叠层陶瓷电容
多层陶瓷电容
多层陶瓷电容一、什么是多层陶瓷电容？多层陶瓷电容（MLCC）是一种常见的电子元件，用于电路中的信号整形、滤波、耦合和终端阻抗匹配等应用。
其基本结构由多层陶瓷薄片和金属电极堆叠而成，其中陶瓷层作为电介质存储能量，金属电极用于连接电路。
多层陶瓷电容具有高容量密度、低电阻、优异的高频性能和稳定性等特点。
二、多层陶瓷电容的分类多层陶瓷电容根据其材料、结构和电容量可以进行分类。
2.1 材料分类•标准陶瓷电容：以镁钛酸钡（BaTiO3）为基础材料，具有较高的介电常数和良好的温度稳定性。
标准陶瓷电容广泛应用于消费电子产品和工业设备中。
•超低温陶瓷电容：添加稀土元素或其他添加剂，可以显著降低介电常数和温度系数，提高电容在低温环境下的稳定性，适用于航天航空等极端环境中的应用。
•超高温陶瓷电容：采用高熔点材料制备，可以在高温环境中保持稳定性，适用于汽车引擎、电源模块等高温环境的电子设备。
2.2 结构分类•X7R结构：具有一定的介电常数、温度系数和电压稳定性，是最常用的结构。
适用于大部分一般性的应用场景。
•X5R结构：与X7R相比，具有更高的介电常数和更大的温度系数。
适用于电容量较大且要求高温环境稳定性的应用。
•X8R结构：具有较低的温度系数和良好的高温稳定性，适用于高温环境的电路设计。
2.3 电容量分类多层陶瓷电容的电容量范围广泛，从几皮法到数百微法不等。
根据具体应用需求，选择合适的电容量是确保电路性能稳定的重要因素。
三、多层陶瓷电容的特性多层陶瓷电容具有以下几个重要的特性：3.1 高容量密度多层陶瓷电容的高容量密度使得在有限的空间内可以存储更多的能量，满足电路的需求，对于体积要求敏感的应用十分重要。
3.2 低电阻多层陶瓷电容具有较低的ESR（Equivalent Series Resistance），使其在高频条件下具有良好的电流响应能力。
这使得它适用于需要高频稳定性和低噪声的电路设计。
3.3 高频性能多层陶瓷电容具有优异的高频性能，可以在高频条件下保持稳定的电容值和低损耗。
mlcc叠层工艺
mlcc叠层工艺MLCC（多层陶瓷电容器）叠层工艺是一种常见的电子组件制造工艺，用于制造高性能的陶瓷电容器。
MLCC是一种电子元件，它由多个薄层陶瓷片和金属电极交替叠加而成。
这种结构使得MLCC具有高电容密度、低损耗、良好的温度稳定性和可靠性等优点。
在本文中，我们将探讨MLCC叠层工艺的相关内容。
我们来了解一下MLCC的基本结构。
MLCC由多个薄层陶瓷片和金属电极交替叠加而成。
陶瓷片通常采用氧化铝等陶瓷材料，具有良好的绝缘性能和稳定性。
金属电极通常采用银浆或铜浆制成，用于连接电路。
通过多层叠加，可以实现较高的电容密度，满足各种电子设备对小型化和高性能的要求。
MLCC的制造过程中，叠层工艺是关键步骤之一。
首先，需要准备好陶瓷片和金属电极。
陶瓷片通常通过切割成薄片的方式制备，而金属电极则通过印刷或涂覆的方式施加在陶瓷片上。
然后，将陶瓷片和金属电极按照一定的顺序叠加在一起，形成多层结构。
在叠层的过程中，需要注意控制每一层的厚度和位置，以确保电容器的性能和可靠性。
在叠层过程中，还需要考虑陶瓷片和金属电极之间的粘结问题。
通常情况下，陶瓷片和金属电极之间使用玻璃粉或有机胶粘结，以确保层与层之间的粘合牢固。
粘结的质量对于电容器的性能和可靠性至关重要，因此需要严格控制粘结剂的质量和使用方法。
叠层完成后，还需要进行烧结和电极处理等后续工艺。
烧结是将叠层结构加热到一定温度，使陶瓷片和金属电极之间形成致密的结合。
烧结的温度和时间需要根据具体的材料和工艺要求进行控制。
电极处理是在烧结后对金属电极进行加工，以便与外部电路连接。
总结一下，MLCC叠层工艺是制造高性能陶瓷电容器的关键工艺之一。
通过多层陶瓷片和金属电极的叠加，可以实现较高的电容密度和良好的性能。
在叠层过程中，需要注意控制层的厚度和位置，以及陶瓷片和金属电极之间的粘结质量。
叠层完成后，还需要进行烧结和电极处理等后续工艺。
