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剖析！MLCC容量受哪些因素影响？

来源：世展网分类：粉体工业行业资讯 2023-09-08 16:02 阅读：12965

2027年上海国际粉体加工与处理展览会POWDEX CHINA

2027-03-24-03-26

距离298天

近年来，随着电子设备技术迭代，汽车电子化利用率的提高，物联网、人工智能产业的发展，使各类电子化产品的功能呈现出多元化趋势，复杂性也在逐步增强，对高端MLCC的需求也随之增长。

而对于高端MLCC而言，不论是小尺寸还是高容量，都指向材料的精密度和介电性能。若要在一定的体积上提升电容量，一是材料上增加介电常数、二是降低介质厚度，增加MLCC内部的叠层数量。因此，原材料和制备工艺都是关键要素。

来源：国瓷材料

配料对MLCC容量的影响

配料是将陶瓷粉末、PVB 粘合剂、有机溶剂（甲苯、无水乙醇）、添加剂（包括分散剂、增塑剂、消泡剂、稀释剂等）按照一定比例和顺序充分混合，经过砂磨机，在一定的砂磨时间及转速作用下，将各组分充分分散均匀，使粘合剂均匀的包裹在陶瓷粉末上，形成具有一定流动性的稳定的陶瓷浆料，以备流延使用。这是MLCC制备的第一步，也是至关重要的一步，从产品的角度来讲，配料工艺的好坏，直接决定了最终产品质量的好坏。配料对MLCC容量的影响，主要是体现在以下几个方面：瓷浆的粒度、比表面积：瓷浆的粒度越小，比表面积越大，表面能越大，活性越高，烧结时的温度越低，相同条件下，烧结收缩率越大，烧结致密性越好，对应的介质厚度越小，容量越大。瓷浆的粘度、固含量：固含量越大，粘度相对也更大，相同条件下，烧结膜厚收缩越小，对应的介质厚度越大，容量越小。

流延对MLCC容量的影响

流延是将配料制得的陶瓷浆料，经过流延头，将陶瓷浆料均匀的涂布在PET膜上，再经过烘箱烘干，从而获得厚度均匀的陶瓷膜片。流延对MLCC容量的影响，主要体现在以下几个方面：陶瓷膜片的厚度、重量：陶瓷膜片的厚度不均匀，会导致容量分散，集中度差。陶瓷膜片的密度：膜片密度越大（面密度越高），相同条件下，烧结膜厚收缩相对较小，对应的介质厚度越大，容量越小。膜片外观：

进气排气量：在流延过程中，排气量一般要比进气量大，在一定的体积内产生负压，有利于挥发出来的溶剂蒸汽的排出。但是负压过大，容易将烘箱内的热量排出，烘箱内温度不足，导致瓷浆的溶剂挥发不完全，膜片“较湿”，膜片密度较大，容量越小。

印刷对MLCC容量的影响

丝网印刷是在流延好的膜片上，通过丝网将内电极浆料印刷在陶瓷膜片上，经过高温烘干，从而形成具有一定形状和尺寸的电极图形，经过叠层错位的方式形成MLCC 的内电极结构。

印刷对MLCC容量的影响，主要是体现在以下几个方面：电极图形：电极图形越清晰，针孔，白点，锯齿，毛刺越小，电极图形越完整，内电极图形有效面积越大，对应的容量越大。印刷内电极印重、印厚：印刷内电极印重或印厚越大，对应的容量越大。电极肥大、重影、电极渗开：电极肥大或重影，会造成图形尺寸偏大，电极有效面积越大，对应的容量越大，但是可靠性会降低。电极渗开是印刷图形边缘存在类似水印的现象，会造成容量分散，容量命中率变差。

叠层对MLCC容量的影响

叠层是将印刷好内电极的陶瓷膜片，根据设计要求，按照一定的错位方式交错的叠压在一起，形成一个巴块。叠层的对位精度，将直接影响到上下电极的正对面积，进而影响产品的容量。

叠层对MLCC容量的影响，主要是体现在以下几个方面：设计层数：通常设备会按照设计层数进行堆叠，但是出现技术错误，就会造成实际叠层层数和设计层数的有偏差，影响产品容量。叠层巴厚：叠层时的温度越高，压力越大，巴块的巴厚越薄，相应的介质膜片变薄，容量变大。

排胶和烧结对MLCC容量的影响

排胶和烧结是MLCC制备的关键工序，其目的是避免瓷体烧结时有机物的快速挥发导致分层和开裂等缺陷。选择合适的温度、升温速率和排气量会直接影响MLCC芯片的排胶效果。MLCC的烧结是陶瓷和含有金属的内电极共烧的，而二者开始收缩的温度和收缩率是不同的。极限的高端MLCC产品，单层陶瓷介质上只有3-5个陶瓷颗粒，最多要叠几百到一千层，内部结构的变化非常容易导致产品内部出现裂纹，因此烧结炉的升温速率、控温精度和合理的烧结工艺的制定非常关键。对于薄层介质的高容产品（＜3μm），内电极和介质之间的收缩率差异更明显，通常采用 RHK 快速烧结工艺（25 ℃/min），实现内电极和介质共烧，减少了电极浆料团聚和孔洞现象的产生，改善了内电极的连续性，从而提高了产品容量。

倒角对 MLCC 容量的影响

倒角是将烧结后的芯片、球磨介质、水和添加剂按一定比例充分混合，在一定转速的研磨下，将芯片表面打磨光滑，使内电极充分暴露的过程。对于高容产品，由于烧结后的产品内应力大，倒角后，容易出现微裂、分层甚至开裂的现象，导致MLCC容量会偏低或分散，通常可以采用烧前生倒来改善烧结后熟倒，避免烧结后应力过大开裂。

倒角前后形态示意图

电镀对 MLCC 容量的影响

电镀是烧端后的芯片，在电镀溶液中，利用电化学反应，在芯片的金属表面沉积镍和锡的过程。根据产品烧端后的情况，有些产品会在电镀前对端电极层进行镀前处理，确保端电极的致密，避免在端镀过程出现镀液渗漏的现象，导致容量低。参考来源：林显竣等：制备工艺对多层陶瓷电容器容量的影响研究胡程康：钛酸钡陶瓷的冷烧结工艺探索及性能研究微容科技：MLCC制作流程详解

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2023第一届电动车用陶瓷材料技术研讨会

当前，汽车产业进入百年一遇的大变革时期，汽车电动化正成为新的发展潮流和趋势。电动化浪潮下汽车的各大系统设计均发生了翻天覆地的变化，不仅发动机变速箱等这些大总成正经历一场变革，其零部件材料及设计的新旧更替也在迅速刷新着整条产业链。目前来看，先进陶瓷材料凭借特殊性能优势正在加速“上车”。从最基础的锂电材料用陶瓷窑具、电池隔膜涂层，到轴承、刹车片、基板、电容器、继电器等零部件，再到汽车零部件的高效切削加工，先进陶瓷材料的优势在新能源汽车产业中发挥得淋漓尽致。种种迹象表明，电动汽车已经成为先进陶瓷应用与发展的新风口。为此，中国粉体网将于2023年9月12日在合肥举办“第一届电动车用陶瓷材料技术研讨会”，会议诚邀先进陶瓷、新能源汽车行业研发与生产单位、设备制造企业等上下游产业人员参会交流，共同探讨新能源汽车用陶瓷材料与技术，推动我国新能源汽车产业的高质量发展。会务组联系人：卢铭旗电话：053（同微信）