MLCC（Multi-layers Ceramic Capacitor），即多層陶瓷電容器，作為一種廣泛應(yīng)用的電容器，其制造工藝備受關(guān)注。通過印制電極（內(nèi)電極）于陶瓷介質(zhì)膜片上，并按照交錯(cuò)方式逐層疊加，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)后形成致密的陶瓷塊體。隨后，在陶瓷塊體的兩端施加金屬層（外電極）進(jìn)行封裝，從而完成MLCC的制造。其結(jié)構(gòu)主要包含陶瓷介質(zhì)、金屬內(nèi)電極和金屬外電極三大核心部分。

陶瓷介質(zhì)

作為MLCC的基礎(chǔ)，主要采用絕緣性能出色的氧化物材料，例如鈦酸鋇和鈦酸鍶，它們共同決定了電容器的電氣特性。

內(nèi)部電極

這些電極分布于每層陶瓷介質(zhì)之中，其作用是傳導(dǎo)電流，將電能從一層傳遞到另一層。

外層電極

包含外部電極、阻擋層和焊接層。外部電極，通常由銅或銀金屬制成，與內(nèi)部電極相連，負(fù)責(zé)與外部電源的連接。阻擋層，主要由Ni鍍層構(gòu)成，其功能是熱阻擋，防止高溫對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。而焊接層，通常為Sn鍍層，確保了良好的可焊接性。
MLCC，作為現(xiàn)代電子產(chǎn)品中的關(guān)鍵元件，憑借其小巧的體積、大容量、低高頻損耗、適合大規(guī)模生產(chǎn)、價(jià)格親民以及出色的穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，完美契合了信息功能產(chǎn)品輕便、薄型、緊湊且高效的需求，因而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但究竟是如何制造出這樣的高性能元器件的呢？這背后又蘊(yùn)藏著怎樣的工藝奧秘？

配料

將陶瓷粉、粘合劑、溶劑及各種添加劑按照一定比例經(jīng)過長時(shí)間的球磨或砂磨，從而制備出均勻且穩(wěn)定的瓷漿。瓷漿是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其中包含瓷粉、溶劑、分散劑、粘合劑、增塑劑和消泡劑等多種成分。陶瓷粉作為核心材料，對(duì)MLCC的基本特性起決定性作用。粘合劑，即高分子樹脂，其主要功能是維持陶瓷粉之間的距離并賦予其強(qiáng)度。溶劑通常由甲苯和乙醇按一定比例混合而成。分散劑的應(yīng)用旨在防止陶瓷粉因靜電作用而產(chǎn)生的粘連和團(tuán)聚，確保瓷漿能形成穩(wěn)定且分散的懸浮液。此外，添加劑用于調(diào)節(jié)陶瓷粉的電特性，滿足產(chǎn)品可靠性方面的要求，并確保燒結(jié)過程能夠順利進(jìn)行。

流延

通過流延機(jī)將瓷漿澆注在繞行的有機(jī)硅薄膜上，形成一層均勻的薄層。隨后，利用熱風(fēng)區(qū)將瓷漿中的大部分溶劑揮發(fā)掉。經(jīng)過加熱干燥后，便可得到具有一定厚度、密度和均勻性的薄膜，其厚度通常在1um至20um之間。流延擠出方式根據(jù)薄膜的厚度有所不同，厚膜一般采用On roll方式，而薄膜則多采用Off roll方式，這種方式也被稱為氣墊法或張網(wǎng)法。
成型干燥過程中，需要精準(zhǔn)地調(diào)整線速、溫度以及泵流量，以確保瓷漿中的大部分溶劑能夠被有效揮發(fā)。這樣，薄膜在收縮和致密化的同時(shí)，會(huì)逐漸形成一定的厚度和膜密度，滿足后續(xù)工藝的要求。

