片式多層陶瓷電容器是指在流延(或軋膜)工藝生產的陶瓷膜片上,先印刷上幾十個或幾百個電極圖案,然后把許多層這種膜片交錯疊合,層間用聚乙烯醇縮丁醛(PVB) 溶液粘合、精確的定位、疊層加壓形成一個整體。再通過切割,脫粘合劑,一次燒結使之形成獨石結構,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:高溫燒結型。即燒結溫度高于1300℃, 電極材料必須采用Pt、Pd等耐高溫金屬。產品成本昂貴,只用干較特殊的整機中。中溫燒結型。即燒結溫度為1000~1250℃,采用Ag/Pd的合金電極。低溫燒結型。即燒結溫度低到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的結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)——流延成型——坯料干燥、分檢——循環加壓、印刷內電極——陳腐、等靜壓——切割、排膠——燒結——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最早、用量最大、發展最快的一種片式元件。它的特點表現在以下幾個方面:
① 高介電常數的一類,體積小、容量大,容積比可達10μF/cm3;
②溫度補償的一類,有各種容量溫度系數,Q值高;
③無極性,絕緣電壓和絕緣電阻高;
④內部電極設在介電陶瓷內部,耐濕性好。
片式多層陶瓷電容器 MLCC 廣泛用于各種電子整機中的振蕩、耦合、濾波和旁路,尤其是高頻電路。如一臺筆記本電腦大約有180只片式器件;一部手機中,大約有400多只片式元器件,其中大約使用200只MLCC。
為適應電子整機向數字化、高頻化、多功能化以及便攜式方向發展,小型化、高功能化與高頻化是全球疊層器件發展的主要趨勢。
①小型化
無源元件緊跟電子產品小型化的步伐,尺寸愈來愈小。
②高頻化
隨著信息與通訊產業向高頻化發展,如通信業向5. 8GHz 發展,要求片式多層陶瓷電容器能用到5. 8GHz。
③ 多功能組件
將幾個相同或不相同(電容/電阻/電感)組件互相搭配,整合成一個多功能組件,可大幅降低組裝成本,提高元件單價、提高產品可靠度,也有助于電子產品的小型化。疊層元件的集成在大幅度縮小電路板的面積,減少電子產品的尺寸、減輕質量、增加產品的功能等方面,具有前景。
④降低生產成本
在貴金屬價格高漲的情況下,開發更低的燒結溫度,減少貴金屬Pd、Ag的用量,開發其他金屬如銅、鎳的使用,可大幅度降低生產成本。