多层陶瓷电容器(MLCC)介质材料研究进展

详解MLCC技术及材料未来发展
一、什么是MLCC技术？
MLCC（Multilayer Ceramic Capacitors），是指由多层陶瓷层压而成的陶瓷电容器，具有高频率及高功率的优势，是电子产品中最常应用的一种电容器。

目前，其主要用于固定频率、宽带滤波电路、串行存储器、高抗干扰和减少电磁干扰等应用之中。

二、MLCC技术的优势
1、体积小：MLCC电容器可以制成很小的尺寸，有助于更有效的利用芯片的空间。

2、高频率：MLCC电容器可以支持高频率的电路，因此可以实现更快的数据处理。

3、高功率：MLCC电容器可以支持高功率的电路，因此可以实现更高的电压稳定性。

4、低噪声：MLCC电容器容阻较低，因此可以减少电磁干扰，从而降低电子产品的噪音。

三、MLCC材料的未来发展
1、增强阻容特性：由于现有的MLCC电容器存在着温度老化现象，因此将采取措施增强其耐热抗衰老阻容特性，以满足更高耐压稳定和更高温度的要求。

2、改善制备工艺：MLCC是一种多层结构，因此制备工艺要求较为复杂。

为了提升其制备效率，将针对其各制备步骤，进行改进，以实现更低的成本和更高的制备速度。

3、提升尺寸：为了满足更多的设计需求，未来将会研究研发出更大尺寸的MLCC电容器，以满足更大容量的需求。

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。

mlcc 陶瓷电容MLCC陶瓷电容是一种常见的电子元器件，广泛应用于电子设备中。

本文将从MLCC陶瓷电容的概述、特点、应用领域和未来发展等方面进行介绍。

一、概述MLCC陶瓷电容（Multilayer Ceramic Capacitor）是一种以陶瓷为介质的电容器。

它由多层金属电极和陶瓷层交替堆叠组成，外部封装常用的材料有瓷、塑料等。

MLCC陶瓷电容的制造工艺相对简单，成本较低，因此被广泛应用于各种电子设备中。

二、特点1. 小型化：MLCC陶瓷电容的体积小，重量轻，可以满足电子设备对体积要求的需求。

2. 高可靠性：由于采用陶瓷材料，MLCC陶瓷电容具有较高的耐压能力和抗震性能，能够在各种恶劣环境下稳定工作。

3. 容量大：MLCC陶瓷电容的层间绝缘性能好，可以实现较大的电容量。

4. 高频性能好：MLCC陶瓷电容具有快速充放电能力，适用于高频电路的需求。

5. 低损耗：MLCC陶瓷电容的介质损耗小，能够提供较好的信号传输效果。

三、应用领域1. 通信设备：MLCC陶瓷电容广泛应用于移动通信设备、卫星通信设备等，用于滤波、耦合、终端匹配等功能。

2. 汽车电子：MLCC陶瓷电容可以用于汽车电子系统中的脉冲抑制、滤波、稳压等功能，提高汽车电子系统的可靠性。

3. 家电产品：MLCC陶瓷电容被应用于电视、空调、冰箱等家电产品中，用于降噪、滤波、稳压等功能。

4. 工业控制：MLCC陶瓷电容可以应用于各种工业控制设备中，如PLC、变频器、电机驱动器等，用于电源滤波、稳压等功能。

四、未来发展随着电子设备的不断发展和进步，对MLCC陶瓷电容的要求也越来越高。

未来的发展方向主要包括以下几个方面：1. 小型化：随着电子设备的微型化趋势，MLCC陶瓷电容将继续朝着体积更小、重量更轻的方向发展。

2. 高频性能：随着无线通信技术的快速发展，对高频性能要求越来越高，MLCC陶瓷电容需要进一步提高其工作频率范围和快速充放电能力。

3. 高温环境适应性：随着电子设备在高温环境下的应用增多，MLCC 陶瓷电容需要具备更好的高温稳定性和耐热性能。

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Murata、TKD、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。

由于MLCC标称电容量已达到10μF-100μF，尺寸已达到0201-01005(即长×宽为0.01英寸×0.005英寸，以下均为英寸表示)，是蚂蚁的十分之一大小，所以它已经部分取代片式铝电解电容和片式钽电容器，且比它们具有更低的损耗值和更好的可靠性。

什么是MLCC技术？简而言之，MLCC技术是一门综合性应用技术，它包括新材料技术，设计工艺制作技术、设备技术和关联技术(如质量控制技术中的电子元件可靠性测试、失效分析技术等)。

MLCC技术涉及材料、机械、电子、化工、自动化、统计学等各学科先进理论知识，是多科学理论和实践交叉的系统集成，属于典型的高新技术范畴。

核心技术待提高在MLCC技术中，最核心的技术是材料技术(如陶瓷粉料的制备)、介质叠层印刷技术(多层介质薄膜叠层印刷)和共烧技术(陶瓷粉料和金属电极共烧)。

1.材料技术(陶瓷粉料的制备)现在MLCC用陶瓷粉料主要分为三大类(Y5V、X7R和COG)。

其中X7R 材料是各国竞争最激烈的规格，也是市场需求、电子整机用量最大的品种之一，其制造原理是基于纳米级的钛酸钡陶瓷料(BaTiO3)改性。

日本厂家根据大容量(10μF以上)的需求，在D50为100纳米的湿法BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性，制造成高可靠性的X7R陶瓷粉料，最终制作出10μF-100μF小尺寸(如0402、0201等)MLCC。

