多层片式陶瓷电容器

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1、MLCC陶瓷研究进展班级：材科1102班学号：1110110212姓名：崔颂摘要：简要介绍多层陶瓷电容器（MLCC）的制造工艺及介电材料的研究进展，尤其是国外先进厂家的湿法印刷技术与Soufill膜制造工艺，分析了MLCC介质材料所应有的性能，指出MLCC 行业发展趋势以及国内的发展方向。 关键词：多层陶瓷电容器； 制造工艺；介电材料；发展趋势 1.引言多层片式陶瓷电容器 (Multi-layer Ceramic Capacitor )，又称独石电容器，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，最先由美国公司研制成功，后来在日本公司迅速发展及产业化，至

2、今依然是日本在全球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。片式多层陶瓷电容器（MLCC）的优点： 1.由于使用多层介质叠加的结构，高频时电感非常低，具有非常低的等效串联电阻，因此可以使用在高频和甚高频电路滤波。  2.无极性可以使用在存在非常高的纹波电路或交流电路。        3.使用在低阻抗电路不需要大幅度降额。    4.击穿时不燃烧爆炸，安全性高。2.生产工艺流程及方法MLCC的一般工艺流程配料是：流延—印刷—叠层—切割—排胶—烧结—倒角—封端—烧端—端处—测试—外观—编带。

3、2.1流延法 国内目前的MLCC 生产工艺普遍采用流延法，又称刮刀法、带式法或浇注法，最早用于生产陶瓷基板，它是将粉料与粘合剂、增塑剂、溶剂及分散剂混磨成悬浮性好的浆料，经真空脱泡后在刮刀的作用下在基带上流延出连续、厚度均匀的浆料层，在表面张力的作用下形成光滑的自然表面，干燥后形成柔软如皮革状的膜带，经冲片、排粘、烧结获得优质的膜片。流延法适于大量生产，厚度目前最小为7um，具有投资少、生产效率高、产品一致性好、性能稳定的优点。2.2湿法印刷 国外先进厂家MLCC的生产工艺目前多采用湿法印刷工艺，即将陶瓷介质浆料通过丝网印刷作成陶瓷薄膜，用该薄膜做MLCC的介质，金属电

4、极也用丝网印刷而成。2.3Soufill膜制造工艺[1,2] 在欧洲，MLCC制作工艺出现了更为先进的胶膜胚片生产工艺，这种工艺的特点是直接用含有大量陶瓷粉粒的塑料薄膜 (简称胶膜) 来代替传统的流延胚片，例如荷兰DSM公司的Soufill膜，适合于制作高压MLCC元件。这种超薄型陶瓷薄膜材料的制造，实质上是借用热塑性聚合物材料的成膜工艺，将高体积比的陶瓷粉料分散到定向排列的聚合物中，经过挤压和拉伸工艺制成高强度、高韧性的陶瓷膜。3.MLCC的介电材料的研究进展 MLCC用高介电常数的介电材料主要有三个体系：BaTiO3系材料；（Ba，Ca）（Ti，Zr）O3系材料；复

5、合含Pb 钙钛矿系材料。3.1BaTiO3系材料 BaTiO3系材料是最早研究的用于MLCC的介电材料，也是最早实现商业化的MLCC用介电材料。BaTiO3系材料电气性能较稳定，在温度、电压与时间改变时性能的变化并不显著，适用于隔直、偶合、旁路、鉴频等电路。BaTiO3系材料是一种强电介质，因而能造出容量比较大的电容器。3.2（Ba，Ca）（Ti，Zr）O3系材料[3]在BaTiO3中引入Ca2+和Zr4+，二者分别进入晶格中部分Ba2+和Ti4+位置，形成（Ba，Ca）（Ti，Zr）O3系材料，缩写成BCTZ。BCTZ系材料明显的特点就是其常温介电常数高。但是BCTZ

6、系材料在使用温度范围内的介电常数变化明显高于BaTiO3系材料，此类材料的容量、损耗对温度和电压等测试条件较敏感。因此常用于生产比容较大的、标称容量较大的大容量电容器产品。BCTZ系材料适合用来生产对稳定性要求不是很高的电容器。3.3复合含Pb 钙钛矿系材料 复合含Pb 钙钛矿系材料介电常数通常比较高，在提高比容率，促进产品小型化方面，相对于BaTiO3材料和BCTZ材料而言，用复合含Pb 钙钛矿系材料制作的电容器有着明显的。但是，使用复合含Pb 钙钛矿系材料生产MLCC的工艺复杂，存在层间材料烧成收缩不一致，以及物理化学性能不匹配问题，增加了材料设计和制造的难度，同时

7、会增加生产成本。另外，含Pb材料容易造成环境污染，由于大多数工业国家对含Pb材料的生产有着严格的规定，含Pb材料进入实用化还有待于进一步研究。4.MLCC的应用领域决定了其介质材料必须具有的功能4.1高介电常数 MLCC的比容与材料的介电常数关系如下:  C为电容，V为体积，C/V为比电容，t为介电层厚度，ε为介电常数。在介电层厚度确定的情况下，材料的介电常数越高，电容器比电容越大。介电材料的介电常数越高，越易于实现电容器的小型化，这是目前电容器的一个发展方向，自从MLCC问世以来，其比容一直不断上升，介电层的厚度不断下降。4.2良好的介