多层陶瓷电容器端电极银浆料匹配问题的研究
Research of S ilver Term ina tion Electrode Pa ste for MLCC
ZHUANG L i - bo1 , BAO Sheng - x iang1 , W ANG Rong2 ( 1. Un iversity of Electron ic Sc ience and Technology, Chengdu 610054; 2. Chengdu Hongm ing UESTC New M a ter ia l Co. L td. , Chengdu 610058, Ch ina )
摘 要 :针对多层陶瓷电容器一种自主研发的瓷料的银电极匹配问题 ,运用扫描电子显微镜分 析了端电极烧结后的微观结构 ,并用能谱仪对其进行成分分析 ,结合实际的生产实践 ,找出与该瓷 料匹配的银浆料 。端电极用银浆由有机载体 、玻璃料和银粉等组成 。经封端 、烘干和烧端形成 ML2 CC的端电极 。实验结果表明 :用 2 #银浆作端电极的 MLCC具有附着力高 、损耗低等特点 ,完全能 满足该系列 MLCC生产线的使用要求 。
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E
电子 lec tron ic s
工艺技术 Process Techno
logy 第200390年卷第7月4期
多层陶瓷电容器端电极银浆料匹配问题的研究
庄立波 1 ,包生祥 1 , 汪蓉 2
(1. 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室 ,四川 成都 610054; 2. 成都宏明电子科大新材料有限公司 ,四川 成都 610058)
三种 MLCC用银导电浆料的物理性能和封端效 果对比见表 1。
表 1 三种银浆的性能对比
对比项目
DP ( 1# ) D I( 2# ) TM (3# )
实验芯片
CC411 - 1111
烧端温度
θ/ ℃
820
800
760
物理 性能
烘干温度 θ/ ℃
≤260 (10 s)
≤260 (10 s)
≤260 (10 s)
用扫描电镜观测用三种银端浆所封 MLCC芯片 银端头烧结后的微观形貌 ,如图 1所示 。
图 1 三种银浆料烧结表面形貌图 烧端是将烘干后的银端头材料高温烧结致密 化 ,形成底层银电极 。然后进行电镀 ,形成 MLCC三 层电极结构的电镀 ,要使产品在提高耐焊接热和可 焊性的同时 ,保持各项电性能不受损害 ,又要让电镀 过程中镀液的化学成分不对介质本体产生不良影 响 。电镀过程中镀液的弱酸性及带电的恶劣环境会 给 MLCC带来严峻的考验 。电镀中酸性溶液渗透进 入陶瓷体中 ,腐蚀电容器电极或瓷体 ,从而损害元件 性能 。银底层对片式电容器电镀后的质量有很大的 影响 ,它必须把有效的电极区域密封 ,以防止电镀时 镀液中金属离子的渗透 。 1# DP银浆所封芯片端电极烧结效果如图 1 所 示 ,其电极表面有较多的孔洞 ,不平整 ,不致密 ;而基 底银电极不致密 ,孔洞多 ,在后续电镀过程中 ,镀液 中的离子容易进入银电极层中的孔洞 ,并镀覆到孔 洞的内壁 ,而孔洞在电镀后洞口又会被封死 ,致使一 些镀液在洞内无法排出 ,导致电镀后将电镀盐留在 孔洞内 ,甚至会穿透银电极层到瓷体内部和内电极 , 也会影响端电极与瓷体结合强度 。且这些封在孔洞 内的镀液 ,在放置较长时间后或处在温度较高时 ,就 会逐渐向外渗透 ,溢出到镀层表面 ,造成镀层表面的 污染 ,这些渗透出来的盐类和酸类化合物会破坏镀 层 ,使镀层腐蚀氧化 ,造成 MLCC元件性能下降 。所 以只有选择合适匹配的浆料才能形成质量优良和可 镀性好的底层电极 。 从银电极烧结后的芯片质量上看 2#和 3#两种 浆料比 1#好 ,银浆烧结后端电极表面较致密平整 , 推测 1#银浆与该瓷料匹配性一般 。 2. 3 镀后性能对比及分析 对三种端浆样品进行电镀 , pH 值 、温度和电流
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电 子 工 艺 技 术 第 30卷第 4期
