隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,電子信息產(chǎn)品更新?lián)Q代速度較快,不斷朝著“輕、薄、短、小”的方向發(fā)展,相應(yīng)地,以電容器為代表的常用電子元件也不斷發(fā)展變化。電容器類別較多,按照介質(zhì)可以分為無機(jī)介質(zhì)電容器、電解電容器、有機(jī)介質(zhì)電容器、超級電容器等,其中,陶瓷電容器為無機(jī)介質(zhì)電容器中的一類,由于使用場景最為廣泛,占據(jù)主要地位,預(yù)計(jì)在電容器市場中的占比約五成。

一、陶瓷電容器的種類及發(fā)展
1.陶瓷電容器的種類
陶瓷電容器又稱為瓷介電容器,可分為多層陶瓷電容器(Multi-layer Ceramic Capacitors,MLCC)和單層陶瓷電容器(Single layer Ceramic Capacitors,SLCC)。圖 陶瓷電容器,來源:村田
①M(fèi)LCC 是由印好電極(內(nèi)電極)的陶瓷介質(zhì)膜片以錯位的方式疊合起來,經(jīng)過一次性高溫?zé)Y(jié)形成陶瓷芯片,再在芯片的兩端封上金屬層(外電極),成一個類似獨(dú)石的結(jié)構(gòu)體,也被稱為獨(dú)石電容器。MLCC具有體積小、比容大、壽命長、高頻使用時(shí)損失率低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。②SLCC 是以單層的陶瓷介質(zhì)為主體,在正反兩面以薄膜工藝形成引出端,并以金層作為最外層電極,通常也稱為芯片電容。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,陶瓷強(qiáng)度高,電性能穩(wěn)定可靠,但相比 MLCC 而言,相對容值較小。2.陶瓷電容器的發(fā)展
早期的陶瓷電容器主要是圓片電容器,MLCC 源于 20?世紀(jì) 60?年代表面貼裝技術(shù)(SMT 工藝)的興起,滿足當(dāng)時(shí)元器件片式化的發(fā)展趨勢;而 SLCC 則源于新一代組裝方式——微組裝技術(shù)的出現(xiàn),可以滿足電子設(shè)備小型化、高頻化的發(fā)展需求,兩類產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展不同源。隨著 20?世紀(jì) 60?年代表面貼裝技術(shù)的興起并成為主流的電路組裝方式,為了實(shí)現(xiàn)高電容量密度和適應(yīng)表面貼裝的組裝方式,MLCC 逐步取代圓片陶瓷電容器并成為市場主流的陶瓷電容器。MLCC 由于具有壽命長、體積小、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可以較好的滿足元器件片式化的發(fā)展趨勢,占據(jù)了陶瓷電容器市場上主要份額( 90% 以上)。圖? SLCC與MLCC,來源網(wǎng)絡(luò)
但由于 MLCC 產(chǎn)品的疊層結(jié)構(gòu)形成了復(fù)雜多層的內(nèi)電極,限制了 MLCC 在高頻微波電路上的應(yīng)用。為滿足電子設(shè)備小型化、高頻化的發(fā)展趨勢,以及另一主流組裝方式——微組裝技術(shù)的出現(xiàn),可以實(shí)現(xiàn)電路高頻化、高密度化且適用微組裝技術(shù)的 SLCC 逐步興起。SLCC 可以應(yīng)用于 MLCC 不能滿足的更高頻領(lǐng)域和金絲鍵合組裝方式。二、MLCC與SLCC的區(qū)別
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| 單層結(jié)構(gòu),沒有內(nèi)電極,有上下外電極 | 疊層結(jié)構(gòu),有內(nèi)電極和左右外電極 |
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| | 先燒成陶瓷介質(zhì)層后制備金屬電極,瓷粉燒結(jié)溫度不受金屬電極熔點(diǎn)的限制;主要使用晶界層半導(dǎo)體陶瓷。 | 陶瓷介質(zhì)層與金屬內(nèi)電極共燒,要求瓷粉的燒結(jié)溫度低于金屬內(nèi)電極的熔點(diǎn);陶瓷粉體具有抗還原性和再氧化性;不使用晶界層半導(dǎo)體陶瓷 |
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| | 共燒工藝(絲網(wǎng)印刷、陶瓷內(nèi)電極共燒) |
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| 高頻電路、微波領(lǐng)域,如軍工電子、衛(wèi)星通信、5G基站、光通信等 | 航空、航天、船舶及通訊、電力、軌道交通、汽車等領(lǐng)域的各種軍民用電子整機(jī)和電子設(shè)備。 |
