浅谈MLCC陶瓷贴片电容

发布时间:2019-12-02 丨 阅读次数:

积层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitor,MLCC)是陶瓷电容器的一种，陶瓷电容分成单层陶瓷电容与积层陶瓷电容 (MLCC)，其电容值含量与产品表面积大小、陶瓷薄膜堆栈层数成正比，由于陶瓷薄膜堆栈技术的进步，电容值含量也越高，渐可取代中低电容如电解电容和钽质电容的市场应用，且MLCC可以透过SMT直接黏着，生产速度比电解电容和钽质电容更快，加上3C电子商品走向轻薄短小特性，MLCC易于芯片化、体积小的优势，成为电容器产业的主流产品，约占电容产值比重43%，其次为铝质电解电容，约32%。

MLCC因为物理特性有耐高电压和高热、运作温度范围广，且能够芯片化使体积小，且电容量大、频率特性佳、高频使用时损失率低、适合大量生产、价格低廉及稳定性高等优点，缺点为电容值较小，远不及铝质电解电容，但因陶瓷薄膜堆栈技术越来越进步，电容值含量也越高，电气特性也不断改进，应用上已可以取代低电容值的铝质电容，和价格偏高且有污染问题的钽质电容。

 

MLCC是由平行的陶瓷材料和电极材料层叠而成，其内部结构为：陶瓷层及内部金属电极层交错堆栈而成，即每一陶瓷层都被上下两个平行电极夹住，形成一个平板电容，再藉由内部电极与外部电极相连结，把每一个电容并联起来，如此可提高电容器的总储存电量。积层陶瓷电容器的总电容量为各电容量之和，电容并联之目的在于增加电容量或储存电荷。

以 MLCC 之材料结构来看，主要分为介电瓷粉与内外电极两方面。介电陶瓷粉末主要原料是钛酸钡，外加各种添加材料后形成NPO、COG、Y5V、X7R、Z5U 等种类，依电气特性应用也各不相同，介电瓷粉决定MLCC的特性。X7R、X5R 与Y5V属于高容值，由等级来看，X5R与X7R优于Y5V，而NPO主要应于通讯产品；若以价格来看，同一尺寸与同一电容值的MLCC，X7R≒X5R>Y5V>Y5U。介电瓷粉全球供应商不多，属寡占市场，以美商Ferro独占全球芯片电容器用之介电瓷粉市场，国内信昌电为国内唯一上游电子材料供应商，主要供应集团母公司华新科及大陆厂商。

MLCC另一项约占生产成本 35%以上成本的是电极金属，过去台湾厂商所采用的电极材料，外电极采用的是银，内电极采用钯金属，因为受到主动元件的CPU及通讯用元件其速度不断加快的趋势，使MLCC的叠层数也必须提高，MLCC每增加一层叠层就必须涂上一层内电极，叠层数钯金属使用量也遽增，而由于钯金属为稀有贵金属，价格相当昂贵，主要供应来自俄罗斯，在产量稀少的前提下，价格波动十分剧烈，甚至供应不及与缺货，因此业者以卑金属（镍、铜）等金属取代现行的钯金属电极材料，希望藉由BME(卑金属)制程降低近三成的成本。

MLCC具有各种不同规格，而各产品间的差异主要在于电容值（单位电压下贮存电量）、尺寸（1210以上、0805、0603、0402、0201等规格）、温度稳定性（Y5V、X7R及NPO等）、操作电压上限、安规认证、ESR（电容/充放电所需时间）及Q值（对输入能量的耗损程度）等特性。以温度稳定性为例，由于主要原物料介电瓷粉的差异，使得MLCC会产生不同的温度稳定性，其中以Y5V型MLCC单位容值成本最低，X7R次之，NPO则最高，其中由于Y5V型因生产技术难度较低，价格便宜且竞争者多，故以台湾及中国大陆业者为主要供应商，随着便携式电子产品所需之温度稳定性较高，因此X7R及X5R之MLCC将逐渐取代Y5V型。

MLCC依产品尺寸大小可区分为0201、0402、0603、0805及大于1206等规格，0805型、0603型主要用于主机板与笔记型计算机等信息产品，0402与0201主要应用在高阶手机上，随着电子产品走向轻薄短小，带动0402及0201规格之产品应用比重持续提升，成长动能来自iPod/iPhone、游戏机及液晶电视等消费性电子产品需求。

MLCC全球主要供应商包括：日系Murata Mfg (市占25%)、TDK(占14%)、Taiyo Yuden(占8%)、Kyocera、Panasonic，及国内国巨(市占13%)、华新科(占11%)、禾伸堂、天扬、蜜望实、 达方，与大陆风华高科。日系厂商皆以高容MLCC为主，国内国巨与华新科以生产大宗规格之中低容产品为主，禾伸堂则以利基型高压、高容MLCC为主，佳益电子主要代理销售国巨，风华品牌，原装现货。