(235 ±5) ℃ (3 ±1) s 合格
合格
合格
耐焊接热
覆盖率 ≥90%覆盖率 ≥90%覆盖率 ≥90%
(265 ±5) ℃ (5 ±1) s 合格
合格
合格
耐压测试 500 V 2只击穿
合格Leabharlann 合格抗弯曲试验 下弯高度 2 mm
△C /C = △C /C = △C /C = - 0. 027 7 - 0. 027 7 - 0. 046 6
Key words:MLCC; M icrostructure; Silver term ination paste D ocum en t Code:A Article ID : 1001 - 3474 (2009) 04 - 0214 - 04
多层陶瓷电容器 (MLCC)以其体积小 、成本低 、 单位体积电容量大 、工作温度高 、结构紧凑 、内部电 感低 、绝缘电阻高及漏电流小 、介质损耗低和频率特 性好等多种优点在航空航天电子设备中得到广泛的 应用 。MLCC可适用于各种电路 ,如振荡电路 、定时 或延时电路 、耦合电路 、去耦电路 、滤波电路 、抑制高 频噪声电路和旁路等 ,尤其是高频电路 [ 1 ] 。目前已 成为世界上用量最大和发展最快的一种片式化元 件 ,正处于飞速发展的时期 。随着科技的发展 ,我国 的 MLCC需求量也急剧增长 ,但是约 70%需要从国
试验仪器为日本电子 JSM - 6490LV 型扫描电 子显微镜 ( SEM )和美国 EDAX 公司生产的 GENE2 SIS - 2000 - XM S型 X 射线能谱仪 ( EDS) ,电容器 的容量和损耗使用 HP4278A 电桥测量仪 ,耐压使用 YD2672型测试仪 ,绝缘电阻采用 TH2681A 测试仪 , 产品耐焊接热性能采用锡炉 (焊锡槽 )试验 ,可靠性 实验采用 HALT实验设备 。 1. 2 银浆的的选择
配性问题 ,对其银浆的烧结端面进行电子探针能谱 分析 ,通过分析得到如下数据 ,如图 3所示 。
表 3列出了 2#和 3#两种银浆料烧结后的表面 Ag、Si、O 和 A l等元素的含量 ,从表 3中可以看出 2# 的 Ag元素含量比 3#高 , 3#浆料中 Si、A l、Zn和 O 等 元素含量较高 ,这些元素为银浆料中的无机粘结剂 成分 。
本实验银浆为 :美国杜邦公司 DP银浆 ( 1# ) 、日 本某厂家生产的银浆 D I(2# )和美国 FERRO 公司生 产的 TM (3# )三种浆料 。分别对同一型号的 Y5V CC411 - 1111 规格的 MLCC 芯片进行封端 、烧端和 电镀等可行性匹配试验 ,并按照 GJB / T9342 - 1996 《电子设备用固定电容器第十部分分规范 》标准检 测电容器镀后性能 。实验流程 :烧成后倒角的样品 →银封端 →银烧端工艺 →MLCC芯片性能测试 。 2 实验结果分析 2. 1 银浆的物理性能与封端效果
Abstract:A im at the m atching p roblem of a kind of independent research and development of ceram2 ic materials for multilayer ceram ic capacitors devices, the m icrostructure and components are studied w ith SEM and EDS. The silver paste for term ination electrode of MLCC is composed of organic vehicle, glass frit, silver powder and others. The term ination electrodes are form ed after dipp ing, drying and term inal fir2 ing. Results of experim ents indicate that 2# silver paste for electrode of MLCC has high adhesion and low DF, and is well fit for MLCC.