1.MLCC與SLCC的生產(chǎn)工藝區(qū)別
MLCC 是將內(nèi)電極材料與陶瓷材料以多層交替并聯(lián)疊壓、共燒制備而成,主要工藝包括在瓷粉流延形成的瓷膜上絲網(wǎng)印刷內(nèi)電極,將內(nèi)電極與瓷粉共燒成瓷體等。
SLCC 是將陶瓷粉料燒結(jié)為陶瓷片,再在陶瓷基片上通過半導(dǎo)體薄膜工藝制備出金屬外電極制備而成,主要工藝包括還原氣氛燒結(jié)和再氧化形成晶界絕緣層、流延燒成陶瓷介質(zhì)基片的電子陶瓷工藝,以及磁控濺射、光刻、蝕刻的半導(dǎo)體薄膜工藝。
兩者生產(chǎn)工藝的主要差別在于:SLCC 采用的半導(dǎo)體薄膜工藝是半導(dǎo)體工藝的一種,MLCC 則不采用半導(dǎo)體薄膜工藝;SLCC 生產(chǎn)工藝中不存在陶瓷介質(zhì)與電極共燒,而 MLCC 的生產(chǎn)則必須將陶瓷介質(zhì)與電極共燒。不同的生產(chǎn)工藝決定兩者的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備不同:SLCC 主要的生產(chǎn)設(shè)備包括還原氣氛燒結(jié)爐、晶界氧化設(shè)備等陶瓷基片生產(chǎn)設(shè)備和濺射機(jī)、刻蝕機(jī)、光刻機(jī)、劃片機(jī)等半導(dǎo)體工藝設(shè)備;MLCC 主要的生產(chǎn)設(shè)備包括高溫?zé)Y(jié)爐、超薄層流延機(jī)、高精度印刷及疊層設(shè)備、端頭設(shè)備等。2.MLCC與SLCC的主要材料區(qū)別
陶瓷材料方面,MLCC 采用的陶瓷介質(zhì)層與金屬內(nèi)電極共燒工藝,要求瓷粉的燒結(jié)溫度低于金屬內(nèi)電極的熔點(diǎn),且瓷粉需具有抗還原性和再氧化性;而 SLCC 先燒成陶瓷介質(zhì)層后制備金屬電極,瓷粉燒結(jié)溫度不受金屬電極熔點(diǎn)的限制。為滿足 SLCC 在微型化情況下同時(shí)具有高電容量屬性,其在生產(chǎn)中需要大量使用晶界層半導(dǎo)體陶瓷材料(業(yè)內(nèi)一般稱為“3 類瓷”)。金屬材料方面,MLCC 具有內(nèi)外電極,通常以銅、鎳等賤金屬作為內(nèi)電極材料,以銅、鎳、錫等賤金屬作為外電極材料;SLCC 無內(nèi)電極,為滿足金絲鍵合的微組裝方式,通常以鈦鎢、鉑金、金等貴金屬作為電極材料。來源:廣州天極電子公告、達(dá)利凱普公告、各公司官網(wǎng)歡迎大家繼續(xù)補(bǔ)充,艾邦建有MLCC產(chǎn)業(yè)交流群,掃描下方二維碼即可加入:
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第三屆高端片式多層陶瓷電容器(MLCC)產(chǎn)業(yè)論壇地址:深圳市寶安區(qū)沙井路118號
序號 | 暫定議題 |
1 | MLCC行業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢 |
2 | 車載用MLCC技術(shù)展望 |
3 | 高容量、超微型MLCC的關(guān)鍵技術(shù)研究 |
4 | 超微型高容?MLCC?用介質(zhì)材料的開發(fā) |
5 | 超薄層大容量MLCC用納米鈦酸鋇陶瓷的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化 |
6 | MLCC用高純納米電子級二氧化鈦制備關(guān)鍵技術(shù)研發(fā) |
7 | 柔性端子MLCC的設(shè)計(jì)與軟端材料優(yōu)化 |
8 | MLCC用內(nèi)/外電極漿料成分及性能研究 |
9 | MLCC?電極漿料與介質(zhì)燒成匹配性研究? |
10 | 玻璃粉體系對MLCC瓷粉及電極漿料性能的影響 |
11 | 稀土元素?fù)诫s對鈦酸鋇陶瓷介電性能的影響研究 |
12 | MLCC電極用超細(xì)金屬粉體的研發(fā)與改性 |
13 | MLCC高端關(guān)鍵生產(chǎn)裝備解決方案 |
14 | MLCC漿料自動化生產(chǎn)線 |
15 | MLCC超薄瓷片制備技術(shù) |
16 | MLCC精密疊層工藝技術(shù)研究 |
17 | MLCC端電極低溫?zé)Y(jié)技術(shù) |
18 | MLCC用高速外觀檢測自動分選裝置 |
19 | MLCC性能測試與可靠性評估 |
20 | MLCC?抗彎曲強(qiáng)度研究與應(yīng)用 |
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