MLCC综述

现在MLCC在中国市场的需求量巨大,这对MLCC的生产厂家是一个很好的发展机遇,电子产品的需求量急剧上升,对国家经济的发展也是一个良好的机遇。我们应该抓住机遇大力的发展MLCC等电子产品元器件,我们应有着不断创新的思想理念,并且依靠尖端的生产技术和先进的生产理念,站在世界MLCC的前沿,今后更是要扩大生产规模 ,瞄准世界MLCC产业最前沿技术,加快企业发展水平,快速增强企业的核心竞争力。

目前我国生产MLCC的厂家有天津三星电机有限公司、苏州国巨、风华高科、无锡村田、上海京瓷、东莞华科、深圳宇阳、苏州达方、太阳诱电、东莞国巨等十几家企业。根据相关资料表明,最近几年来以手机、平板电脑、笔记本电脑、汽车等为代表的电子产品对MLCC的需求量持续增长,这样将会给国内制造MLCC的企业带来了良好的商机。

二 MLCC的制造工艺与测试方法

一、陶瓷介质薄膜的制作:

(1)、配料、球磨: 1、配料的概述

配料就是瓷浆的制备,作用就是将一定量的瓷粉、粘合剂、乙醇、甲苯等有机溶剂按照一定的比例,通过球磨的方发使其均匀混合,从而形成具有一定电气性能与物理性能地陶瓷浆料,为流延制膜工序做准备。

球磨机转动的时候,锆球由于离心力的作用贴在筒体内壁和筒体一起旋转,当达到一定高度时,又会由于重力的作用球群倾流滚动,滑动后相互碰撞、磨擦提供撞击和剪切的作用,从而使瓷粉颗粒被碾磨散开。

2、锆球运动的三种状态(如图2.5所示)

图2.5 锆球运动的三种状态

3、球磨罐装料量与填充率 (1)、浆料量要盖住球面高出约5cm,占筒体的30%~40% ,料多、料少影响球磨效率与效果。

(2)、 球填充率为40%~ 50%。

4、 锆球的大小、密度、浆料的关系 (1)、 锆球直径越小(不能太小),分散效果越好。

(2)、 锆球密度越大,分散效果越好。 (3)、 锆球与瓷浆的密度差越大,分散效果越好。 (4)、 浆料粘度越低,分散效果越好。 5、配料工艺控制点 (1)、每一种瓷料的配制都必须严格遵循工艺规定的配方来进行,各种原材料的比例不可以随意更改。 (2)、配料的各种器具与操作工具都必须是十分洁净地,配料间的环境一般要求在10万级的净化间内进行。 (3)、球磨时间与方式都必须要合理,时间过长或者过短,球磨速度过快或者过慢都不利于瓷料地分散。 (4)、各个成份的含水量不能超过0.04%。 (2)流延:

1、流延的概述

流延就是将配制好的瓷浆注塑在特定的载体上,然后通过一定温度的干燥,从而形成一定厚度与宽度并具有一定强度、弹性、致密的陶瓷膜片。

2、流延的原理

利用电动机带动钢带运动,由加压氮气把瓷粉输送到流延盒中,流延盒前端是一把平直地注膜刀,其两端带有千分尺来调节注膜刀高低从而调整流延不同厚度地膜片,浆料由流延盒经过注膜刀,以一定厚度、宽度平铺在钢带上进入流延机烘箱,经过烘干、起膜、切膜,形成可以使用的瓷膜。 3、瓷浆干燥过程分析:

瓷浆的干燥过程是在流延机烘箱中完成的。干燥过程符合Hansen的“两阶段干燥”理论。即溶剂会从涂膜中挥发为两个连贯且重叠的阶段。

第一阶段:即“湿”阶段,溶剂地挥发是受溶剂分子穿过涂膜液气边层的表面扩散阻力来制约。挥发模式类似于单纯的混合溶剂地挥发行为这一阶段基本上不受粘合剂、瓷粉的影响。

影响溶剂挥发的因素有:(1)、温度 (2)、表面积 (3)、氢键 (4)、气流

第二阶段:即“干”阶段,溶剂的挥发决定于溶剂从相对干的膜片里扩散到涂膜表面的能力,这一阶段的挥发速度明显降低。 影响因素有: (1)、对树脂溶解力强的溶剂难挥发反之易挥发 (2)、溶剂分子大小和形状(3)、玻璃化温度(4)、粘合剂中树脂保留溶剂的能力 (5)、湿度

二、内电极的制作:

1、印刷的概述

印刷就是利用丝网印刷机在电容介质层的表面形成具有一定厚度且均匀的电极层并且利用错位、叠印地方式形成MLCC内部电极的结构。 2、印刷的流程

(1)、印粘浆:把粘浆均匀地印刷到丝印载板上,为上底保操作做准备。 (2)、叠压保护层:保证JDI线丝印保护层的叠压规范和质量。

(3)、加底保护层:将MLCC地底保护层与载板粘结在一起,以方便印刷。

(4)、印刷底保护层:设置印刷参数,开始进行0层印刷。 (5)、加印刷介质:完成多层MLCC地印刷。

(6)、加面保护层:将面保护层加到产品上,完成产品的设计要求。 (7)、 印碳浆:提供切割的图形。 3、印刷的质量控制点

(1)、粘浆干燥:采取怎样的干燥程度,能够使产品达到最佳的控制效果。 (2)、膜片选择及区分:根据工程项目单自检每盒膜片的标签及外观。 (3)、印银重量:印在一巴上的每一层的银浆重量。 (4)、网高::丝网处于下摆的时候到载台上巴块间的距离。 (5)、张力:衡量丝网绷紧程度的指标。 (6)、内浆粘度:衡量内浆粘稠程度的指标。

三 电容芯片的制作:

在制作完成MLCC的内电极后,需要将丝印的巴块进行层压、切割,以制成MLCC生培芯

片。本章将对MLCC生培芯片制作进行详细介绍

1、压层:1、层压的概述

层压是将丝印后地巴块经静水压把压力均匀地送至巴块,从而使巴块各部分均匀的受压,电极层和介质层彼此紧密的结合提高了烧结后瓷体的致密性。

2、层压的质量控制点

(1)、 烘巴:目的是在巴块层压之前,对一些材料的巴块进行一定程度的干燥处理(在烘箱内经一定时间、温度的烘干处理),初步软化巴块中间地树脂,排除部分容易挥发的残留有机物,来提高层压、切割质量。对于不同的产品需要采取不同的烘巴温度参数。 (2)、 层压:巴块装袋的好坏会影响产品的质量,为避免层压时入水,需使用水压控制,必须控制好水位和温度。

2、切割:

1、切割的概述

切割就是将已层压好的巴块用刀片切割成单粒的芯片,使其具有电容器地雏形。 2、主要切割控制参数 (1)、切割软件参数:巴块大小、切割片数、切割步距。 (2)、切割硬件参数:切割速度、切台温度、预热台温。

四、烧结陶瓷

一 排胶:1、排胶的概述

排胶就是陶瓷电容器生片在成型的时候必须要使用有机粘合剂,在不使内部电极氧化的温度条件下,使芯片内部地有机粘合剂从固态转变成为液态或者气态,从芯片中排出的过程。有机粘合剂在芯片中大量的熔化、分解、挥发,会导致芯片变形或分层,因此在产品烧结之前,首先要将芯片中的粘合剂排除干净,从而保证烧结后芯片的形状、尺寸及质量要求。

2、排胶工艺要点

在排胶的过程中,升温速率、时间、温度、抽风、产品摆法非常重要。

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二 烧成: 1、烧成的概述 烧成是使陶瓷电容器生片在较高地温度和还原气氛条件下致密化,完成预期地物理化学反应,使其成为一个有介质又有内部电极结构致密的多层陶瓷电容器芯片。高温烧结的好坏,会直接影响到陶瓷电容器的电性能及可靠性。 2、烧成的工艺要点 陶瓷电容器烧成分为四个过程: 排胶升温过程、保温烧结过、降温过程、保温回火过程。 三 倒角 1、倒角的概述:将烧结好的MLCC芯片,通过加入的磨介芯片间高速滚磨的磨削作用把MLCC的边角滚磨圆滑,充分引出内电极层,以利于外电极能与内电极层充分接触,保证产品的电气性能,这个过程称为倒角 2、倒角的工艺流程: 出罐清洗 开机倒角 装罐上机

3、倒角的关键质量控制点 :转速、倒角时间、磨介

烘干分选 五 外电极的制作:

一、封端:

1、封端的概述

封端是采用等端机在多层陶瓷电容器芯片俩端浸封上端浆,经烘炉烘干后,形成多层陶瓷电容器的外电极的过程。 2、主要设备 台湾式封端机 整平机 隧道式烘炉 PLAMA式封端机

3、关键质量控制点:端浆 端浆黏度 烘干 封端板 针床 二、烧端:

1、烧端概述:封端后的MLCC端电极,由于含有有机树脂等成分,还不具备基本的外电极功能,在经过高温烧端处理后,端电极中的有机成分完全分解,端电极烧结致密,内外电极结合良好,这是才具备了连接内剑姬的基本功能。MLCC烧端工艺从气氛上区分主要有两种:一种是银靶内电极产品采用的银端电极空寂烧结技术,主要采用设备室链带式端电极烧结炉;另一种是镍内电极产品采用的氮气保护铜端电极烧结技术,主要采用设备室链带式保护气氛端电极烧结

2、银端电极烧结技术关键质量控制点:银端电极烧端温度曲线、空气流量、抽风 烧端常见质量问题分析

端电极氧化:烧端过程中,抽风过大或气帘波动,空气跑进炉内,端电极被过量的氧氧化 3电镀

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