图 2 电镀工艺流程
表 2 镀后可靠性对比实验数据
对比项目
DP ( 1# )
D I( 2# ) TM63 ( 3# )
端头附着力 F /N 34. 20～22. 70 39. 92～51. 26 51. 26～60. 33 (最大 ～最小 ) 24. 90 合格 54. 43合格 40. 30合格
可焊性实验 覆盖率 ≥95%覆盖率 ≥95%覆盖率 ≥95%
2009年 7月 庄立波等 :多层陶瓷电容器端电极银浆料匹配问题的研究
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过自主研发 ,成功开发出一种低 ESR 的射频大功率 多层瓷介电容器瓷料 ,该瓷料的成功研制 ,大大降低 了材料成本支出 ,提升了该厂的市场竞争力 ,本文探 讨了与该国产瓷料匹配的银端浆料问题 。若银电极 浆料选择不当 ,会造成银层不致密 ,出现气泡和针孔 等问题 ,电镀后镀层耐焊接热 、可焊性和附着力下 降 ,老化通不过 ,元件电性能下降 。本论文通过对三 种浆料的对比实验 ,找出适合该瓷料的端电极银浆 料。 1 实验部分 1. 1 测试分析仪器
外进口 [ 2, 3 ] 。从精细陶 瓷粉 料到 制造 出新 型片 式 MLCC元件 ,工艺流程是复杂的 ,需要经过十几道工 序 ,目前已形成了规范化的工业生产 。 20 世纪 80 年代初 ,我国开始引进第一条 MLCC 生产线 ,经过 20多年的发展壮大 ,我国 MLCC产业取得了巨大进 步 ,但与 MLCC强国相比 ,还有一定的差距 ,主要体 现在 MLCC技术方面 。在 MLCC技术中 ,陶瓷介质 材料技术是最核心的技术之一 。因此 ,解决瓷料系 统 、浆料系统及其匹配等问题 ,实现国产化 ,已成为 我国 MLCC产业一项紧迫的任务 [ 4～6 ] 。某国营厂经
银迁移对PMZNT基独石电容器电性能的作用机理
收稿日期:1999-10-20 基金项目:国家自然科学重大基金资助项目(59995523) 作者简介:左如忠(1971-),男,江苏人,博士生。
第22卷第3期压 电 与 声 光V o l .22N o .32000年6月P IEZO ELECT R ICS &A COU STO O PT ICSJune 2000 文章编号:1004-2474(2000)03-0154-03银迁移对P MZNT 基独石电容器电性能的作用机理左如忠,李龙土,桂治轮(清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084) 摘 要:研究了内电极中银的迁移对PM N -P ZN -PT (PM ZN T )基的多层陶瓷电容器电性能的作用机理。
通过微量的银掺杂来探讨在共烧过程银元素由内电极渗透到陶瓷介质中对多层器件造成的影响。
借助扫描电子显微镜来观察烧成后电极和陶瓷界面处的显微结构。
结果表明:银迁移到陶瓷介质中导致介电性能的变化,具体表现为居里点的移动,介电峰值的下降,但并不是简单的单调上升或下降的关系。
此外,陶瓷介质的绝缘性能下降。
利用缺陷化学方法对上述结果进行了解释,并讨论了银的作用机理和显微结构的关系。
关键词:多层陶瓷电容器;共烧;银迁移中图分类号:T N 304文献标识码:AM echan is m of Acti on of Silver M i grati on on E lectric Properti esof P MN -PZN -PT BasedM onolith i cM LCCZUO Ru -zhong ,LI Long -t u ,GU I Zh i -lun(Dep t .ofM eteri a lS ci .&E ng .,S tate K ey Lab .of N e w C era m i c and F ine P rocessi n g ,T s i nghua U n i versity ,B eiji ng 100084,Ch i n a) Abstract :M echan is m o f action o f sil ve r m ig ration i n i nner electrode on e l ec tric proper ti e s of PM ZN T based M LCC w a s i nve stig ated .T hrough m icro -dop i ng silver sa lt ,i