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MLCC贴片电容工艺流程介绍

mlcc简介


  MLCC即多层陶瓷电容器,也可简称为片式电容器、积层电容、叠层电容等,属于陶瓷电容器的一种。MLCC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电子元器件,再在电子元器件的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体,因此也可叫做“独石电容器”。


  简单的平行板电容器基本结构是由一个绝缘的中间介质层加上外部两个导电的金属电极,而MLCC的结构主要包括三大部分:陶瓷介质,金属内电极,金属外电极。从结构上看,MLCC是多层叠合结构,简单地说它是由多个简单平行板电容器的并联体。


mlcc工艺流程介绍


  mlcc特性


  MLCC具有体积小、电容量大、高频使用时损失率低、适合大量生产、价格低廉及稳定性高等特性,在信息产品讲求轻、薄、短、小的发展趋势及表面贴装技术(SMT)应用日益普及的市场环境下,具有良好的发展前景。


  mlcc工艺流程


mlcc工艺流程介绍

  1.配料:将陶瓷粉和粘合剂及溶剂等按一定比例经过球磨一定时间,形成陶瓷浆料。


  2.流延:将陶瓷浆料通过流延机的浇注口,使其涂布在绕行的PET膜上,从而形成一层均匀的浆料薄层,再通过热风区(将浆料中绝大部分溶剂挥发),经干燥后可得到陶瓷膜片,一般膜片的厚度在10um-30um之间。


  3.印刷:按照工艺要求,通过丝网印版将内电极浆料印刷到陶瓷膜片上。


  4.叠层:把印刷有内电极的陶瓷膜片按设计的错位要求,叠压在一起,使之形成MLCC的巴块(Bar)。


  5.制盖:制作电容器的上下保护片。叠层时,底和顶面加上陶瓷保护片,以增加机械强度和提高绝缘性能。


  6.层压:叠层好的巴块(Bar),用层压袋将巴块(Bar)装好,抽真空包封后,用等静压方式加压使巴块(Bar)中的层与层之间结合更加紧密,严实。


  7.切割:层压好的巴块(Bar)切割成独立的电容器生坯。


  8.排胶:将电容器生坯放置在承烧板上,按一定的温度曲线(最高温度一般在400度℃左右),经高温烘烤,去除芯片中的粘合剂等有机物质。排胶作用:1)排除芯片中的粘合剂有机物质,以避免烧成时有机物质的快速挥发造成产品分层与开裂,以保证烧出具有所需形状的完好的瓷件。2)消除粘合剂在烧成时的还原作用。


  9.烧结:排胶完成的芯片进行高温处理,一般烧结温度在1140℃~1340℃之间,使其成为具有高机械强度,优良的电气性能的陶瓷体的工艺过程。


  10.倒角:烧结成瓷的电容器与水和磨介装在倒角罐,通过球磨、行星磨等方式运动,使之形成光洁的表面,以保证产品的内电极充分暴露,保证内外电极的连接。


  11.端接:将端浆涂覆在经倒角处理的芯片外露内部电极的两端上,将同侧内部电极连接起来,形成外部电极。


  12.烧端:端接后产品经过低温烧结后才能确保内外电极的连接。并使端头与瓷体具有一定的结合强度。


  13.端头处理:表面处理过程是一种电沉积过程,它是指电解液中的金属离子(或络合离子)在直流电作用下,在阴极表面还原成金属(或合金)的过程。电容一般是在端头(Ag端头或Cu端头)上镀一层镍后,再镀层锡。


  14.外观挑选:借助放大镜或显微镜将具有表面缺陷的产品挑选出来。


  15.测试:对电容产品电性能方面进行选别:容量、损耗、绝缘、电阻、耐压进行100%测量分档,把不良品剔除。


  16:编带:将电容按照尺寸大小及数量要求包装在纸带或塑料袋内。


  MLCC的主要应用领域


  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、往耦电路、平滤滤波电路、抑制高频噪声等。


  MLCC在IC电源中的应用


  由于CPU的高速化和采用LTE通信,使得电力消耗变大,电池的容量也将随之上升,因此安装电子元器件的主要电路板将会出现越来越小的倾向。并且伴随着多功能化,电路板上安装的电子元器件的数量也会增加。特别是处理大容量数据的应用处理器IC电源,一个IC电源要使用几十个片状多层陶瓷电容器(MulTI-Layer Ceramic CaPACitor、以下称MLCC)。


  通过上述的背景和智能手机技术的趋势来看,IC电源中使用的MLCC必须具备如下几点要求:


  小型、容量大


  阻抗低


  作为IC电源用的MLCC来说如果正确使用于小型大容量的低ESL电容器中的话,可以减少MLCC的1/2的使用量,同时也大幅度减少了MLCC所占据的使用面积。


  使用低ESL电容器的目的


  图1所示的是IC/LSI的电源线与所使用的MLCC的连接方式。




  IC/LSI开关速度的高速化使IC/LSI本身很容易变成噪声源,为了解决这种高频噪声和抑制电源电压波动,很多MLCC将被当做旁路电容来使用。


  图1中,从IC/LSI的HOT端子流出,经过MLCC,再回到IC/LSI的GND端子的电流回路的阻抗被称为环路阻抗。IC/LSI的HOT-GND间发生的电源电压波动,很大程度依存于这种环路阻抗。因此,抑制电源电压的变动首先需要降低环路阻抗。此时, MLCC的阻抗就成为了环路阻抗的一部分了。


  降低环路阻抗通常是并联很多MLCC,总阻抗会因为并联的效果而变小。这里使用的MLCC的结构和等效电路如右下的图1所示,我所说的电容器是指因为安装了等效串联电阻(ESR)、等效串联电感(ESL),当中的ESL大大增加了高频率的环路阻抗。

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