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淺談MLCC陶瓷貼片電容

發(fā)布時(shí)間:2019-12-02 丨 閱讀次數(shù):

積層陶瓷電容器(Multi-layer Ceramic Capacitor,MLCC)是陶瓷電容器的一種，陶瓷電容分成單層陶瓷電容與積層陶瓷電容 (MLCC)，其電容值含量與產(chǎn)品表面積大小、陶瓷薄膜堆棧層數(shù)成正比，由于陶瓷薄膜堆棧技術(shù)的進(jìn)步，電容值含量也越高，漸可取代中低電容如電解電容和鉭質(zhì)電容的市場(chǎng)應(yīng)用，且MLCC可以透過(guò)SMT直接黏著，生產(chǎn)速度比電解電容和鉭質(zhì)電容更快，加上3C電子商品走向輕薄短小特性，MLCC易于芯片化、體積小的優(yōu)勢(shì)，成為電容器產(chǎn)業(yè)的主流產(chǎn)品，約占電容產(chǎn)值比重43%，其次為鋁質(zhì)電解電容，約32%。

MLCC因?yàn)槲锢硖匦杂心透唠妷汉透邿帷⑦\(yùn)作溫度范圍廣，且能夠芯片化使體積小，且電容量大、頻率特性佳、高頻使用時(shí)損失率低、適合大量生產(chǎn)、價(jià)格低廉及穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)為電容值較小，遠(yuǎn)不及鋁質(zhì)電解電容，但因陶瓷薄膜堆棧技術(shù)越來(lái)越進(jìn)步，電容值含量也越高，電氣特性也不斷改進(jìn)，應(yīng)用上已可以取代低電容值的鋁質(zhì)電容，和價(jià)格偏高且有污染問(wèn)題的鉭質(zhì)電容。

 

MLCC是由平行的陶瓷材料和電極材料層疊而成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為：陶瓷層及內(nèi)部金屬電極層交錯(cuò)堆棧而成，即每一陶瓷層都被上下兩個(gè)平行電極夾住，形成一個(gè)平板電容，再藉由內(nèi)部電極與外部電極相連結(jié)，把每一個(gè)電容并聯(lián)起來(lái)，如此可提高電容器的總儲(chǔ)存電量。積層陶瓷電容器的總電容量為各電容量之和，電容并聯(lián)之目的在于增加電容量或儲(chǔ)存電荷。

以 MLCC 之材料結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要分為介電瓷粉與內(nèi)外電極兩方面。介電陶瓷粉末主要原料是鈦酸鋇，外加各種添加材料后形成NPO、COG、Y5V、X7R、Z5U 等種類，依電氣特性應(yīng)用也各不相同，介電瓷粉決定MLCC的特性。X7R、X5R 與Y5V屬于高容值，由等級(jí)來(lái)看，X5R與X7R優(yōu)于Y5V，而NPO主要應(yīng)于通訊產(chǎn)品；若以價(jià)格來(lái)看，同一尺寸與同一電容值的MLCC，X7R≒X5R>Y5V>Y5U。介電瓷粉全球供應(yīng)商不多，屬寡占市場(chǎng)，以美商Ferro獨(dú)占全球芯片電容器用之介電瓷粉市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)信昌電為國(guó)內(nèi)唯一上游電子材料供應(yīng)商，主要供應(yīng)集團(tuán)母公司華新科及大陸廠商。

MLCC另一項(xiàng)約占生產(chǎn)成本 35%以上成本的是電極金屬，過(guò)去臺(tái)灣廠商所采用的電極材料，外電極采用的是銀，內(nèi)電極采用鈀金屬，因?yàn)槭艿?/span>主動(dòng)元件的CPU及通訊用元件其速度不斷加快的趨勢(shì)，使MLCC的疊層數(shù)也必須提高，MLCC每增加一層疊層就必須涂上一層內(nèi)電極，疊層數(shù)鈀金屬使用量也遽增，而由于鈀金屬為稀有貴金屬，價(jià)格相當(dāng)昂貴，主要供應(yīng)來(lái)自俄羅斯，在產(chǎn)量稀少的前提下，價(jià)格波動(dòng)十分劇烈，甚至供應(yīng)不及與缺貨，因此業(yè)者以卑金屬（鎳、銅）等金屬取代現(xiàn)行的鈀金屬電極材料，希望藉由BME(卑金屬)制程降低近三成的成本。

MLCC具有各種不同規(guī)格，而各產(chǎn)品間的差異主要在于電容值（單位電壓下貯存電量）、尺寸（1210以上、0805、0603、0402、0201等規(guī)格）、溫度穩(wěn)定性（Y5V、X7R及NPO等）、操作電壓上限、安規(guī)認(rèn)證、ESR（電容/充放電所需時(shí)間）及Q值（對(duì)輸入能量的耗損程度）等特性。以溫度穩(wěn)定性為例，由于主要原物料介電瓷粉的差異，使得MLCC會(huì)產(chǎn)生不同的溫度穩(wěn)定性，其中以Y5V型MLCC單位容值成本最低，X7R次之，NPO則最高，其中由于Y5V型因生產(chǎn)技術(shù)難度較低，價(jià)格便宜且競(jìng)爭(zhēng)者多，故以臺(tái)灣及中國(guó)大陸業(yè)者為主要供應(yīng)商，隨著便攜式電子產(chǎn)品所需之溫度穩(wěn)定性較高，因此X7R及X5R之MLCC將逐漸取代Y5V型。

MLCC依產(chǎn)品尺寸大小可區(qū)分為0201、0402、0603、0805及大于1206等規(guī)格，0805型、0603型主要用于主機(jī)板與筆記型計(jì)算機(jī)等信息產(chǎn)品，0402與0201主要應(yīng)用在高階手機(jī)上，隨著電子產(chǎn)品走向輕薄短小，帶動(dòng)0402及0201規(guī)格之產(chǎn)品應(yīng)用比重持續(xù)提升，成長(zhǎng)動(dòng)能來(lái)自iPod/iPhone、游戲機(jī)及液晶電視等消費(fèi)性電子產(chǎn)品需求。

MLCC全球主要供應(yīng)商包括：日系Murata Mfg (市占25%)、TDK(占14%)、Taiyo Yuden(占8%)、Kyocera、Panasonic，及國(guó)內(nèi)國(guó)巨(市占13%)、華新科(占11%)、禾伸堂、天揚(yáng)、蜜望實(shí)、 達(dá)方，與大陸風(fēng)華高科。日系廠商皆以高容MLCC為主，國(guó)內(nèi)國(guó)巨與華新科以生產(chǎn)大宗規(guī)格之中低容產(chǎn)品為主，禾伸堂則以利基型高壓、高容MLCC為主，佳益電子主要代理銷售國(guó)巨，風(fēng)華品牌，原裝現(xiàn)貨。