通过优化叠层工艺，可以生产出满足各种电子设备要求的高性能陶瓷电容器。
mlpc叠层固态电容原理
mlpc叠层固态电容原理MLPC叠层固态电容原理简介•MLPC（Multilayer Ceramic Capacitor）叠层固态电容是一种常见的电子元件，用于电路中的电荷储存和能量转换。
•MLPC电容器由多层陶瓷薄片和金属电极叠层而成，具有小体积、大电容量和优异的高频性能。
原理1.陶瓷薄片：MLPC电容器的核心是由陶瓷薄片构成的介质层，其具有良好的绝缘性能和电介质常数。
2.金属电极：陶瓷薄片上涂覆有金属电极，通常使用银、镍、钨等导电金属制成。
金属电极起到连接电路、电流传输的作用。
3.叠层结构：多个陶瓷薄片和金属电极按照一定的顺序叠压在一起，形成叠层结构。
通过控制叠层的数量和厚度，可以获得不同电容量和工作电压的MLPC电容器。
4.电荷储存：当电压施加到MLPC电容器的金属电极上时，产生电场，使得陶瓷薄片中的正负电荷分离，从而在电容器两端储存电荷。
5.能量转换：在电路运行过程中，MLPC电容器根据需要释放或吸收储存的电荷，将电能转换为其他形式的能量，或从其他能量形式转换为电能。
特点•小体积：由于采用叠层结构，MLPC电容器体积小，可以在紧凑的电路板上实现高密度的布局。
•大电容量：通过增加叠层数量或增加单层厚度，可以获得较大的电容量，满足不同电路的需求。
•优异高频性能：由于陶瓷材料的特性，MLPC电容器具有低损耗和优异的高频性能，适用于高频电路和射频应用。
应用领域•电子产品：MLPC电容器广泛应用于各类电子产品中，如手机、平板电脑、电视、音响等，用于电路噪音滤波、稳压、消除信号干扰等。
•通信设备：在无线通信领域，MLPC电容器用于射频功率放大器、天线调谐、信号调理等关键电路中，提高通信质量和稳定性。
•工业控制：MLPC电容器在工业自动化领域中，用于电力变频器、驱动器、电机控制器等电力电子器件的滤波和耦合。
结论•MLPC叠层固态电容器作为一种重要的电子元件，通过陶瓷薄片和金属电极的叠层结构，实现电荷储存和能量转换的功能。
陶瓷积层电容(mlcc) 极化效应
陶瓷积层电容(mlcc) 极化效应陶瓷积层电容（MLCC）是一种非极性电容器，它具有很多优点，如体积小、容量大、精度高等。
然而，在实际应用中，MLCC也存在一些极化效应的问题。
本文将从不同角度探讨MLCC的极化效应及其对电路性能的影响。
我们需要了解什么是极化效应。
在电容器中，极化效应是指在电场作用下，电容器内部发生电荷分布不均匀，导致电容器两端产生电压差的现象。
对于极性电容器来说，极化效应是正常现象，但对于非极性电容器如MLCC来说，极化效应则属于异常情况。
MLCC的极化效应主要来源于材料本身的极化特性。
陶瓷材料具有铁电性质，即在电场作用下会发生极化，产生极化电荷。
这种极化电荷会在电场消失后仍存在一段时间，导致MLCC两端产生残余电压。
这种残余电压对于某些电路设计来说可能会造成问题。
MLCC的极化效应对电路性能的影响主要体现在以下几个方面：1. 电容值漂移：由于极化效应的存在，MLCC的电容值会随时间发生变化，即电容值漂移。
这对一些要求精度和稳定性的电路来说是不可忽视的。
特别是在高温环境下，电容值漂移会更加明显。
2. 温度特性：极化效应还会导致MLCC的温度特性变差。
在高温环境下，极化电荷的释放速度加快，导致残余电压更大，从而使得MLCC的电容值变小。
这对于一些工作在高温环境下的电路来说是非常不利的。
3. 电压变化：极化效应还会导致MLCC的电压变化。
当电场发生变化时，极化电荷的释放速度也会发生变化，导致MLCC两端的电压变化。
这对于一些对电压稳定性要求较高的电路来说是一个重要的考虑因素。
为了减小MLCC的极化效应，可以采取以下措施：1. 选择合适的电容器：在设计电路时，根据实际需求选择合适的MLCC。
一些对电容值漂移和温度特性要求较高的电路，可以选择具有低极化特性的MLCC。
同时，还可以考虑使用其他类型的电容器来替代MLCC，如钽电容、铝电解电容等。
