MLCC 的陶瓷介質材料是決定其性能的關鍵因素之一,不同特性的陶瓷材料對應著不同的電容性能參數和應用場景。常見的陶瓷介質材料主要分為 I 類陶瓷和 II 類陶瓷,I 類陶瓷通常以鈦酸鋇為基礎,具有極高的介電常數穩定性,溫度系數小,電容值隨溫度、電壓和時間的變化率較低,適合用于對電容精度要求較高的電路,如通信設備中的振蕩電路、濾波電路等。II 類陶瓷則多以鈦酸鍶鋇等材料為主,介電常數更高,能實現更大的電容量,但電容值受溫度、電壓影響較大,更適合用于對容量需求高而精度要求相對寬松的場合,像消費電子中的電源濾波、去耦電路等。多層片式陶瓷電容器的外觀檢查可通過X射線檢測發現內部焊接缺陷。蘇州耐高溫多層片式陶瓷電容器醫療設備電路

損耗角正切(tanδ),又稱介質損耗,是反映 MLCC 能量損耗程度的參數,指的是電容器在交流電場作用下,介質損耗功率與無功功率的比值。損耗角正切值越小,說明 MLCC 的能量損耗越小,在電路中產生的熱量越少,工作效率越高,尤其在高頻電路和大功率電路中,低損耗的 MLCC 能有效減少能量浪費,提升整個電路的性能。I 類陶瓷 MLCC 的損耗角正切通常遠小于 II 類陶瓷 MLCC,例如 I 類陶瓷 MLCC 的 tanδ 一般在 0.1% 以下,而 II 類陶瓷 MLCC 的 tanδ 可能在 1%~5% 之間。在實際應用中,對于對能量損耗敏感的電路,如射頻通信電路、高精度測量電路等,應優先選擇損耗角正切值小的 I 類陶瓷 MLCC;而對于普通的濾波、去耦電路,II 類陶瓷 MLCC 的損耗特性通常可接受。品牌商通用型多層片式陶瓷電容器無線充電系統工業控制領域的多層片式陶瓷電容器需具備耐振動、耐濕熱的特性。

汽車電子的電動化趨勢推動 MLCC 向高電壓、高可靠性方向升級,新能源汽車的動力電池電壓通常為 300V-800V,其高壓配電系統、OBC(車載充電機)等模塊需要大量耐高壓 MLCC。這類車規高壓 MLCC 的額定電壓可達 500V-1000V,為實現高壓特性,需采用更厚的陶瓷介質層(通常為 5-10μm),同時通過優化介質微觀結構,減少氣孔、雜質等缺陷,避免高壓下介質擊穿。此外,新能源汽車的電池管理系統(BMS)需實時監測電池電壓,每節電池對應 1-2 顆 MLCC,一輛 新能源汽車的 MLCC 用量可達 1.5 萬 - 2 萬顆,是傳統燃油車的 3-5 倍,且需通過 AEC-Q200 認證中的高溫高濕偏壓測試(85℃/85% RH、額定電壓下 1000 小時),確保在潮濕環境下不出現漏電流激增、電容量驟降等問題。
MLCC 的測試技術隨著產品性能的提升不斷升級,傳統的 MLCC 測試主要關注電容量、損耗角正切、絕緣電阻、額定電壓等基本參數,采用通用的電子元器件測試設備即可完成。但隨著車規級、高頻、高容量 MLCC 的發展,對測試項目和測試精度提出了更高要求,需要針對特殊性能開發 的測試設備和方法。例如,在車規級 MLCC 測試中,需要模擬汽車實際工作環境的溫度循環、振動沖擊等應力測試設備,以及能長時間監測電性能變化的耐久性測試系統;在高頻 MLCC 測試中,需要高頻阻抗分析儀、矢量網絡分析儀等設備,精確測量 MLCC 在高頻段的阻抗特性、插入損耗等參數;在高容量 MLCC 測試中,需要高精度的電容測試儀,準確檢測電容量隨電壓、溫度的變化曲線。目前,國際上的泰克(Tektronix)、安捷倫(Agilent)等企業在 MLCC 測試設備領域技術明顯,中國大陸也在加快測試設備的研發,逐步實現測試技術與國際接軌。集成式多層片式陶瓷電容器將多顆電容集成封裝,節省PCB安裝空間。

MLCC 的原材料供應鏈對行業發展至關重要,其主要原材料包括陶瓷粉末、內電極金屬粉末、粘結劑、溶劑、外電極金屬漿料等,其中陶瓷粉末和內電極金屬粉末的質量直接決定了 MLCC 的性能。陶瓷粉末方面,高純度的鈦酸鋇、鈦酸鍶鋇等粉末是制備高性能 MLCC 的基礎,目前全球陶瓷粉末市場主要由日本住友化學、堺化學等企業掌控,這些企業能提供高純度、粒徑均勻的陶瓷粉末,保障 MLCC 的介電性能穩定性。內電極金屬粉末方面,鎳粉、銅粉的純度和粒徑控制要求嚴格,日本 JX 金屬、住友金屬等企業在不錯的品質內電極金屬粉末供應上具有優勢。近年來,中國大陸原材料企業也在加快技術研發,逐步實現陶瓷粉末、內電極金屬粉末的國產化替代,降低對進口原材料的依賴,為 MLCC 產業的自主可控發展提供支撐。低溫型多層片式陶瓷電容器引入稀土元素,優化晶格結構提升低溫性能。二線城市低損耗多層片式陶瓷電容器筆記本電腦適配
高介電常數陶瓷介質助力多層片式陶瓷電容器在小尺寸下實現大容量。蘇州耐高溫多層片式陶瓷電容器醫療設備電路
MLCC 的內電極工藝創新對其成本與可靠性影響深遠,早期產品多采用銀鈀合金電極,銀的高導電性與鈀的抗遷移性結合,使產品具備優異性能,但鈀的高昂成本限制了大規模應用。20 世紀 90 年代后,鎳電極工藝逐步成熟,通過在還原性氣氛(如氫氣與氮氣混合氣體)中燒結,避免鎳電極氧化,同時鎳的成本為鈀的 1/20,降低了 MLCC 的生產成本,推動其在消費電子領域的普及。近年來,銅電極 MLCC 成為新方向,銅的電阻率比鎳低 30% 以上,能進一步降低等效串聯電阻(ESR),提升高頻性能,但銅易氧化的特性對生產環境要求極高,需在全封閉惰性氣體環境中完成印刷、燒結等工序,目前主要應用于通信設備、服務器電源等對功耗敏感的場景。蘇州耐高溫多層片式陶瓷電容器醫療設備電路
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