìn)行，空氣應(yīng)充分流動(dòng)，使瓷體的晶相生長均勻與致密。
燒結(jié)主要流程：擺放→燒結(jié)→出燒結(jié)→卸缽
倒角，也叫研磨。經(jīng)過燒結(jié)成瓷的電容器本體棱角分明，不利于與外部電極的連接，所以需要進(jìn)行研磨倒角處理。倒角工序是將電容與水和磨介裝在倒角罐里，通過球磨、行星磨等方式運(yùn)動(dòng)，除去陶瓷芯片表面毛刺，使芯片表面光潔，同時(shí)也使端面內(nèi)電極充分暴露。管控的重點(diǎn)是轉(zhuǎn)速、時(shí)間、溫度，檢查的重點(diǎn)是外觀尺寸、弧度、暴露率等參數(shù)。
通過封端機(jī)，將端漿涂覆在經(jīng)倒角處理后的芯片外露內(nèi)部電極的兩端上，將同側(cè)內(nèi)部電極連接起來形成外部電極。
封端主要流程：芯片植入→沾漿→烘干→導(dǎo)出
在高溫750℃左右，氮?dú)饪諝猓矣袝r(shí)會(huì)在加濕條件下，使端電極漿料中的有機(jī)黏合劑充分燃燒，玻璃體熔融并浸潤銅粉，使端頭固化并與瓷體和內(nèi)電極形成良好的連接。
指對(duì)燒端后的產(chǎn)品進(jìn)行端頭處理，其實(shí)質(zhì)上就是電鍍過程，即在含有鎳和錫金屬離子的電解質(zhì)溶液中，將MLCC的端電極作為陰極，通過一定的低壓直流電，分別不斷在陰極沉積為一層鎳和錫。
鎳的作用：提高電容的抗熱沖擊性能，保護(hù)外部電極以及防止外部電極和Sn 形成合金狀態(tài)。
錫的作用：提高電容的可焊性，使MLCC芯片在表面封裝中能更好焊接在PCB板上。
針對(duì)電容產(chǎn)品的容量、損耗、絕緣、耐壓四個(gè)方面的性能，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行100%測試和分選，將不良品剔除，同時(shí)按不同容量范圍分選出來。
主要測試項(xiàng)目：容量、損耗、耐壓和絕緣。
針對(duì)電容產(chǎn)品的外觀形貌進(jìn)行檢查，將形態(tài)不佳的產(chǎn)品剔除。
主要識(shí)別項(xiàng)目：外觀缺陷、尺寸異常品
編帶工程是將測試后的MLCC芯片，編入載帶，并按固定數(shù)量卷成一個(gè)膠盤。編帶是為了方便SMT制程中大量高速的自動(dòng)貼裝生產(chǎn)，也可以防止運(yùn)輸?shù)冗^程導(dǎo)致MLCC碰撞破裂等問題。同時(shí)，為了防止混料，一般在編帶機(jī)上，會(huì)對(duì)每一片MLCC再次進(jìn)行容量測試。
包裝是貼識(shí)別標(biāo)簽和運(yùn)輸前打包的過程，MLCC制造商編帶后的產(chǎn)品標(biāo)簽，一般只帶有廠商自己的信息，包裝過程則會(huì)增加客戶信息的標(biāo)簽和條碼，以便于客戶識(shí)別。
包裝主要流程：料盤標(biāo)簽貼裝—產(chǎn)品裝入盒及盒標(biāo)貼裝—盒子裝入箱及箱標(biāo)貼裝。后道包裝過程，一般采用自動(dòng)化管理檢查，掃描條碼后自動(dòng)和對(duì)，避免混料錯(cuò)料。
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本文選自微容科技公眾號(hào)，MLCC制作流程詳解。
微容科技成立于2017年，積極開發(fā)并快速量產(chǎn)超微型、高容量、車規(guī)、高頻等重點(diǎn)高端MLCC系列。
活動(dòng)推薦：
第二屆高端電子陶瓷MLCC、LTCC產(chǎn)業(yè)高峰論壇
2021年7月9日（周五）
深圳 觀瀾 格蘭云天酒店
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時(shí)間
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議題
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演講單位
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09:00-09:25
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開場介紹
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艾邦智造 江耀貴 創(chuàng)始人
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09:25-09:50
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淺談MLCC未來發(fā)展趨勢
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宇陽科技 陳永學(xué) 戰(zhàn)略總監(jiān)
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9:50-10:15
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MLCC高端關(guān)鍵生產(chǎn)裝備國產(chǎn)化解決方案
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宏華電子 梁國衡 副總工程師
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10:15-10:40
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茶歇
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10:40-11:05
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應(yīng)用于電子陶瓷領(lǐng)域的畢克產(chǎn)品介紹
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畢克化學(xué) 王玉立 博士
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11:05-11:30
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淺談我國無源元器件的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
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風(fēng)華高科 黃昆 LTCC事業(yè)部經(jīng)理/技術(shù)總監(jiān)
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11:30-11:55
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微波毫米波無源集成關(guān)鍵材料與技術(shù)
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南方科技大學(xué)工學(xué)院黨委書記/副院長 汪宏 教授
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11:55-14:00
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午餐
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14:00-14:25
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封接玻璃作用機(jī)理及在電子元器件應(yīng)用研究進(jìn)展
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華東理工大學(xué) 曾惠丹 教授/博導(dǎo)
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14:25-14:50
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LTCC高頻低介電常數(shù)陶瓷生料帶
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上海晶材新材料 汪九山 總經(jīng)理
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14:50-15:15
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稀土在先進(jìn)電子陶瓷電容材料中的研究進(jìn)展
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晶世新材料 程佳吉 教授
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15:15-15:40
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高性能電容器材料的應(yīng)用研究
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上海硅酸鹽研究所 陳學(xué)鋒 研究員/博士
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15:40-16:05
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茶歇
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16:05-16:30
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MLCC產(chǎn)品失效分析和檢測手段
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深圳納科科技 段建林 總經(jīng)理
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16:30-16:55
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物理氣相法制備MLCC內(nèi)外電極金屬粉體
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江蘇博遷新材料 江益龍 總經(jīng)理
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16:55-17:20
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如何提升LTCC激光開孔效果對(duì)后段工藝良率影響
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東莞盛雄激光 王耀波 高級(jí)項(xiàng)目總監(jiān)
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17:20-17:45
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MLCC在5G基站的應(yīng)用及可靠性評(píng)估方法
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中興 楊航 材料技術(shù)質(zhì)量高級(jí)工程師
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17:45-20:00
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