国内厂家则在D50为300-500纳米的BaTiO3基础上添加稀土金属氧化物改性制作X7R 陶瓷粉料，跟国外先进粉体技术还有一段差距。

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。

多层片式陶瓷电容器（MLCC）的研究进展及发展趋势多层片式陶瓷电容器（MLCC）是片式元件的一个重要门类，由于具有结构紧凑、体积小、比容高、介电损耗低、价格便宜等诸多优点，被大量应用在计算机、移动电话、收音机、扫描仪、数码相机等电子产品中。

MLCC特别适合片式化表面组装，可大大提高电路组装密度，缩小整机体积，这一突出特性使MLCC成为当今世界上发展最快、用量最大的片式电子元件。

MLCC的应用领域决定了其介质材料必须具有以下性能：（1）高介电常数MLCC的比容与材料的介电常数关系如下:C为电容，V为体积，C/V为比电容，t为介电层厚度，ε为介电常数。

在介电层厚度确定的情况下，材料的介电常数越高，电容器比电容越大。

介电材料的介电常数越高，越易于实现电容器的小型化，这是目前电容器的一个发展方向，自从MLCC问世以来，其比容一直不断上升，介电层的厚度不断下降。

如图1所示。

（2）良好的介温特性介温特性用来描述电容随温度变化情况。

一般来说，在工作状态下，电容器的电容随温度的变化越小越好。

由于电容随温度发生变化来源于介质材料介电常数的变化，因此要求节电材料具有良好的介温特性。

（3）高绝缘电阻率（4）介电损耗小，抗老化1.研究进展MLCC用高介电常数的介电材料可以归结为以下三个体系：BaTiO3系材料；（Ba，Ca）（Ti，Zr）O3系材料；复合含Pb 钙钛矿系材料。