2. 降低工作温度：由于极化效应与温度密切相关，降低工作温度可以有效减小极化效应对MLCC的影响。
片式叠层陶瓷电容器(MLCC)
片式电容器(MLCC)
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MLCC的制造工艺
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陶瓷介质薄膜制作-配料
陶瓷介质薄膜制备方法应用最多的是流延 法。在流延前，需将陶瓷材料与黏合剂、 有机溶剂、分散剂等按一定比例混合在一 起，通过球磨等方式使之混合均匀，形成 具有一定流动性的陶瓷浆料，这个过程叫 配料。这是制造MLCC的第一步，也是极 为关键的一步。
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内电极剖面SEM
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内电极制作-叠层
将印刷好内电极图形的陶瓷介质膜片按产品设计 要求，借助于膜片本身的黏性和叠层机的压力将 膜片叠在一起形成一个整体，简称电极巴块。
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电容芯片制作-层压
目的：提高烧结后瓷体的致密性
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电容芯片制作-切割
切割是将产品切割成设计尺寸大小的一粒粒 芯片的过程。切割方式有直刀式和圆刀式
MLCC的结构
Cu/Ag引出层，Ni热阻挡层，Sn可焊层
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MLCC剖面的SEM
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MLCC的分类-按温度特性分类
第Ⅰ类: 温度补偿型固定电容器，包括通 用型高频CG、CH电容器和温度补偿型 高频HG、LG、PH、RH、SH、TH、 UJ、SL电容器; 第Ⅱ类 :固定电容器，一般有X7R、X5R 以及Y5V、Z5U温度特性系列。
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MLCC不同尺寸规格
尺寸规格
长×宽 (英寸) 长×宽 (毫米)
0402 0603 0805
0.08× 0.05
1206
0.12× 0.06 3.20× 1.60
1808
0.18× 0.08 4.50× 2.00
2225
0.22× 0.25 5.70× 6.30
0.04× 0.06× 0.02 0.03
中国MLCC (片式多层陶瓷电容器)的发展史
多层陶瓷电容器(MLC)的起源可以追溯到二战期间玻璃釉电容器的诞生。由于性能优异的高频电容器与大功率发射电容器对云母介质的需求巨大，而云母矿产资源稀缺以及战争的影响，美国陆军通信部门资助DupONt公司陶瓷实验室开展了喷涂玻璃釉介质和丝网印刷银电极经叠层后共烧，再烧附端电极的独石化(Monolithic)工艺研究，并获得多项技术专利。经介质配方改进提高介电常数和降低损耗，玻璃釉电容器已完全可以取代云母电容器。
2.MLCC多次洗牌
经历了多次洗牌，日系企业仍然占据市场领先地位。
20世纪90年代中后期，日系大型MLCC制造企业全面抢滩中国市场，先后建立北京村田、无锡村田、上海京瓷、东莞太阳诱电、东莞TDK等合资或独资企业。在这期间，克服了困扰十余年的可靠性缺陷，以贱金属电极(BME)核心技术为基础的低成本MLCC开始进入商业实用化。以天津三星电机为代表的韩资企业也开始成为一支新兴力量。
新旧世纪之交，飞利浦在产业顶峰放弃并出让被动元件事业部，拉开了中国台湾岛内MLCC业界全面普及BME技术的序幕。国巨、华新、达方、天扬等台系企业的全面崛起，彻底打破了日系企业在BME制造技术的垄断，高性价比MLCC为IT与A&V产业的技术升级和低成本化作出了重大贡献。同时，台系企业开始将从后至前的各道工序制程不断向大陆工厂转移。
