多層片式陶瓷電容器的等效串聯(lián)電感(ESL)優(yōu)化是提升其高頻性能的主要方向,在 5G 通信、射頻識(shí)別(RFID)等高頻場景中,ESL 過大會(huì)導(dǎo)致信號(hào)相位偏移、傳輸損耗增加。為降低 ESL,MLCC 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新:一是采用 “疊層交錯(cuò)” 內(nèi)電極布局,將相鄰層的內(nèi)電極引出方向交替設(shè)置,使電流路徑相互抵消,減少磁場疊加;二是縮小外電極間距,將傳統(tǒng) 1206 封裝的外電極間距從 2.5mm 縮短至 1.8mm,進(jìn)一步縮短電流回路長度;三是開發(fā) “低 ESL 封裝”,如方形扁平無引腳(QFN)結(jié)構(gòu)的 MLCC,通過將電極布置在封裝底部,大幅降低寄生電感。目前,高頻 MLCC 的 ESL 可低至 0.3nH 以下,在 2.4GHz 頻段的插入損耗比普通 MLCC 低 2-3dB,滿足 5G 基站天線、毫米波雷達(dá)等高頻設(shè)備的需求。低溫型多層片式陶瓷電容器引入鑭、釹等稀土元素,-55℃下電容量衰減可控制在 5% 以內(nèi)。品牌商可靠性強(qiáng)多層片式陶瓷電容器教育實(shí)驗(yàn)套件

絕緣電阻(IR)是衡量 MLCC 絕緣性能的重要指標(biāo),指的是電容器兩極之間的電阻值,反映了電容器阻止漏電流的能力。絕緣電阻值越高,說明 MLCC 的漏電流越小,電荷保持能力越強(qiáng),在電路中能更好地實(shí)現(xiàn)電荷存儲(chǔ)和隔離功能,避免因漏電流過大導(dǎo)致電路故障或能量損耗。MLCC 的絕緣電阻通常與介質(zhì)材料、生產(chǎn)工藝、工作溫度和濕度等因素相關(guān),一般來說,I 類陶瓷 MLCC 的絕緣電阻高于 II 類陶瓷 MLCC,且隨著工作溫度的升高,絕緣電阻會(huì)有所下降。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì) MLCC 的絕緣電阻有明確規(guī)定,例如對(duì)于容量小于 1μF 的 MLCC,絕緣電阻通常要求不低于 10^11Ω;對(duì)于容量大于 1μF 的 MLCC,絕緣電阻與容量的乘積(IR×C)要求不低于 10^4Ω?F,以確保其絕緣性能滿足實(shí)際應(yīng)用需求。深圳通用型多層片式陶瓷電容器智能手機(jī)主板配套多層片式陶瓷電容器的自動(dòng)化生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)從漿料制備到測試分選的全流程管控。

隨著電子設(shè)備對(duì) MLCC 性能要求的不斷提升,高容量 MLCC 的研發(fā)和生產(chǎn)成為行業(yè)發(fā)展的重要方向之一。傳統(tǒng)的 MLCC 要實(shí)現(xiàn)大容量,往往需要增加陶瓷介質(zhì)的層數(shù)或增大產(chǎn)品尺寸,但這與電子設(shè)備小型化的需求相矛盾。為解決這一問題,行業(yè)通過改進(jìn)陶瓷介質(zhì)材料、優(yōu)化疊層工藝等方式,在小尺寸封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)了更大的電容量。例如,采用高介電常數(shù)的陶瓷材料,如鈮鎂酸鉛系陶瓷,能在相同的層數(shù)和尺寸下大幅提升電容量;同時(shí),通過減小陶瓷介質(zhì)層的厚度,增加疊層數(shù)量,也能有效提高 MLCC 的容量密度。目前,采用先進(jìn)工藝的 MLCC 已經(jīng)能在 0805 封裝尺寸下實(shí)現(xiàn) 10μF 甚至更高的電容量,滿足了消費(fèi)電子、汽車電子等領(lǐng)域?qū)π〕叽?、大容?MLCC 的需求。
MLCC 的綠色生產(chǎn)工藝革新是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中,陶瓷漿料制備多采用有機(jī)溶劑(如乙二醇乙醚、乙酸丁酯),這類溶劑揮發(fā)性強(qiáng),不僅會(huì)造成大氣污染,還會(huì)危害生產(chǎn)人員健康。近年來,水性陶瓷漿料逐步替代有機(jī)溶劑漿料,以去離子水為分散介質(zhì),配合環(huán)保型粘結(jié)劑(如聚乙烯醇),揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放量降低 90% 以上,同時(shí)水性漿料的粘度更易控制,印刷厚度均勻性提升 15%。在燒結(jié)環(huán)節(jié),新型節(jié)能窯爐采用分區(qū)控溫技術(shù),將燒結(jié)能耗從傳統(tǒng)窯爐的 800kWh / 噸降至 500kWh / 噸,余熱回收率提升至 40%,此外,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢陶瓷生坯、不合格產(chǎn)品可粉碎后重新制備漿料,原料利用率從 75% 提升至 90%,實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。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。

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。車規(guī)級(jí)多層片式陶瓷電容器需通過AEC-Q200認(rèn)證以滿足汽車復(fù)雜工況需求。二線城市微型多層片式陶瓷電容器便攜設(shè)備應(yīng)用
5G 基站 Massive MIMO 天線用多層片式陶瓷電容器,多為 0402/0201 封裝,2.6GHz 頻段損耗低。品牌商可靠性強(qiáng)多層片式陶瓷電容器教育實(shí)驗(yàn)套件
MLCC 的內(nèi)電極工藝創(chuàng)新對(duì)其成本與可靠性影響深遠(yuǎn),早期產(chǎn)品多采用銀鈀合金電極,銀的高導(dǎo)電性與鈀的抗遷移性結(jié)合,使產(chǎn)品具備優(yōu)異性能,但鈀的高昂成本限制了大規(guī)模應(yīng)用。20 世紀(jì) 90 年代后,鎳電極工藝逐步成熟,通過在還原性氣氛(如氫氣與氮?dú)饣旌蠚怏w)中燒結(jié),避免鎳電極氧化,同時(shí)鎳的成本為鈀的 1/20,降低了 MLCC 的生產(chǎn)成本,推動(dòng)其在消費(fèi)電子領(lǐng)域的普及。近年來,銅電極 MLCC 成為新方向,銅的電阻率比鎳低 30% 以上,能進(jìn)一步降低等效串聯(lián)電阻(ESR),提升高頻性能,但銅易氧化的特性對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求極高,需在全封閉惰性氣體環(huán)境中完成印刷、燒結(jié)等工序,目前主要應(yīng)用于通信設(shè)備、服務(wù)器電源等對(duì)功耗敏感的場景。品牌商可靠性強(qiáng)多層片式陶瓷電容器教育實(shí)驗(yàn)套件
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