多层陶瓷电容器(MLCC)介质材料研究进展

工艺优化
微观结构控制
介质材料的工艺流程
配料→球磨→过滤、干燥→预烧→二次球磨→过滤、干燥 →过筛→成型→排塑→烧结→精修→上电极→烧银→极化 →测试
1.原料处理：要求原料细度一般不超过2um。
（转动球磨机、振动球磨机、气流粉碎法 ）
2.预烧：（4个阶段）线性膨胀、固相反应、收缩、晶粒生长 3.成型：轧膜、压型、等静压（成型之前需要加入粘合剂）
BaTiO3 体 系
•纯BaTiO3在不同温度存在多种相变并且在居里温度处介电 常数随温度变化剧烈，当温度超过居里温度后，其介电常数 急剧降低。
•基本特征是存在[BO6]式氧八面体，这些氧八面体以顶角相 连构成骨架。 •介电常数高，但迁移率大的碱金属离子K的引入，决定了 其可靠性不高，另外该体系介质损耗大且介电性能不稳定。 •具有高于BaTiO3 体系的介电常数
性能 MLCC的应用领域决定了其介质材料必须具有以下性能：
高介电常数 良好的介温特性；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。
高绝缘电阻率 介电损耗小，抗老化
介电常数
MLCC的比容与材料的介电常数关系如下：
C——电容
T——介电层厚度
V——体积
C/V——比电容
Baidu Nhomakorabea
ε ——为介电常数
具有高的电容量、低的介电损耗、高的抗击穿强度、优良的
抗热震性和耐腐蚀性。
应用
航天航空 汽车工业 电源
多层陶瓷电 容器(MLCC)
石油钻井 军事中 （雷达） 移动通信 测量仪器
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应用
雷达
照明镇流器
MLCC陶瓷片
组成 MLCC的主要原材料 ：
精细化陶瓷粉体 内电极金属浆料 外电极材料 有机粘合剂
多层陶瓷电容器（MLCC） 介质材料研究进展
目录
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MLCC概述 MLCC的组成 MLCC介质材料的性能
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MLCC介质材料分类及其改进方法
MLCC介质材料生产工艺流程 MLCC的发展趋势
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概述
多层陶瓷电容器(MLCC)
多层陶瓷电容器(MLCC)是由电介质陶瓷薄膜和内电极相互 交替重叠而成的一种新型片式元件。
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。
介质材料分类
MLCC介质材料可以归结为下列三种体系：
•具有较高的介电常数，被广泛用作低频大容量电容器介质。
发展趋势
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Diagram 2 BaTiO3体系是最适宜于制备大容量 MLCC的环保材料。
然而，BaTiO3属于铁电体，其居里温度约为l30℃，纯BaTiO3的容量温度 系数大，介质损耗高，介质容易老化。
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改进措施
如何提高BaTiO3陶瓷介电性能的高温稳定性？
主要途径： 形成壳一芯结构 提高居里点 展宽居里峰 主要方法 ： 掺杂改性（使用最为广泛）
介质材料的工艺流程
配料→球磨→过滤、干燥→预烧→二次球磨→过滤、干燥 →过筛→成型→排塑→烧结→精修→上电极→烧银→极化 →测试
4.排塑：加温排去成型后生坯中的粘合剂、水
5.上电极：涂布银烘干，装炉，加热到750℃，保温10—20分 钟（真空蒸镀、化学沉积）
6.极化：在直流电场作用下使电畴沿电场方向取向
乌青铜结构 体系
铅基复合钙 钛矿体系
•可以在低于1100℃的空气中烧结 •体系材料生产MLCC的工艺复杂 •容易造成环境污染
介质材料分类比较
种类 BaTiO3 体系
常温介电常数 介温特性 较高 良好
有待改善 稳定性要求高
乌青铜结构体系
铅基复合钙钛矿体 系
较高
最高
一般
良好
可靠性不高，介质损耗 大
工艺复杂，污染环境