家電小知識:mlcc工藝流程介紹

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mlcc簡介

  MLCC即多層陶瓷電容器,也可簡稱為片式電容器、積層電容、疊層電容等,屬于陶瓷電容器的一種。MLCC是由印好電極(內電極)的陶瓷介質膜片以錯位的方式疊合起來,經過一次性高溫燒結形成陶瓷電子元器件,再在電子元器件的兩端封上金屬層(外電極),從而形成一個類似獨石的結構體,因此也可叫做“獨石電容器”。

  簡單的平行板電容器基本結構是由一個絕緣的中間介質層加上外部兩個導電的金屬電極,而MLCC的結構主要包括三大部分:陶瓷介質,金屬內電極,金屬外電極。從結構上看,MLCC是多層疊合結構,簡單地說它是由多個簡單平行板電容器的并聯體。

mlcc工藝流程介紹

  mlcc特性

  MLCC具有體積小、電容量大、高頻使用時損失率低、適合大量生產、價格低廉及穩定性高等特性,在信息產品講求輕、薄、短、小的發展趨勢及表面貼裝技術(SMT)應用日益普及的市場環境下,具有良好的發展前景。

  mlcc工藝流程mlcc工藝流程介紹

  1.配料:將陶瓷粉和粘合劑及溶劑等按一定比例經過球磨一定時間,形成陶瓷漿料。

  2.流延:將陶瓷漿料通過流延機的澆注口,使其涂布在繞行的PET膜上,從而形成一層均勻的漿料薄層,再通過熱風區(將漿料中絕大部分溶劑揮發),經干燥后可得到陶瓷膜片,一般膜片的厚度在10um-30um之間。

  3.印刷:按照工藝要求,通過絲網印版將內電極漿料印刷到陶瓷膜片上。

  4.疊層:把印刷有內電極的陶瓷膜片按設計的錯位要求,疊壓在一起,使之形成MLCC的巴塊(Bar)。

  5.制蓋:制作電容器的上下保護片。疊層時,底和頂面加上陶瓷保護片,以增加機械強度和提高絕緣性能。

  6.層壓:疊層好的巴塊(Bar),用層壓袋將巴塊(Bar)裝好,抽真空包封后,用等靜壓方式加壓使巴塊(Bar)中的層與層之間結合更加緊密,嚴實。

  7.切割:層壓好的巴塊(Bar)切割成獨立的電容器生坯。

  8.排膠:將電容器生坯放置在承燒板上,按一定的溫度曲線(最高溫度一般在400度℃左右),經高溫烘烤,去除芯片中的粘合劑等有機物質。排膠作用:1)排除芯片中的粘合劑有機物質,以避免燒成時有機物質的快速揮發造成產品分層與開裂,以保證燒出具有所需形狀的完好的瓷件。2)消除粘合劑在燒成時的還原作用。

  9.燒結:排膠完成的芯片進行高溫處理,一般燒結溫度在1140℃~1340℃之間,使其成為具有高機械強度,優良的電氣性能的陶瓷體的工藝過程。

  10.倒角:燒結成瓷的電容器與水和磨介裝在倒角罐,通過球磨、行星磨等方式運動,使之形成光潔的表面,以保證產品的內電極充分暴露,保證內外電極的連接。

  11.端接:將端漿涂覆在經倒角處理的芯片外露內部電極的兩端上,將同側內部電極連接起來,形成外部電極。

  12.燒端:端接后產品經過低溫燒結后才能確保內外電極的連接。并使端頭與瓷體具有一定的結合強度。

  13.端頭處理:表面處理過程是一種電沉積過程,它是指電解液中的金屬離子(或絡合離子)在直流電作用下,在陰極表面還原成金屬(或合金)的過程。電容一般是在端頭(Ag端頭或Cu端頭)上鍍一層鎳后,再鍍層錫。

  14.外觀挑選:借助放大鏡或顯微鏡將具有表面缺陷的產品挑選出來。

  15.測試:對電容產品電性能方面進行選別:容量、損耗、絕緣、電阻、耐壓進行100%測量分檔,把不良品剔除。

  16:編帶:將電容按照尺寸大小及數量要求包裝在紙帶或塑料袋內。

  MLCC的主要應用領域

  MLCC可適用于各種電路,如振蕩電路、定時或延時電路、耦合電路、往耦電路、平濾濾波電路、抑制高頻噪聲等。

  MLCC在IC電源中的應用

  由于CPU的高速化和采用LTE通信,使得電力消耗變大,電池的容量也將隨之上升,因此安裝電子元器件的主要電路板將會出現越來越小的傾向。并且伴隨著多功能化,電路板上安裝的電子元器件的數量也會增加。特別是處理大容量數據的應用處理器IC電源,一個IC電源要使用幾十個片狀多層陶瓷電容器(Multi-Layer Ceramic CaPACitor、以下稱MLCC)。

  通過上述的背景和智能手機技術的趨勢來看,IC電源中使用的MLCC必須具備如下幾點要求:

  小型、容量大

  阻抗低

  作為IC電源用的MLCC來說如果正確使用于小型大容量的低ESL電容器中的話,可以減少MLCC的1/2的使用量,同時也大幅度減少了MLCC所占據的使用面積。

  使用低ESL電容器的目的

  圖1所示的是IC/LSI的電源線與所使用的MLCC的連接方式。

mlcc工藝流程介紹

  IC/LSI開關速度的高速化使IC/LSI本身很容易變成噪聲源,為了解決這種高頻噪聲和抑制電源電壓波動,很多MLCC將被當做旁路電容來使用。

  圖1中,從IC/LSI的HOT端子流出,經過MLCC,再回到IC/LSI的GND端子的電流回路的阻抗被稱為環路阻抗。IC/LSI的HOT-GND間發生的電源電壓波動,很大程度依存于這種環路阻抗。因此,抑制電源電壓的變動首先需要降低環路阻抗。此時, MLCC的阻抗就成為了環路阻抗的一部分了。

  降低環路阻抗通常是并聯很多MLCC,總阻抗會因為并聯的效果而變小。這里使用的MLCC的結構和等效電路如右下的圖1所示,我所說的電容器是指因為安裝了等效串聯電阻(ESR)、等效串聯電感(ESL),當中的ESL大大增加了高頻率的環路阻抗。

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