在电子信息产业迅猛向前发展的今天，我们震惊于各种电子信 息产品，如笔记本电脑、手机、液晶电视机、数码相机和摄影机、MP4 等给我们生活带来极大便利的同时，我们感觉到现在的电器产品较以 前越来越小，且功能越来越完备、功耗越来越小，价格越来越便宜。 这一切都归功于电器产品核心——半导体元器件和众多的被动贴片元 件越来越小型化、高精度、低功耗化，使得家用电器类等信息产品小 型化成为可能。 MLCC正形成规范化工业生产 片式多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitor简称MLCC) 是电子整机中主要的被动贴片元件之一，它诞生于上世纪60年代， {zx0}由美国公司研制成功，后来在日本公司(如Murata、TKD、太阳诱 电等)迅速发展及产业化，至今依然在全球MLCC领域保持优势，主要 表现为生产出MLCC具有高可靠、高精度、高集成、高频率、智能化、 低功耗、大容量、小型化和低成本等特点。由于MLCC标称电容量已达 到10μF-100μF，尺寸已达到0201-01005(即长×宽为0.01英寸×0.00 5英寸，以下均为英寸表示)，是蚂蚁的十分之一大小，所以它已经 部分取代片式铝电解电容和片式钽电容器，且比它们具有更低的损耗 值和更好的可靠性。 从精细陶瓷粉料到制造出新型片式MLCC元件，工艺流程是复杂的， 需要经过十几道工序，目前已形成了规范化的工业生产。上世纪80年 代初，我国开始引进{dy}条MLCC生产线，当时主要是为生产彩色电视 机配套负温系列电容用的。经过20多年的发展壮大，我国MLCC产业取 得了巨大进步，但与日本、韩国等MLCC强国比较，还有一定的差距， 主要体现在MLCC技术方面。 什么是MLCC技术？简而言之，MLCC技术是一门综合性应用技术，它 包括新材料技术，设计工艺制作技术、设备技术和关联技术(如质量控 制技术中的电子元件可靠性测试、失效分析技术等)。MLCC技术涉及 材料、机械、电子、化工、自动化、统计学等各学科先进理论知识， 是多科学理论和实践交叉的系统集成，属于典型的高新技术范畴。 核心技术待提高 在MLCC技术中，最核心的技术是材料技术(如陶瓷粉料的制备)、 介质叠层印刷技术(多层介质薄膜叠层印刷)和共烧技术(陶瓷粉料和金 属电极共烧)。 1.材料技术(陶瓷粉料的制备) 现在MLCC用陶瓷粉料主要分为三大类(Y5V、X7R和COG)。其中X7R 材料是各国竞争最激烈的规格，也是市场需求、电子整机用量{zd0}的 品种之一，其制造原理是基于纳米级的钛酸钡陶瓷料(BaTiO3)改性。 日本厂家根据大容量(10μF以上)的需求，在D50为100纳米的湿法BaT iO3基础上添加稀土金属氧化物改性，制造成高可靠性的X7R陶瓷粉料， 最终制作出10μF-100μF小尺寸(如0402、0201等)MLCC。国内厂家则 在D50为300-500纳米的BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性制作X7R 陶瓷粉料，跟国外先进粉体技术还有一段差距。 2.叠层印刷技术(多层介质薄膜叠层印刷) 如何在0805、0603、0402等小尺寸基础上制造更高电容值的MLCC 一直是MLCC业界的重要课题之一，近几年随着材料、工艺和设备水平 的不断改进提高，日本公司已在2μm的薄膜介质上叠1000层工艺实践， 生产出单层介质厚度为1μm的100μF MLCC，它具有比片式钽电容器 更低的ESR值，工作温度更宽(-55℃-125℃)。代表国内MLCC制作{zg} 水平的风华高科公司能够完成流延成3μm厚的薄膜介质，烧结成瓷后2 μm厚介质的MLCC，与国外先进的叠层印刷技术还有一定差距。当然除 了具备可以用于多层介质薄膜叠层印刷的粉料之外，设备的自动化程 度、精度还有待提高。 3.共烧技术(陶瓷粉料和金属电极共烧) MLCC元件结构很简单，由陶瓷介质、内电极金属层和外电极三层 金属层构成。MLCC是由多层陶瓷介质印刷内电极浆料，叠合共烧而成。 为此，不可避免地要解决不同收缩率的陶瓷介质和内电极金属如何在 高温烧成后不会分层、开裂，即陶瓷粉料和金属电极共烧问题。共烧 技术就是解决这一难题的关键技术，掌握好的共烧技术可以生产出更 薄介质(2μm以下)、更高层数(1000层以上)的MLCC。当前日本公司在 MLCC烧结专用设备技术方面{lx1}于其它各国，不仅有各式氮气氛窑炉 (钟罩炉和隧道炉)，而且在设备自动化、精度方面有明显的优势。 风华公司在窑炉技术方面也有一定的实力，为风华MLCC的发展打下基 础。 回顾MLCC技术的发展历程，充分体现了一个从简单到复杂、低水 平向高科技系统集成、从不环保到环保的发展趋势，是电子信息产品 飞速展的一个缩影。其中采用镍、铜等贱金属代替银/钯贵金属作为内 电极材料(即BME技术)，是MLCC技术发展的一个重要里程碑，虽然这 对MLCC的材料技术、共烧技术(采用N2气氛保护烧结)、设备技术提出 了很高的要求，但它带来了成本的急速下降，同时满足了当今日益苛 刻的环保要求。日本厂家早在十多年前就完成了BME技术的研究，并实 现产业化，带动了MLCC的高速发展。国内厂家也相继在2001年成功实 现MLCC的BME化，为下一步向更高要求的发展奠定基础。随着MLCC技术 的不断成熟及整机要求的不断提高，MLCC技术将向如上图所示趋势发 展。 总之，随着科技的进步，MLCC制造业也获得了迅猛发展，主要体 现在小型化、高比容大容量、高压、高频微波、低功耗等电性能方向 深度发展，这使得MLCC不仅仅用于家电、电脑、通信、汽车电子等4C 产品领域，而且用于航天、航空、深海高压、沙漠钻探、科考超低温 等特殊环境下的电子整机设备中，起到了其他电容器无法替代的作用。 1μF以下电容器，MLCC占{jd1}优势，而1μF以上电容值范围，MLCC正 逐步取代其他电容器，如薄膜电容器、片式钽电容器等。 |
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