n fl uence o f sil ve r e l e m ent m i g ra ti ng from i nner electrode i n to ce ra m ic on M LCC du ring co fir i ng w as d iscussed .T he m icrostructure at the interface be t w een electrode and cera m i c w as ob served v ia a scanning electron m icro scope .T he stud i es dem onstra te tha t the dielectr i c proper ty o f si n te red cera m i c pe llets w as ch ang ed because of silve r m i g ration ,and th at the insula ti on resistance w a s decreased .Insu l a ti o n resisti v ity and k m ax w e re no t si m p l y and m ono ton ica ll y chang ed w ith the con tent o f sil v er .D efec t che m istry m e thod w a s used to exp lai n the above re s u lts .R ela ti on s h i p o f sil v er m i g ra ti on and m icro structu re w as a lso discussed .K ey words:m ultilay er ceram i c capacito r ;co fire ;silve r m ig ration 1 前言随着电子设备及其元器件轻量化、微型化的发展,特别是集成电路和表面安装等技术的日益成熟,具有独石结构的多层陶瓷电容器(M LCC )的市场需求与日俱增。
片式叠层陶瓷电容器(MLCC)
片式电容器(MLCC)
16
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。
38
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。
40
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
7
MLCC剖面的SEM
8
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
多层片式PTCR内Ni电极概述
多层片式PTCR内Ni电极概述摘要：多层片式PTCR的内电极基本上采用贱金属Ni，高性能纳米级Ni内电极的制备是获取优异性能多层片式PTCR的关键，本论文以制备纳米级Ni粉为目标。
关键词：PTCR Ni内电极多层片式PTCR的内电极基本上采用贱金属Ni来制备，但这种电极浆料在市场上不易找寻，就算是有也很难满足多层片式PTCR的一些特殊性能要求。
高性能Ni内电极的制备是获取优异性能多层片式PTCR的一项关键技术，因而纳米级Ni粉的获取、Ni内电极浆料组分的研究及配制、Ni内电极浆料的性能表征、欧姆接触Ni内电极性能研究及Ni电极与PTC陶瓷的匹配问题都是需要亟待解决的问题。
PTC陶瓷材料凭借其特殊性能，制成的敏感元件具有灵敏度高、使用方便、结构简单、价格便宜等优点，使得半导瓷器件在IT行业、家电工业等领域有着广泛的应用。
采用Ni作为多层片式PTCR的内电极的缘由概括来说有以下几种：①由于多层片式PTCR需要在1300℃左右温度高温烧结，这就需要有高熔点的内电极金属材料与之对应，同时在烧结过程中不能被氧化，后续PTCR再氧化处理过程中其也不能氧化，而Ni的熔点在1350℃左右，所以理论上非常适合与PTC陶瓷高温共烧；②多层片式PTC陶瓷的迅速发展，用贵金属(Au,Pt,Pd,Ag 等)作电极存在着成本高的问题，而我国是一个贵金属比较贫乏的国家，贱金属资源却相对丰富，若能研制出性能优良的贱金属烧渗Ni电极来代替原有的贵金属电极导体浆料，如果成功将会取得巨大的经济效益和社会效益；③贱金属Ni 在高频特性和导电性等特定领域内具有比贵金属更为优异的性能。
