電容量是 MLCC 的性能參數(shù)之一,其取值范圍跨度極大,從幾十皮法(pF)到幾十微法(μF)不等,可滿足不同電路對(duì)電荷存儲(chǔ)能力的需求。在實(shí)際應(yīng)用中,電容量的選擇需結(jié)合電路功能來確定,例如在射頻電路中,通常需要幾十到幾百皮法的小容量 MLCC 來實(shí)現(xiàn)信號(hào)耦合或?yàn)V波;而在電源管理電路中,為了穩(wěn)定電壓、抑制紋波,往往需要幾微法到幾十微法的大容量 MLCC。同時(shí),MLCC 的電容量還會(huì)受到工作溫度、直流偏置電壓的影響,在高溫或高偏置電壓條件下,部分類型 MLCC 的電容量可能會(huì)出現(xiàn)一定程度的衰減,因此在選型時(shí)需要充分考慮實(shí)際工作環(huán)境因素。極地探測(cè)儀器用多層片式陶瓷電容器需具備優(yōu)異的低溫工作性能。華東地區(qū)多層片式陶瓷電容器

多層片式陶瓷電容器在 5G 基站 Massive MIMO 天線中的應(yīng)用具有特殊性,Massive MIMO 天線需集成大量天線單元,每個(gè)單元都需要 MLCC 進(jìn)行信號(hào)濾波和阻抗匹配,因此對(duì) MLCC 的小型化、高頻特性和一致性要求極高。為適配天線設(shè)計(jì),這類 MLCC 多采用 0402 甚至 0201 超小封裝,同時(shí)具備優(yōu)異的高頻性能,在 2.6GHz 頻段下?lián)p耗角正切需小于 0.3%,以減少信號(hào)衰減;此外,由于天線單元數(shù)量多,MLCC 的一致性至關(guān)重要,同一批次產(chǎn)品的電容量偏差需控制在 ±1% 以內(nèi),避免因參數(shù)差異導(dǎo)致天線波束賦形精度下降。目前 5G 基站用 MLCC 主要采用 I 類陶瓷介質(zhì),部分產(chǎn)品還會(huì)進(jìn)行高頻阻抗優(yōu)化,確保在多天線協(xié)同工作時(shí),信號(hào)干擾控制在低水平。華東地區(qū)多層片式陶瓷電容器微型化多層片式陶瓷電容器(如01005封裝)廣泛應(yīng)用于智能手表等設(shè)備。

MLCC 的原材料供應(yīng)鏈對(duì)行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要,其主要原材料包括陶瓷粉末、內(nèi)電極金屬粉末、粘結(jié)劑、溶劑、外電極金屬漿料等,其中陶瓷粉末和內(nèi)電極金屬粉末的質(zhì)量直接決定了 MLCC 的性能。陶瓷粉末方面,高純度的鈦酸鋇、鈦酸鍶鋇等粉末是制備高性能 MLCC 的基礎(chǔ),目前全球陶瓷粉末市場(chǎng)主要由日本住友化學(xué)、堺化學(xué)等企業(yè)掌控,這些企業(yè)能提供高純度、粒徑均勻的陶瓷粉末,保障 MLCC 的介電性能穩(wěn)定性。內(nèi)電極金屬粉末方面,鎳粉、銅粉的純度和粒徑控制要求嚴(yán)格,日本 JX 金屬、住友金屬等企業(yè)在不錯(cuò)的品質(zhì)內(nèi)電極金屬粉末供應(yīng)上具有優(yōu)勢(shì)。近年來,中國(guó)大陸原材料企業(yè)也在加快技術(shù)研發(fā),逐步實(shí)現(xiàn)陶瓷粉末、內(nèi)電極金屬粉末的國(guó)產(chǎn)化替代,降低對(duì)進(jìn)口原材料的依賴,為 MLCC 產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展提供支撐。
MLCC 的生產(chǎn)工藝復(fù)雜且精密,主要包括陶瓷漿料制備、內(nèi)電極印刷、疊層、壓制、燒結(jié)、倒角、外電極制備、電鍍、測(cè)試分選等多個(gè)環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)控制都會(huì)直接影響 終產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。在陶瓷漿料制備環(huán)節(jié),需要將陶瓷粉末、粘結(jié)劑、溶劑等原料按照精確的比例混合,經(jīng)過球磨等工藝制成均勻細(xì)膩的漿料,確保陶瓷介質(zhì)的一致性和穩(wěn)定性;內(nèi)電極印刷環(huán)節(jié)則采用絲網(wǎng)印刷技術(shù),將金屬漿料(如銀鈀合金、鎳等)印刷在陶瓷生坯薄片上,形成多層交替的內(nèi)電極結(jié)構(gòu);疊層環(huán)節(jié)需將印刷好內(nèi)電極的陶瓷生坯薄片按照設(shè)計(jì)順序精確疊合,保證內(nèi)電極的對(duì)準(zhǔn)度;燒結(jié)環(huán)節(jié)是將疊合后的生坯在高溫爐中燒結(jié),使陶瓷介質(zhì)充分致密化,同時(shí)實(shí)現(xiàn)內(nèi)電極與陶瓷介質(zhì)的良好結(jié)合,燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間的控制對(duì) MLCC 的介電性能和機(jī)械強(qiáng)度至關(guān)重要。多層片式陶瓷電容器的失效模式包括電擊穿、機(jī)械開裂、電極遷移等。

