線上超薄封裝多層片式陶瓷電容器汽車電子電路

來源: 發(fā)布時(shí)間:2025-10-26

多層片式陶瓷電容器(MLCC)是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)被動(dòng)元器件,以多層交替疊合的陶瓷介質(zhì)與內(nèi)電極為內(nèi)部重要結(jié)構(gòu),外部覆蓋外電極實(shí)現(xiàn)電路連接。其優(yōu)勢(shì)是 “小體積大容量”,通過增加陶瓷介質(zhì)與內(nèi)電極的疊層數(shù),在毫米級(jí)封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)從皮法(pF)到微法(μF)級(jí)的電容量,完美適配電子設(shè)備小型化趨勢(shì)。相比傳統(tǒng)引線電容,MLCC 寄生電感、電阻更低,高頻特性更優(yōu),在手機(jī)、電腦、汽車電子等領(lǐng)域不可或缺,全球每年需求量以百億顆計(jì),是電子產(chǎn)業(yè)鏈中用量較大的元器件之一。?優(yōu)化陶瓷介質(zhì)配方可讓多層片式陶瓷電容器在-55℃低溫下電容量衰減控制在5%內(nèi)。線上超薄封裝多層片式陶瓷電容器汽車電子電路

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微型化 MLCC 的焊接可靠性問題一直是行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn),由于其引腳間距小、尺寸微小,傳統(tǒng)的手工焊接方式已無法滿足需求,必須依賴高精度的自動(dòng)化焊接設(shè)備。目前主流的焊接工藝為回流焊,通過控制焊接溫度曲線,使焊膏在高溫下融化并與 MLCC 的外電極和 PCB 焊盤充分結(jié)合,形成穩(wěn)定的焊接點(diǎn)。為提升焊接可靠性,部分企業(yè)會(huì)在 MLCC 外電極的頂層鍍層中添加特殊元素,增強(qiáng)焊料的潤(rùn)濕性和結(jié)合強(qiáng)度;同時(shí),PCB 焊盤的設(shè)計(jì)也需適配微型化 MLCC 的尺寸,采用無鉛化焊盤布局,減少焊接過程中因熱應(yīng)力導(dǎo)致的 MLCC 開裂風(fēng)險(xiǎn)。此外,焊接后的檢測(cè)環(huán)節(jié)也至關(guān)重要,需通過 X 射線檢測(cè)、外觀檢查等手段,及時(shí)發(fā)現(xiàn)虛焊、橋連等焊接缺陷,確保微型化 MLCC 的連接穩(wěn)定性。華東地區(qū)多層片式陶瓷電容器教育實(shí)驗(yàn)套件多層片式陶瓷電容器的外電極脫落會(huì)導(dǎo)致與電路連接不良,影響設(shè)備運(yùn)行。

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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(chǎng)景。多層片式陶瓷電容器的振動(dòng)測(cè)試模擬設(shè)備運(yùn)輸和使用過程中的振動(dòng)環(huán)境。

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MLCC 的容量衰減問題是影響其長(zhǎng)期可靠性的重要因素,尤其是 II 類陶瓷 MLCC,在長(zhǎng)期使用或特定工作條件下,電容量可能會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降,若衰減過度,可能導(dǎo)致電路功能失效。容量衰減的主要原因與陶瓷介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)變化有關(guān),II 類陶瓷介質(zhì)采用鐵電材料,其電容量來源于電疇的極化,在高溫、高電壓或長(zhǎng)期直流偏置作用下,電疇的極化狀態(tài)可能會(huì)逐漸穩(wěn)定,導(dǎo)致可極化的電疇數(shù)量減少,從而引起容量衰減。為改善容量衰減問題,行業(yè)通過優(yōu)化陶瓷介質(zhì)的配方,例如添加稀土元素調(diào)整晶格結(jié)構(gòu),增強(qiáng)電疇的穩(wěn)定性;同時(shí),改進(jìn)燒結(jié)工藝,使陶瓷介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)更均勻致密,減少缺陷對(duì)電疇極化的影響。此外,在應(yīng)用過程中,合理選擇 MLCC 的類型和參數(shù),避免長(zhǎng)期在超出額定條件的環(huán)境下使用,也能有效減緩容量衰減速度。多層片式陶瓷電容器的疊層環(huán)節(jié)需保證內(nèi)電極精確對(duì)準(zhǔn),避免性能偏差??缇迟Q(mào)易快速響應(yīng)多層片式陶瓷電容器筆記本電腦適配

多層片式陶瓷電容器的陶瓷介質(zhì)分為I類和II類,適用場(chǎng)景不同。線上超薄封裝多層片式陶瓷電容器汽車電子電路

MLCC的全球市場(chǎng)格局呈現(xiàn) “ 集中、中低端競(jìng)爭(zhēng)” 的態(tài)勢(shì), 市場(chǎng)由日本村田、TDK,韓國(guó)三星電機(jī)主導(dǎo),村田的車規(guī)級(jí) MLCC 全球市占率超過 35%,其開發(fā)的 - 55℃~+175℃高溫 MLCC,可適配新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的極端環(huán)境;三星電機(jī)則在高頻 MLCC 領(lǐng)域,其 5G 基站用 MLCC 的 ESR 可低至 5mΩ 以下,支持 26GHz 毫米波頻段。中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的國(guó)巨、華新科在消費(fèi)電子 MLCC 市場(chǎng)占據(jù)優(yōu)勢(shì),國(guó)巨通過收購(gòu)基美、普思等企業(yè),實(shí)現(xiàn)了從 01005 到 2220 封裝的全系列覆蓋。中國(guó)大陸企業(yè)如風(fēng)華高科、三環(huán)集團(tuán)近年來加速追趕,在中低端 MLCC 市場(chǎng)(如消費(fèi)電子充電器、小家電)的市占率已超過 20%,同時(shí)加大車規(guī)級(jí) MLCC 研發(fā)投入,部分產(chǎn)品已通過 AEC-Q200 認(rèn)證,逐步打破國(guó)際企業(yè)的壟斷。線上超薄封裝多層片式陶瓷電容器汽車電子電路

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