正因为贱金属所带来的经济效益和例如此类的独特优越性使半导瓷用Ni浆料的研制工作具有重要的意义；④多层片式PTCR需采用欧姆接触电极，PTC是n型半导体陶瓷，其与金属能否获得良好的欧姆接触是取决于表面的电子状态，正是基于这种原因，破坏半导瓷表面的氧吸附层是获得欧姆接触的前提。
多层瓷介电容器端电极制备工艺研究
1. 1 多层瓷介电容器的制备 采用自主研制 YK-MLC - 252 型 X7R 陶瓷粉料作
为基体瓷料, 以银钯导体浆料作为内电极材料, 经配 料与混合、 流延、 丝印、 叠层、 等静压、 切割、 排胶、 烧结、 倒角工序后形成陶瓷芯片。
以金导体浆料作为引出端电极材料, 采用蘸浆端 涂工艺对陶瓷芯片进行端电极制备, 经 850 ℃ 烧端处 理后得到多层瓷介电容器, 结构见图 3。
何创创, 等: 多层瓷介电容器端电极制备工艺研究
车电器、 自动控制仪表等各行业领域, 已经成为世界 上用量最大、 发展最快的一种片式 元 件[5-9] 。 多 层 瓷 介电容器作为一种更高可靠性要求的 MLCC 产品, 对 尺寸一致性要求高, 为上下金电极引出端, 外观同单 层片 式 瓷 介 电 容 器 ( Single - Layer Ceramic Capacitor, SLCC) 类似 ( 见图 1) , 适用于微组装引线键合工艺, 不仅具有 SLCC 尺寸小、 应用频率高等特点, 而且还 兼具 MLCC 电容量大、 等效串联电阻低 等 优 点[10-14] 。 与传统 MLCC 结构( 见图 2) 相比, 多层瓷介电容器为 适用于导电 树脂 粘 接、 金 丝 键 合 或 锡 铅 合金 焊 接 的 “P” 型上下引出端, 其电流方向垂直端电极的厚度 T 方向(即路径最小方向), 有效地减小了电流路径, 提 高了产品的谐振频率。 另外, 采用金作为端电极材料, 有效避免了 Ag / Pd 电极在高温高湿环境下的银迁移以 及 Ni / Cu 电极的高温氧化问题[15] 。
另外, 以 TiW -Au / TiW -Ni -Au 等为引出端电极 层结构, 采用薄膜溅射工艺对陶瓷芯片进行端电极制 备, 研制的多层瓷介电容器, 结构如图 3 所示。
共烧内电极用银钯浆料的研究进展
是 由贵金 属 浆料 ， 钯或银 钯 合金 共烧 而成 。 如 近年 来 ， 贱金 属 内 电极 （ ＭＥ） 镍 和铜 被 用 来 Ｂ 如
受 高温 、 低温 、 高温 高湿 、 淋雨 、 盐雾 和 霉菌 等 气候 环 境 的影 响 ， 同时还更 容 易受到振 动 、 冲击 、 颠震 、 摆 摇
２１ ０ ２年 ５月
贵 金 属
Ｐｒ ｃｏ ｓ Ｍ ｅａ ｓ ｅ ｉｕ ｔｌ
Ｍ ａ ０１ ｖ２ ２ Ｖｏ ． ３． １ ３ Ｎｏ． ２
第３ ３卷第 ２期
共 烧 内 电极 用 银 钯 浆 料 的 研 究 进 展
田相 亮 ，刘继松 ， 赵 玲
６００ ） ５ １６ （ 研 铂 业 股 份 有 限公 司 稀 贵金 属综 合 利 用 新 技 术 国家 重 点 实 验 室 ，昆 明 贵
性溶 液 ， 在这 两种离 子 的混合 酸溶 液 中加 入还 原 剂 ，
还原 析 出银 和钯 的共 沉 物 ， 后 进 行 过 滤 、 洗 、 然 水 干
体， 还能 用于 制备 高 品质合金 粉体 ， 以作 为生 产浆 可 料 用金 属合金 粉体 的有 效方 法 。采用 在感 应 加 热炉 中熔炼母 合 金得 到合 金 块 ， 后 用 自行 研 制 的 高 真 然 空双枪 直流 电弧金 属 纳 米 粉 连续 制 备 设 备 ， 得 高 制 纯度 的超 细 银 钯 合 金 粉 体 。利 用 Ｘ Ｆ Ｘ Ｄ、 Ｅ Ｒ 、 Ｒ Ｔ Ｍ、 ＳＥ Ａ Ｄ和 Ｄ Ｃ等测试 手 段对样 品 的成分 、 组 成 、 Ｓ 相 形 貌、 晶体结 构 、 平均粒 径 和粒径 分 布等 进行 分 析 。结 果表 明 ， 在低 温 、 低蒸 发 率 条 件 下 ， 即使 是 采 用 均 匀 单 相合 金块体 也不 能直 接按 照原 始材 料 成分 直 接蒸
多层陶瓷电容器银_钯内电极浆料的烧结
收稿日期:1996-12-12 *“863”新材料基金资助项目 **男 28岁 博士生第19卷第5期压 电 与 声 光V o l.19No.51997年10月PIEZO EL ECT RICS &ACO U ST O O PT I CSO ct.1997多层陶瓷电容器银/钯内电极浆料的烧结*魏建中** 张良莹 姚 熹(西安交通大学电子材料研究室,西安,710049) 摘要 研究了多层陶瓷电容器银/钯内电极浆料的烧结行为。