3.中国大陆MLCC技术获突破
大陆电容器产业现已基本实现了MLCC主流产品本地化供应局面。
在MLCC发展进程中，需特别强调的是我国大陆科技工作者的历史贡献。在二战后，前苏联研制出的与美国类似的玻璃釉电容器技术传入我国大陆，形成了一定的生产规模。为进一步改进性能，扩大产能，20世纪60年代中国大陆产业界开始尝试用陶瓷介质进行轧膜成型、印刷叠压工艺制造独石结构的瓷介电容器。为适应多层共烧工艺要求，采用传统陶瓷电容器介质材料于1300℃以上高温烧结需采用Au-Pd-Pt三元贵金属电极系统，因成本太高，仅能维持极少量军品需求。以原电子工业部7所、715厂、华南工学院等单位为龙头的若干单位，先后于1967年和1969年完成了900℃左右低温烧结的2类和1类独石瓷介电容器的研制。前者以Smolenskii首先提出的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3为主晶相。后者包括MgO-Bi2O3-Nb2O5和ZnO-Bi2O3-Nb2O5系，以及高介大温度系数Pb(Mg1/2W1/2)O3系统。上述系统在我国大陆实现工业化生产达20年。
多层贴片陶瓷电容烧结原理及工艺
多层贴片陶瓷电容烧结原理及工艺多层陶瓷电容器(MLCC)的典型结构中导体一般为Ag或AgPd，陶瓷介质一般为(SrBa)TiO3，多层陶瓷结构通过高温烧结而成。
器件端头镀层一般为烧结Ag/AgPd，然后制备一层Ni阻挡层(以阻挡内部Ag/AgPd材料，防止其和外部Sn发生反应)，再在Ni层上制备Sn或SnPb层用以焊接。
近年来，也出现了端头使用Cu的MLCC产品。
根据MLCC的电容数值及稳定性，MLCC划分出NP1、COG、X7R、Z5U等。
根据MLCC 的尺寸大小，可以分为1206，0805，0603，0402，0201等。
MLCC 的常见失效模式多层陶瓷电容器本身的内在可靠性十分优良，可以长时间稳定使用。
但如果器件本身存在缺陷或在组装过程中引入缺陷，则会对其可靠性产生严重影响。
陶瓷多层电容器失效的原因分为外部因素和内在因素内在因素主要有以下几种：1.陶瓷介质内空洞(Voids)导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染，烧结过程控制不当等。
空洞的产生极易导致漏电，而漏电又导致器件内部局部发热，进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加。
该过程循环发生，不断恶化，严重时导致多层陶瓷电容器开裂、爆炸，甚至燃烧等严重后果。
2.烧结裂纹(firing crack)烧结裂纹常起源于一端电极，沿垂直方向扩展。
主要原因与烧结过程中的冷却速度有关，裂纹和危害与空洞相仿。
3.分层(delamination)多层陶瓷电容器的烧结为多层材料堆叠共烧。
烧结温度可以高达1000℃以上。
层间结合力不强，烧结过程中内部污染物挥发，烧结工艺控制不当都可能导致分层的发生。
分层和空洞、裂纹的危害相仿，为重要的多层陶瓷电容器内在缺陷。
外部因素主要为：1.温度冲击裂纹(thermal crack)主要由于器件在焊接特别是波峰焊时承受温度冲击所致，不当返修也是导致温度冲击裂纹的重要原因。
2.机械应力裂纹(flex crack)多层陶瓷电容器的特点是能够承受较大的压应力，但抵抗弯曲能力比较差。
片式多层陶瓷电容器MLCC
片式多层陶瓷电容器MLCC多层陶瓷电容器MLCC是英文字母Multi-Layer Ceramic Capacitor的首写字母。
在英文表达中又有Chip Monolithic Ceramic Capacitor。
两种表达都是以此类电容器外形和内部结构特点进行，也就是内部多层、整体独石(单独细小的石头)的结构，独石电容包括多层陶瓷电容器、圆片陶瓷电容器等，由于元件小型化、贴片化的飞速发展，常规圆片陶瓷电容器逐步被多层陶瓷电容器取代，人们把多层陶瓷电容器简称为独石电容或贴片电容。