印刷

通過絲網(wǎng)版，將內(nèi)電極漿料精準(zhǔn)地印刷到陶瓷膜片上，經(jīng)過烘干后，得到清晰且完整的介質(zhì)膜片。印刷工藝有多種類型，包括凸版印刷、凹版印刷、平板印刷和絲網(wǎng)印刷。其中，絲網(wǎng)印刷以其設(shè)備成本低、內(nèi)漿利用率高、電極圖案滲邊少以及絲網(wǎng)設(shè)計(jì)靈活等特點(diǎn)，成為多數(shù)廠家的首選。這些廠家通常采用類似SMT刷錫膏或紅膠的工藝，通過絲網(wǎng)印版將內(nèi)電極漿料印至陶瓷膜片上，或采用印刷機(jī)使陶瓷薄膜通過漿料池，讓金屬漿料自然附著。

疊層

疊層作為MLCC制造的關(guān)鍵步驟，涉及將印刷好的介質(zhì)膜片逐張錯(cuò)位疊合，以形成厚度均勻的巴塊。這一過程中，膜片在印刷后需進(jìn)行切割剝離，同時(shí)，為增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度和絕緣性，底部和頂面會(huì)加上陶瓷膜保護(hù)片。疊層操作需嚴(yán)格控制溫度、壓力、時(shí)間以及錯(cuò)位位置的對(duì)準(zhǔn)精度，且需在無塵環(huán)境中進(jìn)行，以確保產(chǎn)品的純凈度和一致性。

層壓

層壓是通過靜水均壓的方式，使印刷疊層后的巴塊中各膜層緊密結(jié)合的過程。這一步驟對(duì)于提高燒結(jié)后瓷體的致密性和整體性能至關(guān)重要。在層壓過程中，壓力、保壓時(shí)間和溫度是關(guān)鍵品質(zhì)因素，需要嚴(yán)格監(jiān)控。為確保壓力的均勻性，最佳實(shí)踐是在水中進(jìn)行壓著操作，并通過切片抽測(cè)來確認(rèn)壓著的均勻性和結(jié)合度。

層壓的主要流程包括巴塊裝入密封袋、進(jìn)入層壓機(jī)、加壓加溫層壓、冷卻以及拆袋等步驟。

切割(我司研發(fā)的MLCC常溫減粘陶瓷切割膠帶在此MLCC制程中使用。)

切割環(huán)節(jié)是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸，使用片式薄刀片對(duì)層壓后的巴塊進(jìn)行橫向和縱向切割，從而得到完全獨(dú)立的芯片（電容器生坯）。切割原理涉及刀片的下切運(yùn)動(dòng)、刀座推動(dòng)刀片向下以及刀鋒的鍘壓動(dòng)作等。通過這一系列精密操作，確保每個(gè)芯片都符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

排膠

排膠是對(duì)切割后的陶瓷生坯進(jìn)行熱處理的過程，旨在排除其中的粘合劑等有機(jī)物。對(duì)于鎳電極MLCC，空氣排膠的溫度通常設(shè)定在約250℃，但具體溫度會(huì)依據(jù)尺寸規(guī)格和配方有所調(diào)整。相比之下，氮?dú)馀拍z的溫度則可以達(dá)到更高的范圍，約400℃至500℃。

排膠的主要步驟包括：將生坯裝入缽中，然后送入排膠爐進(jìn)行熱處理，最后將處理后的生坯從排膠爐中取出。

燒結(jié)

燒結(jié)是使排膠后的芯片轉(zhuǎn)化為具有內(nèi)電極完好、致密性好、尺寸合格、高機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良電性能的陶瓷體的關(guān)鍵步驟。這個(gè)過程分為致密化階段和再氧化階段。

燒結(jié)通常在氣氛爐中進(jìn)行，燒結(jié)溫度一般控制在1100℃至1350℃之間。由于高溫?zé)Y(jié)可能導(dǎo)致氧化等問題，因此燒結(jié)爐內(nèi)需要填充氮?dú)饣驓錃庖詣?chuàng)造還原環(huán)境。燒結(jié)的關(guān)鍵在于爐膛內(nèi)的溫度均勻一致性，以及在整個(gè)過程中保持熱動(dòng)態(tài)平衡和充分的空氣流動(dòng)，以確保瓷體晶相的均勻生長和致密性。