热重分析(T GA )结果表明,在烧结过程中,银/钯内电极浆料发生氧化-还原反应。
X RD 分析表明,由于内电极浆料的氧化-还原反应,在不同的烧成温度下,银/钯内电极具有不同的合金状态。
通过计算,可以初步确定内电极的银/钯合金状态和银/钯合金为银/钯比例。
这些结果有助于理解多层陶瓷电容器在烧成过程中的银扩散和挥发。
关键词 多层陶瓷电容器,内电极浆料,银/钯合金,烧结Sintering Behavior of Ag /Pd Internal Electrode Paste for MLCWei Jianzhong Zhang Liangying Yao Xi(Electronic M aterials Research Lab or atory,Xi ′an J iaotong University,Xi ′an,710049)Abstract Sinter ing behav io r o f Ag /Pd internal electr ode paste for multilay er cer amic capaci-tor s(M L C)w as inv est igat ed in t his paper.T he r esults o f T GA sho w that the o x idatio n-reduct ion of A g /Pd inter nal elect ro de paste wo uld o ccur during sintering pro cess .X RD show t ha t A g /P d inter -na l electr o de wo uld hav e differ ent A g /P d allo y state under var ied sint ering t emper ature ,beca use of the o x idatio n-reduct ion.T he differ ent A g /Pd alloy stat e and its A g /P d r atio co uld be co nfir med gener ally by calculat ion.T hese are beneficial to understand t he diffusio n and loss of A g in the sin-tering pro cess o f M L C.Keywords multilay er cer amic capacit or (M L C ),inter nal electr ode paste,A g /Pd a lloy ,sinter ing1 前言[1～4]多层陶瓷电容器(M LC )的基本结构为介质、内电极和端电极。
MLCC的一种典型失效形式及优化方式
2021年3月电子工艺技术Electronics Process Technology第42卷第2期93摘 要：对多层陶瓷电容器的一种典型失效形式进行研究。
将多层陶瓷电容器焊后进行极限高低温冲击试验，试验发现焊接端头会出现微裂纹。
微裂纹底部与外电极金属边缘重合，裂纹斜向上延伸，与焊接面之间呈锐角。
裂纹贯穿交叠电极时会导致陶瓷电容器的电性能失效。
后续可以根据实际情况为多层陶瓷电容器设计适宜的上下护片厚度、外电极端头宽度及单侧电极宽度，以保证其承受温冲后电性能不受影响，也可通过优化多层陶瓷电容器的结构设计和材料选型，进一步提高多层陶瓷电容器的抗极限温冲的能力。
关键词：多层陶瓷电容器；高低温冲击试验；微裂纹；电极；护片厚度中图分类号：ＴＮ６０５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－３４７４（２０２１）０２－００９３－０３Abstract: A kind of typical failure mode of the multilayer ceramic capacitor is studied. The extreme high and low temperature impact test of multilayer ceramic capacitor is carried out after soldering, it is found that