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MLCC浆料过滤的特殊要求与解决方案

标签: MLCC浆料过滤

MLCC, Multilayer Ceramic Capacitor,多层片式陶瓷电容器,也称为贴片电容。MLCC约占被动元件市场三分之一,全球市场规模超百亿美元。得益于耐高压、尺寸小、寿命长、容值范围广的特点,目前广泛应用于消费电子、工业、通信、汽车及军工等领域,被称为电子工业大米。

MLCC的制作工艺中,会在制备和流延涂布环节用到陶瓷浆料,在印刷内电极和涂覆外电极的环节用到金属浆料。

陶瓷浆料的颗粒小型化有提高电容量、降低烧结温度、减少损耗等好处,而金属浆料颗粒的小型化有增加电导率、减少内阻、适应高频应用等好处。目前村田、太阳诱电等日系供应商普遍可以在1μm薄膜介质实现超过1000叠层,根据三星官网披露,其也可以实现600层工艺,而国内厂商做的最好的也只是几百层,所以MLCC厂商都在朝着浆料颗粒的小型化、纳米化方面来制备浆料,以降低介质厚度,增加层数。

虽然小型化、纳米化的浆料颗粒有诸多好处,但是大家也知道,随着颗粒越小,颗粒会因为范德华力、表面能、静电力等作用而团聚在一起。浆料颗粒团聚会造成陶瓷介质的空洞、电极杂质、器件开裂等等不良,这些不良现象也是限制MLCC良率提升和高端化的桎梏。

怎么解决MLCC浆料的团聚呢?解决方案一般有两个,第一个,就是分散剂,简单描述下分散剂的原理就是添加的分散剂成分,可以把团聚的颗粒,通过静电斥力、空间位阻或者两者的综合作用来分散开。但是因为渐进效应的存在,团聚颗粒在被分散过几次后,最终会形成团聚和分散的动态平衡。那么在动态平衡之后的颗粒团聚如何解决呢?这里就需要用到第二个解决方案,用滤芯过滤掉团聚的颗粒。

浆料过滤跟一般的过滤不同,主要是因为有如下特殊要求:

第一,需要选择性、分级过滤。一般的滤芯过滤,只要把过滤原液中的颗粒去除得越干净越好,但是浆料的过滤却不一样,它需要去除掉团聚的大颗粒,保留分散的、有用的浆料小颗粒,这就给我们过滤提出了更高的要求,也就是所谓的分级过滤要求。

第二,浆料粘度不同于普通药液或水的粘度。因为各家使用浆料配方不同,这就导致了浆料的粘度不相同,从而对过滤的影响也不同。首先,粘度越高的浆料,在过滤时,压差会增大,从而降低过滤的速率;其次,由于粘度不同,浆料的过滤路径也会不同,粘度大的浆料可能会绕过孔隙,降低过滤的效果。因此,针对浆料的不同粘度特性,需要设计特定的过滤路径。

第三,浆料粒径分布不同,需要定制开发。不同的MLCC厂商,其浆料配方都有各自独到之处,那就导致各个MLCC厂商所用的浆料的粒径分布都是不同的;即便是同一个MLCC厂商,在不同的制程上,陶瓷浆料、内电极金属浆料、外电极金属浆料的粒径分布,也都是不同的。这就要求我们需要使用不同的多层的滤膜结构,对浆料进行分级筛选,去除有害的团聚大颗粒,保留有用的微小颗粒。

既然MLCC浆料过滤有着这些特殊要求,那怎么才能做好MLCC的浆料过滤呢?需要做到如下几个实施要点:

首先,需要在浆料过滤领域拥有丰富的经验,这样才能有满足浆料制备环节所需的熔喷滤芯、卷绕滤芯和折叠滤芯等各种结构的滤芯,也有流延涂布环节所需的终端囊式滤芯。而我们迈博瑞这么多年服务各大客户的经验,我们有满足不同精度要求、不同接口类型以及不同滤膜组合配方的庞大产品库,可以应对MLCC领域各个厂商的不同需求。我们既有梯度孔径、高纳污量的熔喷滤芯,也有分层结构、高效截留的卷绕滤芯,还有渐变孔径、长效寿命的折叠滤芯,以及便捷拆装、高精度的囊式滤芯。

其次,就是基于孔径分析的定制开发能力。前文提到过,各家MLCC厂商所用浆料的粒径分布不同,而我们迈博瑞会使用粒径分析仪器对浆料进行粒径分析,从而针对性开发滤芯结构,可以有效去除有害的大颗粒,保留有用的小颗粒。

再有,浆料过滤所需要的第三个实施要点,就是滤膜滤芯的自主研发生产能力。设计方面,我们迈博瑞就可以对滤膜的微观结构进行分析和优化,也可以对滤芯结构进行优化设计,选取最适合客户需求的设计方案。生产方面,我们迈博瑞既可以进行滤膜的制备,也能进行滤芯的生产组装。只有做到了滤芯全流程的自主研发生产,才是浆料过滤滤芯质量与交期的保证。

 

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