片式多層陶瓷電容器是指在流延(或軋膜)工藝生產(chǎn)的陶瓷膜片上,先印刷上幾十個(gè)或幾百個(gè)電極圖案,然后把許多層這種膜片交錯(cuò)疊合,層間用聚乙烯醇縮丁醛(PVB) 溶液粘合、精確的定位、疊層加壓形成一個(gè)整體。再通過切割,脫粘合劑,一次燒結(jié)使之形成獨(dú)石結(jié)構(gòu),在制作端電極后,就制成了片式多層陶瓷電容器。
片式多層陶瓷電容器是最早出現(xiàn)的一種電子片式元件,英文MLCC (Multilayer Ceramic Capacitor) 。
各種電容器瓷料均可用于制造片式多層陶瓷電容器。按其燒結(jié)溫度與不同的電極材料相匹配可將片式多層陶瓷電容器分為三種類型:高溫?zé)Y(jié)型。即燒結(jié)溫度高于1300℃, 電極材料必須采用Pt、Pd等耐高溫金屬。產(chǎn)品成本昂貴,只用干較特殊的整機(jī)中。中溫燒結(jié)型。即燒結(jié)溫度為1000~1250℃,采用Ag/Pd的合金電極。低溫?zé)Y(jié)型。即燒結(jié)溫度低到900℃或更低,采用全Ag電極或低含量Pd的Ag/Pd合金電極,使片式多層陶瓷電容器的成本大幅度降低。
片式多層陶瓷電容器采用電極交錯(cuò)的結(jié)果是增大了元件有效面積,提高了元件的耐沖擊性。
其制造工藝如下:
原料(陶瓷粉末、添加劑、粘合劑、溶劑)——原料的混合(球磨機(jī))——流延成型——坯料干燥、分檢——循環(huán)加壓、印刷內(nèi)電極——陳腐、等靜壓——切割、排膠——燒結(jié)——上端電極(浸銀)——上端電極(三層鍍)
片式多層陶瓷電容器是世界上出現(xiàn)最早、用量最大、發(fā)展最快的一種片式元件。它的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
① 高介電常數(shù)的一類,體積小、容量大,容積比可達(dá)10μF/cm3;
②溫度補(bǔ)償?shù)囊活?,有各種容量溫度系數(shù),Q值高;
③無極性,絕緣電壓和絕緣電阻高;
④內(nèi)部電極設(shè)在介電陶瓷內(nèi)部,耐濕性好。
片式多層陶瓷電容器 MLCC 廣泛用于各種電子整機(jī)中的振蕩、耦合、濾波和旁路,尤其是高頻電路。如一臺(tái)筆記本電腦大約有180只片式器件;一部手機(jī)中,大約有400多只片式元器件,其中大約使用200只MLCC。
為適應(yīng)電子整機(jī)向數(shù)字化、高頻化、多功能化以及便攜式方向發(fā)展,小型化、高功能化與高頻化是全球疊層器件發(fā)展的主要趨勢(shì)。
①小型化
無源元件緊跟電子產(chǎn)品小型化的步伐,尺寸愈來愈小。
②高頻化
隨著信息與通訊產(chǎn)業(yè)向高頻化發(fā)展,如通信業(yè)向5. 8GHz 發(fā)展,要求片式多層陶瓷電容器能用到5. 8GHz。
③ 多功能組件
將幾個(gè)相同或不相同(電容/電阻/電感)組件互相搭配,整合成一個(gè)多功能組件,可大幅降低組裝成本,提高元件單價(jià)、提高產(chǎn)品可靠度,也有助于電子產(chǎn)品的小型化。疊層元件的集成在大幅度縮小電路板的面積,減少電子產(chǎn)品的尺寸、減輕質(zhì)量、增加產(chǎn)品的功能等方面,具有前景。
④降低生產(chǎn)成本
在貴金屬價(jià)格高漲的情況下,開發(fā)更低的燒結(jié)溫度,減少貴金屬Pd、Ag的用量,開發(fā)其他金屬如銅、鎳的使用,可大幅度降低生產(chǎn)成本。