片式多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitor 简称MLCC)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(如村田Murata、TDK、太阳诱电等)迅速发展及产业化，至今依然在全球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，独石电容，片式电容，贴片电容) MLCC —简称片式电容器，是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电极），从而形成一个类似独石的结构体，故也叫独石电容器。
MLCC除有电容器“隔直通交”的通性特点外，其还有体积小，比容大，寿命长，可靠性高，适合表面安装等特点。
•随着世界电子行业的飞速发展，作为电子行业的基础元件，片式电容器也以惊人的速度向前发展，•每年以10%～15%的速度递增。
目前，世界片式电容的需求量在2000亿支以上，70%出自日本（如MLCC大厂村田muRata），其次是欧美和东南亚（含中国）。
随着片容产品可靠性和集成度的提高，其使用的范围越来越广，•广泛地应用于各种军民用电子整机和电子设备。
如电脑、电话、程控交换机、精密的测试仪器、雷达通信等。
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叠层陶瓷电容
一、概述
叠层陶瓷电容是一种常见的电子元器件，广泛应用于各种电子设备中。
它由多层陶瓷片和金属电极交替堆叠而成，具有高精度、低失真、稳
定性好等特点。
在现代电子技术中，叠层陶瓷电容已经成为不可或缺
的一部分。
二、结构
1. 陶瓷片
叠层陶瓷电容的主要材料是氧化铝（Al2O3）或钛酸钡（BaTiO3）等陶瓷材料。
这些材料具有高介电常数和低介质损耗，能够提供较大的
电容值和较高的工作频率范围。
2. 金属电极
金属电极通常采用铜、镍等导电性良好的金属材料。
在制造过程中，
先将金属薄片切割成所需形状，再通过印刷、蒸镀等工艺将其覆盖在
陶瓷片表面。
3. 组装
组装时，将多个陶瓷片和金属电极交替堆叠起来，并通过高温烧结使
其紧密结合。
最终形成的电容器呈长方体或正方体形状，具有两个电
极引出端。
三、工作原理
叠层陶瓷电容的工作原理基于两个金属电极之间的电场效应。
当外加
电压施加在电容器两端时，会产生一个电场，使得陶瓷片中的自由电
子在金属电极上聚集，并形成一个等效的电容器。
其大小与外加电压、介质材料和金属电极面积等因素有关。
四、应用
叠层陶瓷电容广泛用于各种领域，包括通信、计算机、汽车、医疗等。
其中一些典型应用包括：
1. 滤波器：叠层陶瓷电容可用于滤波器中，以去除信号中的高频噪声。
2. 调谐器：叠层陶瓷电容可用于调谐器中，以调整无线电频率。
3. 时钟：叠层陶瓷电容可用于时钟中，以提供精准的时间基准。
4. 传感器：叠层陶瓷电容可用于传感器中，以测量物理量如温度、湿
度等。
5. 电源：叠层陶瓷电容可用于电源中，以平滑电压波动。
五、优缺点
1. 优点
叠层陶瓷电容具有以下优点：
（1）精度高：由于采用多层陶瓷片和金属电极交替堆叠而成，因此能够提供高精度的电容值。
（2）稳定性好：由于采用陶瓷材料和金属电极，因此具有较好的稳定性和长寿命。
（3）温度系数小：由于采用陶瓷材料，因此温度系数小，能够在广泛的温度范围内正常工作。
2. 缺点
叠层陶瓷电容也存在一些缺点：
（1）体积较大：由于需要多个陶瓷片和金属电极交替堆叠而成，因此体积较大。
（2）失真较大：在高频应用中，可能会出现失真现象。
六、总结
作为一种常见的电子元器件，叠层陶瓷电容具有高精度、低失真、稳定性好等特点，在各种电子设备中得到了广泛应用。
虽然它存在一些缺点，但随着技术的不断发展，相信其性能将会得到进一步提升，为电子技术的发展做出更大的贡献。