多層片式陶瓷電容器,英文名稱MULTI-LAYER CERAMIC CAPACITORS,簡(jiǎn)稱MLCC。它是20世紀(jì)60年代由美國(guó)率先研制出來,由日本Murata、TDK、TAIYO YUDEN等公司在20世紀(jì)70年代到80年代初迅速發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化。當(dāng)時(shí)以Murata在20世紀(jì)80年代實(shí)現(xiàn)賤金屬鎳電極MLCC量產(chǎn)商業(yè)化開始,大大降低了MLCC成本,得以迅猛發(fā)展。
MLCC生產(chǎn)制造公司主要分布在中國(guó)大陸、日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣,可分為三個(gè)梯隊(duì),其中第一梯隊(duì)是Murata、TDK、TAIYO YUDEN、KYOCERA、Samsung,此梯隊(duì)技術(shù)實(shí)力是最強(qiáng)的,市占率也是最大的;第二梯隊(duì)是Yageo(國(guó)巨是進(jìn)步最大的,通過并購(gòu)KEMET等,實(shí)現(xiàn)了工控市場(chǎng)占比80%,消費(fèi)市場(chǎng)占比20%)、風(fēng)華、華新科(信昌)、宇陽、微容、三環(huán);第三梯隊(duì)主要是細(xì)分領(lǐng)域、軍用領(lǐng)域和新興勢(shì)力的公司,主要有美國(guó)JDI、達(dá)利凱普、ATC、達(dá)方、禾伸堂、韓國(guó)三和、韓國(guó)AMOTECH、宏明宏科電子、元六鴻遠(yuǎn)、廣州創(chuàng)天、火炬、振華電子(新云)、邦科、株洲宏達(dá)、宏明華瓷、艾迪奧、利和興、信維通信、芯聲微、杭州靈通、華信安、新巨、南京匯聚等。
MLCC是以陶瓷膜片作為介質(zhì)絕緣層,在陶瓷膜片上印刷導(dǎo)電電極層,通過錯(cuò)位堆疊、層壓和高溫?zé)Y(jié)的方式形成陶瓷芯片(獨(dú)石),在芯片兩端引出可適合貼片焊接的端子。如下是MLCC結(jié)構(gòu)圖。
成分組成:
陶瓷介質(zhì)(88%):二氧化鋯(C0G)、氧化鈣(C0G)、鈦酸鋇
內(nèi)電極(6%):鎳、銅、銀鈀(軍工)
端頭(6%):銅、鎳、錫、銀(軍工)
在MLCC分類中,進(jìn)行了如下的說明:
從應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品系列,又分為民用MLCC和軍用MLCC,其中民用MLCC有車規(guī)級(jí)MLCC、工業(yè)級(jí)MLCC和消費(fèi)級(jí)MLCC,再細(xì)分下有通用類型MLCC、軟端子MLCC、中高壓MLCC、倒裝型MLCC、高Q值MLCC、微波射頻MLCC、安規(guī)MLCC、開路設(shè)計(jì)MLCC、三端子MLCC、排容MLCC等。
從材料上MLCC一般分為1類材質(zhì)電容器和2類材質(zhì)電容器,其中1類材質(zhì)為C0G(NP0)、C0H等,主要材料是二氧化鋯、氧化鈣等,介電常數(shù)較低,電容器的電性能非常穩(wěn)定且?guī)缀醪浑S溫度、電壓和時(shí)間的變化而變化,適用于低損耗,穩(wěn)定性要求高的高頻電子電路和諧振電路。
II類材質(zhì)為X7R、X5R、X6T、X6S、X7T、X7S、X8R、Y5V(Y5V逐漸被市場(chǎng)淘汰,選型時(shí)建議不選),主要材料是鈦酸鋇,其中市場(chǎng)上最為常用的是X7R、X5R,而X6T、X6S、X7T、X7S一般是過渡材質(zhì)。此II類材質(zhì)電容器介電常數(shù)非常大,容值高,但是電性能會(huì)隨電壓、溫度和時(shí)間的變化而發(fā)生變化,此類電容器適用于容量范圍廣,穩(wěn)定性要求不高的電子電路。
MLCC尺寸規(guī)格有006003、008004、01005、0201、0402、0603、0805、1206、1210、1808、1812、2220、2225,其中市場(chǎng)上最常用的是0201、0402、0603、0805、1206。全球最小尺寸是006003,由Murata在2024年9月份研制成功。006003、008004、01005和0201尺寸主要用于小型移動(dòng)設(shè)備的各種模塊和可穿戴設(shè)備。
MLCC容量高、容值范圍廣,容值范圍是0.1pF~1000μF,市場(chǎng)上常用的容值是0.1pF~100μF,其中容值1000μF是1812尺寸,由日本TAIYO YUDEN于2018年5月份成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。容量越高,疊層層數(shù)越多,介質(zhì)厚度越薄,當(dāng)前世界上MLCC介質(zhì)厚度已達(dá)到0.6μm以下,疊層層數(shù)1000層以上。
MLCC制造工序長(zhǎng)且復(fù)雜,一般分為配料→砂磨分散→流延制膜→絲?。ㄝ佊。B層→層壓→切割→干倒→排膠→預(yù)燒→燒成→倒角→封端→燒端→電鍍→測(cè)試→檢驗(yàn)→編帶包裝→入庫(此分類是比較細(xì)的)。
所有的電子設(shè)備(比如電視、電腦)都是運(yùn)用電路來實(shí)現(xiàn)功能,電容、電阻和電感是電路中最基本的電子元器件。根據(jù)不同的運(yùn)用,這些被動(dòng)電子元器件和半導(dǎo)體(如三極管)、相應(yīng)功能的IC芯片一起連接成電路,實(shí)現(xiàn)其功能。電容的主要作用是通交隔直,常應(yīng)用于各種電子電路中,具有儲(chǔ)能、濾波、旁路、平滑、耦合、匹配等作用。
MLCC應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛,基本上有電信號(hào)的電子產(chǎn)品都需要用到,例如移動(dòng)通信設(shè)備手機(jī)、電腦、可穿戴設(shè)備(智能手表、智能眼鏡)、AI服務(wù)器、4G/5G基站、各種電源、適配器、電動(dòng)汽車、機(jī)器人、智能家電、LED照明、航空航天、醫(yī)療設(shè)備、軌道交通、數(shù)據(jù)中心等。手機(jī)、電腦等移動(dòng)通信設(shè)備和電動(dòng)汽車單機(jī)用量特別大,手機(jī)單機(jī)用量可達(dá)1000PCS以上,純電動(dòng)汽車單機(jī)用量達(dá)12000只以上。2024年全球市場(chǎng)規(guī)模已超過189億美元,其中中國(guó)市場(chǎng)占比約60%以上。隨著世界智能化、數(shù)字化的快速發(fā)展,MLCC等新型電子元器件將呈現(xiàn)出向高頻化、片式化、微型化、薄型化,低功耗,響應(yīng)速率快、高分辨率、高精度、高功率、多功能、組件化、復(fù)合化、模塊化和智能化等方向的發(fā)展趨勢(shì),未來前景值得期待。
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(電子黑洞):什么是多層片式陶瓷電容器(MLCC)?