燒結(jié)的主要流程為：將芯片擺放好位置后進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)完成后取出并卸出缽中的芯片。

倒角

倒角或研磨是對(duì)燒結(jié)成瓷的電容器本體進(jìn)行的處理，旨在去除其棱角，便于與外部電極連接。該工序?qū)㈦娙菖c水和磨介一同放入倒角罐中，通過球磨或行星磨等方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，以去除陶瓷芯片表面的毛刺并使芯片表面變得光潔，同時(shí)確保端面內(nèi)電極得到充分暴露。在倒角過程中，需要嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)速、時(shí)間和溫度等參數(shù)，并重點(diǎn)檢查外觀尺寸、弧度和暴露率等關(guān)鍵指標(biāo)。

倒角的主要流程包括：配制倒角罐中的磨介和水，將電容放入罐中進(jìn)行倒角處理，清洗處理后的電容，從罐中取出并烘干。

封端

封端是將倒角后的芯片外露內(nèi)部電極兩端涂覆端漿，并通過連接同側(cè)內(nèi)部電極來形成外部電極的過程。這個(gè)過程通過專門的封端機(jī)完成。封端的關(guān)鍵流程包括：將芯片植入封端機(jī)，沾取適量的端漿，然后進(jìn)行烘干，最后導(dǎo)出處理完成的芯片。

燒端

在大約750℃的高溫環(huán)境下，利用氮?dú)夂涂諝猓ㄓ袝r(shí)還會(huì)加濕），促使端電極漿料中的有機(jī)黏合劑充分燃燒。與此同時(shí)，玻璃體熔融并浸潤銅粉，從而固化端頭，確保與瓷體和內(nèi)電極的連接良好。

電鍍

燒端完成后，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行端頭處理，這實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電鍍過程。在含有鎳和錫金屬離子的電解質(zhì)溶液中，將MLCC的端電極作為陰極，通過低壓直流電的作用，不斷在陰極上沉積一層鎳和錫。
鎳在端頭處理中的作用至關(guān)重要，它能夠增強(qiáng)電容的抗熱沖擊能力，有效保護(hù)外部電極，并防止其與錫形成合金狀態(tài)。而錫則能提升電容的可焊性，確保MLCC芯片在表面封裝過程中能夠順暢地焊接到PCB板上。

性能測(cè)試

對(duì)電容產(chǎn)品進(jìn)行全面的性能測(cè)試，包括容量、損耗、絕緣和耐壓四個(gè)方面。通過100%的測(cè)試和分選，確保不良品被剔除，同時(shí)按容量范圍進(jìn)行分類。

外觀檢查

仔細(xì)檢查電容產(chǎn)品的外觀形態(tài)，以識(shí)別和剔除形態(tài)不佳的產(chǎn)品。主要關(guān)注外觀缺陷和尺寸異常等問題。

編帶工程

將測(cè)試后的MLCC芯片編入載帶，并按固定數(shù)量卷成膠盤，以便于SMT制程中的高速自動(dòng)貼裝生產(chǎn)。此外，編帶還有助于防止運(yùn)輸過程中的碰撞破裂等問題，同時(shí)確保不會(huì)發(fā)生混料情況。

包裝過程

在貼裝識(shí)別標(biāo)簽和運(yùn)輸前打包的過程中，MLCC制造商會(huì)在編帶后的產(chǎn)品上添加廠商信息，而包裝過程則會(huì)增加客戶信息的標(biāo)簽和條碼，以便客戶識(shí)別。包裝流程包括料盤標(biāo)簽貼裝、產(chǎn)品裝入盒及盒標(biāo)貼裝，以及盒子裝入箱及箱標(biāo)貼裝。后道包裝過程采用自動(dòng)化管理檢查，通過掃描條碼進(jìn)行自動(dòng)核對(duì)，以避免混料錯(cuò)料的情況發(fā)生。