micro cracks would appear at the soldering end. The bottom of the micro crack coincides with the metal electrode edge, the micro crack extends obliquely upward with an acute angle to the soldering surface. The micro cracks affect the electrical properties when the cracks run through the overlapping electrodes. The thickness of suitable protective sheet, the width of outer electrode end and the width of one side electrode can be designed for multilayer ceramic capacitors according to the actual situation to ensure that their electrical properties is not affected after high and low temperature impact. However, the structure design and material selection of multilayer ceramic capacitor can be also optimized to improve the ability to resist high and low temperature impact.Keywords: multilayer ceramic capacitor; high and low temperature impact test; micro crack; electrode; protective sheet thicknessDocument Code: A Article ID: 1001-3474 (2021) 02-0093-03MLCC的一种典型失效形式及优化方式A Typical Failure Mode and Optimization Method of MLCC吕晓云，黄栋，叶晓飞，席亚莉，李敏娟LV Xiaoyun, HUANG Dong, YE Xiaofei, XI Yali, LI Minjuan（中国航天科技集团公司第七七一研究所，陕西 西安 ７１０１００）( The 771st Research Institute of CASC, Xi’an 710100, China )多层陶瓷电容器（Multilayer Ceramic Capacitor, MLCC）又称为独石电容器（Monolithic Capacitor, MLC），是由陶瓷介质薄膜和金属电极水平交互叠制而成。
银迁移失效分析案例
银迁移失效分析案例
A Failure Analysis Case of Sliver Migration
摘要
银的电化学迁移导致漏电在实际应用当中经常发生。
本案例中陶瓷电容端电极与陶瓷体烧结不良，给银发生迁移提供了通道，所以选择适当的元器件的来料检验与控制办法在生产当中尤为重要。
关键词
银迁移端电极陶瓷体
案例正文
1 案例背景
客户提供了若干电容失效的样品，失效电容使用无铅免清洗锡银铜锡膏（Ag3%）+银钯电容+UV胶覆盖（绝缘），失效表现为线路控制信号电平被拉低。
客户要求进行失效原因分析并明确是否是物料的问题。
2 分析方法简述
去除UV胶，观察发现失效电容表面存在明显枝晶状迁移物，元素分析表明发生了银迁移。
银迁移发源于电容陶瓷体与端电极的结合部位，该部位明显结合不良，存在分离及局部开裂现象。
端电极与陶瓷体之间的裂缝存在位置可见银枝晶向另一端电极的方向生长，裂缝附近的端电极表面可见大量分散的银颗粒。
而良好电容的端电极与陶瓷体则结合紧密。
3 结果与讨论
失效电容中，端电极与陶瓷体之间烧结不良，为内部银颗粒发生迁移提供通道，在一定的温湿度及电场作用下，银颗粒腐蚀并发生电化学迁移而导致元件功能失效。
可以排除锡膏中的银发生迁移的可能性。
4 建议
通过本次分析，为客户找到了失效的根本原因和失效机理，确定了电容器来料存在一定的缺陷，为后续银迁移提供了通道，同时排除了另一种物料——锡膏导致银迁移失效的可能性。
