隨著5G時代的到來和智能手機的普及，電子設備不斷向小型化、高頻化和多功能化發(fā)展，對具有高性能、高可靠性的多層陶瓷電容器（MLCC）的需求也開始急速增長。為了滿足電子產品功能越來越強大，而體積卻變得越來越小的需求，MLCC不斷向小型化和高容量化的趨勢發(fā)展。

MLCC結構圖

MLCC是由印有內電極的陶瓷介質膜片以交錯的方式疊合起來，經過高溫燒結形成陶瓷塊體，再在陶瓷塊的兩端封上金屬層（外電極）而形成的。要在有限的體積下制備更高容量的MLCC元件，在生產過程中就必須要減少介質的厚度，同時增加內電極的疊層數。以我國需要攻克的高端MLCC為例，其技術里程碑是介質層厚度薄至1μm左右，且能夠可靠地實現(xiàn)1000層以上疊層。然而，MLCC的耐電壓值與介質厚度有著直接的關系，同一介質的介質層越厚，越能阻擋電子穿過，在大電壓工作的情況下，電容器越不容易被擊穿或損壞。再者，設備在工作過程中散發(fā)的熱量也會使得陶瓷介質的絕緣性能下降，因此要想讓小尺寸、高容量的MLCC在高溫高壓的情況下仍然具有高可靠性，不但需要在MLCC設計與制程上下功夫，也離不開對關鍵材料的研究開發(fā)。

MLCC容量與電介質層厚度、層數的關系（來源：TDK）

MLCC的關鍵材料主要分為電子陶瓷材料和內外電極材料兩部分：

1、電子陶瓷材料：

一般認為，MLCC使用的電子陶瓷材料主要包括鈦酸鋇、氧化鈦、鈦酸鎂等基礎粉以及一些保證電子陶瓷材料的溫度穩(wěn)定性、耐壓性、高電阻、可靠性的配方添加劑。其中鈦酸鋇憑借高介電常數、低介電損耗、較大的電阻率，高耐壓強度和優(yōu)異的絕緣性能等優(yōu)勢，被稱作是MLCC的“基石”。

鈦酸鋇粉體

鈦酸鋇粉體的制備方法通常可以分為固相法、液相法，其中固相法最為傳統(tǒng)，工藝簡單成熟，所需原材料成本低，但制備的粉體純度低、化學成分不均勻、易團聚、粒徑較大（微米級），一般只用于制作技術性能要求較低的產品。液相法是當前制備高容MLCC用優(yōu)質鈦酸鋇粉體的常用方法。相比固相法，液相法制備的鈦酸鋇粒徑分布窄，分散性好，但反應過程中，對設備、溫度、壓力要求嚴格，門檻相對較高，目前世界上掌握液相法中制備高端納米鈦酸鋇粉體的首選方法——水熱法的企業(yè)屈指可數。

2、內外電極材料

電子高端金屬粉體材料是內外電極制作的重要原材料，是決定電極性能的主要因素，電極漿料經高溫燒結后，其中的金屬粉體材料形成金屬網絡結構實現(xiàn)導電功能。目前，BME 制程技術是當前制備內外電極的主流技術，即采用賤金屬鎳、銅金屬粉體材料制作MLCC的內外電極，具備成本優(yōu)勢和小尺寸優(yōu)勢，但與制備高容MLCC用鈦酸鋇粉體一樣，世界上能夠工業(yè)化量產 MLCC 用優(yōu)質賤金屬粉體的企業(yè)仍主要集中在日本等國家。目前主要使用物理法制備納米鎳粉，生產成本較高，且粒徑尺寸較大；使用濕化學法可以獲得粒度分布均勻，小尺寸的納米鎳粉，能夠有效降低生產成本，但還需要逐步導入現(xiàn)有的電子漿料。

NME與BME制程技術對比

為推動國內MLCC產業(yè)往更成熟的方向發(fā)展，實現(xiàn)高端電容元件的國產化替代，在10月16-18日的“景德鎮(zhèn)高新區(qū)·昌江區(qū)電子陶瓷產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇”上，主辦方邀請了長期從事電子陶瓷材料開發(fā)的材料科學姑蘇實驗室研究員盧威博士現(xiàn)場分享報告《高容量MLCC關鍵材料研究進展》，屆時，他將介紹在液相法量產的小尺寸納米鈦酸鋇基礎粉與共材鈦酸鋇鈣材料，內漿用超細納米鎳粉，端漿用片狀納米銅粉材料的國產化進展。

報告人簡介

盧威，博士、研究員。現(xiàn)任材料科學姑蘇實驗室電子陶瓷研究員，惠州寶順美科技有限公司研發(fā)總監(jiān)，安徽納洛米特新材料科技股份有限公司技術顧問，主要從事納米鈦酸鋇等電子陶瓷粉體產品開發(fā)。發(fā)表學術論文50余篇，被引2500余次；獲國內發(fā)明專利授權37項，國際發(fā)明專利14項；主持承擔國家自然科學基金（4項）、參與中科院納米先導項目、科技部重點研發(fā)計劃等研發(fā)項目。

景德鎮(zhèn)市昌江區(qū)電子陶瓷論壇會務組

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