MLCC 的抗振動性能是其在軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo),地鐵、高鐵的運(yùn)行過程中會產(chǎn)生持續(xù)振動(頻率通常為 10-2000Hz),且振動加速度可達(dá) 50m/s2 以上,普通 MLCC 若焊接可靠性不足,易出現(xiàn)外電極脫落、焊盤開裂等故障。為提升抗振動能力,行業(yè)從兩方面優(yōu)化:一是改進(jìn)外電極結(jié)構(gòu),采用 “階梯式” 外電極設(shè)計,增加外電極與陶瓷芯片的接觸面積,同時在電極與焊盤之間增加柔性過渡層,緩解振動產(chǎn)生的應(yīng)力;二是優(yōu)化 PCB 焊盤設(shè)計,采用 “梅花形”“長方形” 等非對稱焊盤,提升焊接后的機(jī)械固持力。這類軌道交通 MLCC 需通過 IEC 61373 標(biāo)準(zhǔn)的振動測試,在 50m/s2 加速度下振動 2 小時后,電性能變化率需控制在 ±5% 以內(nèi),確保列車控制系統(tǒng)、牽引變流器等關(guān)鍵設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。低溫型多層片式陶瓷電容器引入稀土元素,優(yōu)化晶格結(jié)構(gòu)提升低溫性能。全國耐高溫多層片式陶瓷電容器教育實驗套件

MLCC 的綠色生產(chǎn)工藝革新是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中,陶瓷漿料制備多采用有機(jī)溶劑(如乙二醇乙醚、乙酸丁酯),這類溶劑揮發(fā)性強(qiáng),不僅會造成大氣污染,還會危害生產(chǎn)人員健康。近年來,水性陶瓷漿料逐步替代有機(jī)溶劑漿料,以去離子水為分散介質(zhì),配合環(huán)保型粘結(jié)劑(如聚乙烯醇),揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放量降低 90% 以上,同時水性漿料的粘度更易控制,印刷厚度均勻性提升 15%。在燒結(jié)環(huán)節(jié),新型節(jié)能窯爐采用分區(qū)控溫技術(shù),將燒結(jié)能耗從傳統(tǒng)窯爐的 800kWh / 噸降至 500kWh / 噸,余熱回收率提升至 40%,此外,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢陶瓷生坯、不合格產(chǎn)品可粉碎后重新制備漿料,原料利用率從 75% 提升至 90%,實現(xiàn)資源循環(huán)利用。通用型多層片式陶瓷電容器筆記本電腦適配5G 基站 Massive MIMO 天線用多層片式陶瓷電容器,多為 0402/0201 封裝,2.6GHz 頻段損耗低。

MLCC 的外電極是實現(xiàn)電容器與電路連接的關(guān)鍵部分,通常由底層電極、中間層電極和頂層鍍層構(gòu)成,不同層的材料選擇需兼顧導(dǎo)電性、焊接性能和耐腐蝕性。底層電極一般采用銀漿料,通過涂覆或印刷的方式覆蓋在燒結(jié)后的陶瓷芯片兩端,與內(nèi)電極形成良好的電氣連接;中間層電極多為鎳層,主要起到阻擋和過渡作用,防止頂層鍍層的金屬離子向底層電極和陶瓷介質(zhì)擴(kuò)散,同時增強(qiáng)外電極的機(jī)械強(qiáng)度;頂層鍍層通常為錫層或錫鉛合金層,具有良好的可焊性,便于 MLCC 通過回流焊等工藝焊接到印制電路板(PCB)上。外電極的制備質(zhì)量直接影響 MLCC 的焊接可靠性和長期穩(wěn)定性,若外電極存在脫落、虛焊、鍍層不均勻等問題,可能導(dǎo)致 MLCC 與電路連接不良,影響整個電子設(shè)備的正常工作。
MLCC 的失效分析是保障其應(yīng)用可靠性的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),當(dāng) MLCC 在實際使用中出現(xiàn)故障時,需通過專業(yè)的失效分析手段找出失效原因,為產(chǎn)品改進(jìn)和應(yīng)用優(yōu)化提供依據(jù)。常見的 MLCC 失效模式包括電擊穿、熱擊穿、機(jī)械開裂、電極遷移等,不同失效模式對應(yīng)的失效原因和分析方法有所不同。電擊穿通常是由于 MLCC 的陶瓷介質(zhì)存在缺陷(如雜質(zhì)、氣孔)或額定電壓選擇不當(dāng),導(dǎo)致介質(zhì)在高電壓下被擊穿;熱擊穿則多因電路中電流過大,使 MLCC 產(chǎn)生過多熱量,超過陶瓷介質(zhì)的耐高溫極限。失效分析過程一般包括外觀檢查、電性能測試、解剖分析、材料分析等步驟,例如通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察 MLCC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu),查看是否存在開裂、電極氧化等問題;通過能譜分析(EDS)檢測材料成分,判斷是否存在有害物質(zhì)或材料異常,從而準(zhǔn)確定位失效根源。多層片式陶瓷電容器的損耗角正切值越小,電路中的能量損耗越少。

多層片式陶瓷電容器在 5G 基站 Massive MIMO 天線中的應(yīng)用具有特殊性,Massive MIMO 天線需集成大量天線單元,每個單元都需要 MLCC 進(jìn)行信號濾波和阻抗匹配,因此對 MLCC 的小型化、高頻特性和一致性要求極高。為適配天線設(shè)計,這類 MLCC 多采用 0402 甚至 0201 超小封裝,同時具備優(yōu)異的高頻性能,在 2.6GHz 頻段下?lián)p耗角正切需小于 0.3%,以減少信號衰減;此外,由于天線單元數(shù)量多,MLCC 的一致性至關(guān)重要,同一批次產(chǎn)品的電容量偏差需控制在 ±1% 以內(nèi),避免因參數(shù)差異導(dǎo)致天線波束賦形精度下降。目前 5G 基站用 MLCC 主要采用 I 類陶瓷介質(zhì),部分產(chǎn)品還會進(jìn)行高頻阻抗優(yōu)化,確保在多天線協(xié)同工作時,信號干擾控制在低水平。汽車發(fā)動機(jī)艙用多層片式陶瓷電容器需耐受125℃以上的高溫環(huán)境。品牌商多層片式陶瓷電容器汽車電子電路
多層片式陶瓷電容器的疊層環(huán)節(jié)需保證內(nèi)電極精確對準(zhǔn),避免性能偏差。全國耐高溫多層片式陶瓷電容器教育實驗套件
電容量是 MLCC 的性能參數(shù)之一,其取值范圍跨度極大,從幾十皮法(pF)到幾十微法(μF)不等,可滿足不同電路對電荷存儲能力的需求。在實際應(yīng)用中,電容量的選擇需結(jié)合電路功能來確定,例如在射頻電路中,通常需要幾十到幾百皮法的小容量 MLCC 來實現(xiàn)信號耦合或濾波;而在電源管理電路中,為了穩(wěn)定電壓、抑制紋波,往往需要幾微法到幾十微法的大容量 MLCC。同時,MLCC 的電容量還會受到工作溫度、直流偏置電壓的影響,在高溫或高偏置電壓條件下,部分類型 MLCC 的電容量可能會出現(xiàn)一定程度的衰減,因此在選型時需要充分考慮實際工作環(huán)境因素。全國耐高溫多層片式陶瓷電容器教育實驗套件
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