1.1BaTiO3系材料BaTiO3系材料是最早研究的用于MLCC的介电材料，也是最早实现商业化的MLCC用介电材料。

从20世纪60年代初期到70年代末，为了实现MLCC贱金属化，降低电容器的成本，人们对BaTiO3系材料的研究多集中在抗还原方面。

常用的手段是向BaTiO3中添加过渡元素的氧化物，这些元素的离子在还原气氛下俘获电子发生变价，从而提高还原烧结BaTiO3材料的绝缘电阻。

但是由于受主掺杂BaTiO3材料中氧空位的迁移，使用后不久，材料的绝缘电阻就大幅下降，MLCC的性能严重劣化。

MLCC原材料氧化铝一、引言多层陶瓷电容器（MLCC）是现代电子工业中的重要元件，广泛应用于各类电子产品中，如通信设备、计算机、消费电子等。

而氧化铝则是制造MLCC 的关键原材料之一，其质量和纯度对MLCC的性能具有重要影响。

本文将深入探讨氧化铝的特性、制备方法、市场趋势及其在MLCC制造中的应用。

二、氧化铝的特性氧化铝（Al2O3）是一种白色或淡黄色的无机化合物，具有高熔点、高硬度、优良的绝缘性能等特点。

在电子工业中，氧化铝具有极佳的热稳定性、化学稳定性和机械强度，是制造高温、高频、大容量MLCC的理想材料。

三、氧化铝在MLCC制造中的应用MLCC是由多层陶瓷介质和金属电极交替叠合而成的电子元件。

在制造过程中，氧化铝作为陶瓷介质的主要成分，对MLCC的性能起到至关重要的作用。

首先，氧化铝陶瓷介质决定了MLCC的介电常数，影响电容器的容量。

其次，氧化铝的微观结构和纯度影响陶瓷介质层的薄厚、致密度和可靠性，进而影响MLCC的电气性能和可靠性。

四、氧化铝的制备方法制备高品质的氧化铝粉末是制造MLCC的关键技术之一。

目前，工业上主要采用两种方法：铝酸盐法和拜耳法。

铝酸盐法是将铝土矿与碳酸盐进行反应生成铝酸盐，再与氢氧化钠反应生成氢氧化铝，经焙烧后得到氧化铝。

拜耳法则是直接用铝土矿与氢氧化钠反应生成氢氧化铝，再经焙烧得到氧化铝。

高品质的氧化铝粉末需要具有高纯度、高活性、粒度均匀等特点，因此制备过程需严格控制工艺参数。

五、市场趋势与未来发展随着电子工业的快速发展，MLCC的需求量不断增长，带动了氧化铝市场的稳步发展。

未来几年，随着5G通信、物联网、电动汽车等新兴产业的快速发展，MLCC市场将迎来更大的发展空间。

同时，高温、高频、大容量等高性能MLCC的市场需求将进一步增加，对高品质氧化铝的需求也将持续增长。

此外，随着环保要求的提高和资源循环利用技术的发展，绿色、环保的氧化铝制备技术将成为未来的重要发展方向。

改性(Sr,Ca)TiO_(3)基储能陶瓷介电及MLCC性能研究陈永虹;林志盛;张子山;陈本夏;王根水【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2022(37)9【摘要】工业级脉冲储能多层瓷介电容器(MLCC)是现阶段国内研制和生产电子启动装置的重要元器件,针对国内主要有机薄膜电容器尺寸大、寿命短、可靠性较低的不足,本研究采用传统固相反应法,制备了SrTiO_(3)和CaTiO_(3)基的脉冲储能介质陶瓷材料,研究了微量助烧剂掺杂,以及Sr^(2+)/Ca^(2+)相互掺杂对陶瓷材料的介电性能的影响,并进一步制备和研究了以(Sr,Ca)Ti O_(3)为基体MLCC性能。

实验结果表明:通过加入质量分数1.0%的助烧剂,引入微量Bi^(3+)可取代Sr^(2+),提高了SrTiO_(3)材料的介电常数,而Bi^(3+)对CaTiO_(3)基材料的介电性能无明显影响;Mn元素有效抑制高温烧结中Ti^(4+)的还原,降低介电损耗;加入助烧剂有效降低瓷粉的烧结温度,提高材料的致密性。

(Sr_(x)Ca_(1-x))TiO_(3)体系的MLCC 可保持较高的介电常数和较低的介电损耗,当x=0.4时,其介电损耗tanδ=1.8×10^(–4),击穿强度为59.38 V/μm,高低温放电电流变化率为±7%,放电稳定,在常温和高温(125℃)下经1000次循环充放电实验均未失效,是一种在不同电场强度下具有相对较优的容量稳定性以及较高可靠性的脉冲特性(Sr,Ca)TiO_(3)基电容器陶瓷介质材料。

【总页数】7页(P976-982)【作者】陈永虹;林志盛;张子山;陈本夏;王根水【作者单位】福建火炬电子科技股份有限公司;中国科学院上海硅酸盐研究所【正文语种】中文【中图分类】TQ174【相关文献】1.钴钇掺杂(Ba,Sr)TiO3基介电陶瓷的制备与性能研究2.B位(Mg1/3Ta2/3)4+置换对新型Sr基(Sr,Nd,Ca)TiO3微波陶瓷结构及介电性能的影响3.Bi2O3掺杂Sr0.92Ca0.08TiO3基陶瓷结构与介电性能的研究人工晶体中的“非主流”——有机晶体4.Sr^(2+)置换改性Ca_(0.25)(Li_(1/2)Sm_(1/2))_(0.75)TiO_3陶瓷的微波介电性能研究5.外延Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_(3)薄膜铁电介电性能的厚度依赖性研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

mlcc超薄膜电介质MLCC超薄膜电介质是一种用于电子设备中的重要材料，它具有超薄、高介电常数和低损耗等特点。

在现代电子技术中，电容器是一种非常重要的元件，而多层陶瓷电容器（MLCC）是其中最常见的一种。

MLCC超薄膜电介质作为多层陶瓷电容器的关键组成部分，对于提高电容器的性能和可靠性起着至关重要的作用。

MLCC超薄膜电介质的主要特点之一是其超薄的厚度。

传统的陶瓷电容器使用的是厚膜电介质，而MLCC超薄膜电介质则采用了更加先进的超薄膜技术。

这种超薄的电介质可以显著减小电容器的体积和重量，使得电子设备更加轻薄便携。

与传统的厚膜电介质相比，MLCC超薄膜电介质的厚度可以减少到几个微米甚至更低，大大提高了电容器的集成度和性能。

除了超薄的厚度外，MLCC超薄膜电介质还具有较高的介电常数和较低的损耗。

介电常数是衡量电介质性能的一个重要指标，它决定了电容器的储能能力。

MLCC超薄膜电介质具有较高的介电常数，可以提高电容器的储能能力，从而提高设备的性能。

同时，MLCC超薄膜电介质还具有较低的损耗，可以减少能量的损耗，提高设备的效率。

在实际应用中，MLCC超薄膜电介质被广泛应用于各种类型的电子设备中。

例如，它可以用于手机、平板电脑、笔记本电脑等便携式设备中，可以提供更小、更轻、更高性能的电容器。

此外，MLCC超薄膜电介质还可以用于汽车电子、医疗设备、通信设备等领域，为这些设备提供更高性能和更可靠的电容器。

然而，尽管MLCC超薄膜电介质具有许多优点，但也存在一些挑战和问题需要解决。

首先，制备MLCC超薄膜电介质需要先进的制备工艺和设备，增加了生产成本。

其次，由于超薄膜的特殊性质，其制备过程中易受到外界环境的影响，可能会导致产品质量不稳定。

此外，超薄膜电介质还存在着耐压能力较低、温度稳定性差等问题，需要进一步研究和改进。

总之，MLCC超薄膜电介质作为多层陶瓷电容器的关键组成部分，在现代电子技术中起着重要作用。

它具有超薄、高介电常数和低损耗等特点，可以提高电容器的性能和可靠性。