MLCC 的微型化趨勢(shì)不斷突破物理極限,從早期的 1206(3.2mm×1.6mm)封裝,逐步發(fā)展到 0805(2.0mm×1.25mm)、0603(1.6mm×0.8mm),目前 01005 封裝已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),甚至出現(xiàn) 008004(0.2mm×0.1mm)的超微型產(chǎn)品。微型化面臨諸多挑戰(zhàn),如陶瓷生坯厚度需控制在 2-3μm,內(nèi)電極印刷精度達(dá) 0.1mm,疊層對(duì)準(zhǔn)誤差不超過 0.05mm,需依賴高精度激光切割、納米級(jí)印刷等設(shè)備。微型 MLCC 主要用于智能手表、藍(lán)牙耳機(jī)等可穿戴設(shè)備,未來隨著醫(yī)療微器械的發(fā)展,還將向更小微尺度過渡。?多層片式陶瓷電容器的外電極頂層鍍層多為錫層,以保證良好可焊性。全國(guó)通用型多層片式陶瓷電容器無線充電系統(tǒng)
航空航天用多層片式陶瓷電容器需通過 - 65℃~+200℃極端溫度循環(huán)測(cè)試,保證極端環(huán)境穩(wěn)定工作。華東地區(qū)多層片式陶瓷電容器
MLCC 在快充技術(shù)中的應(yīng)用面臨著高紋波電流的挑戰(zhàn),隨著智能手機(jī)、筆記本電腦等設(shè)備快充功率不斷提升(如超過 100W),電路中紋波電流增大,傳統(tǒng) MLCC 易因發(fā)熱過度導(dǎo)致性能衰退。為適配快充場(chǎng)景,快充 MLCC 采用高導(dǎo)熱陶瓷介質(zhì)材料,提升熱量傳導(dǎo)效率,同時(shí)增大外電極接觸面積,加快熱量向 PCB 板的擴(kuò)散;在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,通過增加陶瓷介質(zhì)層數(shù)、減薄單層厚度,提升 MLCC 的紋波電流承受能力,例如某品牌 1206 封裝的快充 MLCC,紋波電流承受值可達(dá) 3A(100kHz 頻率下),遠(yuǎn)高于普通 MLCC 的 1.5A。此外,這類 MLCC 還需通過高溫紋波耐久性測(cè)試,在 125℃環(huán)境下承受額定紋波電流 1000 小時(shí),電容量衰減不超過 10%。華東地區(qū)多層片式陶瓷電容器
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