从规避质量风险和降低成本的角度上，建议客户加强关键物料（元器件）的来料检验与控制。
多层陶瓷电容制作的工艺流程
多层陶瓷电容制作的工艺流程介绍多层陶瓷电容是一种常见的电子元件，广泛用于电子产品中。
它具有体积小、容量大、频率响应范围广、稳定性好等特点，因此在电子行业中应用广泛。
本文将详细介绍多层陶瓷电容的制作工艺流程。
材料准备制作多层陶瓷电容的第一步是准备所需材料。
常见的多层陶瓷电容材料包括陶瓷粉体、电极材料（如银）、导电胶浆、薄膜材料等。
这些材料的选择应根据具体的电容要求和应用环境来确定。
制备陶瓷片1.将陶瓷粉体与有机溶剂混合，形成陶瓷浆料。
2.将陶瓷浆料倒入模具中，通过压制或注射成型的方式制备陶瓷片。
3.将制备好的陶瓷片进行烘干，以去除残留溶剂，并增加陶瓷的机械强度。
制备电极1.将电极材料（如银）与有机溶剂混合，形成导电胶浆。
2.将导电胶浆涂覆在陶瓷片的表面，用于制作电极。
3.制备好的陶瓷片通过连续卷绕或层叠的方式，形成多层结构。
4.在多层结构的不同层面上，通过烧结等方法将电极材料固化，形成电极。
制备外包层1.将薄膜材料涂覆在多层陶瓷片的表面，用于制作外包层。
2.薄膜材料的选择应与陶瓷片和电极材料的热膨胀系数相匹配，以防止在温度变化时出现应力和裂纹。
组装和测试1.将制备好的多层陶瓷片进行组装，包括对电极及外包层的连接。
2.对组装好的多层陶瓷电容进行测试，包括电容值、漏电流、介质损耗等性能指标的检测。
3.对不合格的多层陶瓷电容进行修复或重新制备。
包装和质量控制1.将测试合格的多层陶瓷电容进行包装，以保护其在运输和使用过程中的安全。
2.进行质量控制，包括对多层陶瓷电容的外观、尺寸、电性能等方面进行检查，确保产品的质量符合标准要求。
结论多层陶瓷电容的制作工艺流程经过材料准备、制备陶瓷片、制备电极、制备外包层、组装和测试、包装和质量控制等多个步骤。
每个步骤都需要严格控制和操作，以确保多层陶瓷电容的质量和性能符合要求。
未来，随着科技的进步和需求的不断增长，多层陶瓷电容的制作工艺流程也将不断优化和改进，以满足各种应用场景的需求。
片式多层陶瓷电容器(MLCC)项目可行性研究报告-5G 推动下游需求持续增加, MLCC 迎来新一轮成长
片式多层陶瓷电容器（MLCC）项目可行性研究报告-5G推动下游需求持续增加，MLCC迎来新一轮成长编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司规格分高端和普通规格，面向不同应用领域。
MLCC 由内部电极、涂层、端电极和陶瓷介质构成，因材料、工艺、性能的不同，可分为高端规格和普通规格。
高端规格的堆叠层数一般大于 500，与普通规格相比具有高容值、高耐压、高温稳定及体积更小等特质，主要应用于手机等超小型领域（常见尺寸有 0201、01005 和 008004）或者材料要求较高的汽车、航空航天等高压高容领域；普通规格常见尺寸有0402、0603 等，主要应用在消费类电子及一般工业领域中。
MLCC 结构MLCC 高低端规格对比MLCC 未来将向“五高一小”方向发展。
目前 MLCC 主要朝着小型化、高容量化、高频化、耐高温、耐高电压、高可靠性的方向发展。
1）小型化：电子产品朝着小型化的方向发展，促使 0402M（01005）等小尺寸 MLCC 产品占比逐年升高。
2）高容量化：MLCC具备稳定的电性能、无极性、高可靠性等优点，其材料和加工技术朝着高容量化的方向发展，有助于推动 MLCC 替代钽电解电容。
3）高频化、耐高温：MLCC 的工作频率已进入到毫米波频段范围。
常用 MLCC 的最高工作温度是 125℃，满足特种电子设备极限工作环境的 MLCC 工作温度也逐步提高至 260℃。
4）耐高电压、高可靠性：军民用电源系统以及汽车电子系统，都需要高可靠的耐高电压、耐大电流的多层陶瓷电容器。
MLCC 性能优异，市场份额一骑绝尘。
与单层陶瓷电容器相比，多层陶瓷电容器采用多层堆叠工艺，在元件个数与体积基本保持不变的条件下，能满足电子产品的更高容量要求。
此外，陶瓷高温烧结等工艺使得 MLCC 结构更为致密，耐电性能更加出色。
随着材料更新换代，MLCC 的低等效串联电阻（ESR）能够加速实现，减少元件由于自身发热而产生的热能浪费，将更多的能量集中到电子设备中，从而提高运行效率，使得 MLCC 高频性能逐渐凸显。