干貨：世界頂級(jí)小型化技術(shù)和層壓技術(shù)解析
小易說(shuō)：時(shí)至今日，市場(chǎng)對(duì)智能產(chǎn)品小型化、便攜性、高可用性等方面提出了更高的要求倒逼上游元件供應(yīng)廠商不斷改進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)，在研發(fā)上投入更多的精力和財(cái)力。
“小型化、便攜性、高可用性”這些終端整機(jī)特點(diǎn)的要求映射在上游元件例如MLCC上，其表現(xiàn)就是小型化大容值產(chǎn)品的出現(xiàn)，今天我們就來(lái)看太陽(yáng)誘電MLCC1000uF超高容值產(chǎn)品的研發(fā)歷程。
用一流技術(shù)實(shí)現(xiàn)容值1000uF
太陽(yáng)誘電幾乎以5年10倍的速度推動(dòng)著多層陶瓷電容器的容量擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)了小型、大容量化的目標(biāo)。 2014年9月，在全世界范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)470μF超大容量多層陶瓷電容器的商品化。這些進(jìn)步的背后，是源于世界一流的微細(xì)化技術(shù)和高精度的多層化技術(shù)。片材的單層厚度已經(jīng)從微米級(jí)向亞微米級(jí)進(jìn)化，并應(yīng)用于超高端產(chǎn)品。通過(guò)這一技術(shù)推動(dòng)力量，太陽(yáng)誘電將在2017年實(shí)現(xiàn)1000μF。
MLCC的優(yōu)越性
為何在有電解電容的情況下，多層陶瓷電容仍然有很多應(yīng)用場(chǎng)景呢？因?yàn)榕c解電容相比，多層陶瓷電容器具有低ESR?低ESL（※）的特性。
舉個(gè)例子，假設(shè)多層陶瓷電容器是杯子，電解電容器是針，可知低ESR的多層陶瓷電容器的容器口較大，電荷容易出入；而電解電容器雖然容量大，但由于容器口細(xì)（ESR高）長(zhǎng)（ESL大），是電荷難以出入的結(jié)構(gòu)。
通過(guò)此次大容量化，“實(shí)現(xiàn)與針同等的容量，電荷易于出入的小型杯子出現(xiàn)”，這一全新的電容器概念誕生了。
※ESR：等效串聯(lián)電阻，ESL：等效串聯(lián)電感值
應(yīng)用示例
1．將電解電容器置換為多層陶瓷電容器
下圖表明，多層陶瓷電容器與電解電容器相比，具有低ESR、低ESL的特點(diǎn)。 與電解電容器相比，多層陶瓷電容器發(fā)揮了卓越的低壓大電流化的響應(yīng)性及降噪性能優(yōu)異的效果。此外，多層陶瓷電容器有效利用高可靠性、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，建議將電源電路中的“電解電容器更換為多層陶瓷電容器”，實(shí)現(xiàn)全瓷化。
2．建議對(duì)FPGA電源基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)實(shí)施全瓷化
通常情況下，F(xiàn)PGA·MPU周圍配置的電容器基準(zhǔn)（推薦）中，100μF是多層陶瓷電容器（MLCC），但300μF以上的則是電解電容器。
太陽(yáng)誘電為進(jìn)入這樣的市場(chǎng)，100μF以上的超大容量多層陶瓷電容器與電解電容器相同，均采用E6步驟（100、150、220、330、470、680、1000μF）進(jìn)行開發(fā)。下圖是通過(guò)對(duì)FPGA的基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)（Polymer＋MLCC）實(shí)施全瓷化提出的縮小搭載空間的建議示例。
應(yīng)用示例（用途示例）
太陽(yáng)誘電的多層陶瓷電容器持續(xù)走在業(yè)界最前端，支持電子設(shè)備的成長(zhǎng)和發(fā)展。太陽(yáng)誘電是從電容器的材料鈦酸鋇里開發(fā)和生產(chǎn)，從材料研制到小型大容量產(chǎn)品的研制蒸蒸日上。產(chǎn)品包括超小型產(chǎn)品、大容量產(chǎn)品、低ESL產(chǎn)品、高頻率產(chǎn)品、高電壓用品、多連型的特殊形狀產(chǎn)品等，以廣泛的陣容，滿足客戶的需求。
相關(guān)：開發(fā)小故事
芳賀：我剛進(jìn)入公司時(shí)從事2012規(guī)格10uF多層陶瓷電容器開發(fā)，如果現(xiàn)在是多層陶瓷電容100uF、10uF，那么1005規(guī)格就能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。太陽(yáng)誘電即使在陶瓷行業(yè)也是屈指可數(shù)的實(shí)施從材料開發(fā)到商品化的制造商，以世界一流水平的技術(shù)開發(fā)能力著稱。
多層陶瓷電容器小型大容量化的關(guān)鍵是采用微細(xì)化技術(shù)和多層化技術(shù)，也就是“使用細(xì)小的粉末制作均勻的電介質(zhì)片，正確多層”。大容量化的方向有兩個(gè)。第一個(gè)是“同容量小型化”，第二個(gè)是“同尺寸大容量化”。這兩個(gè)方向都在于實(shí)現(xiàn)電介質(zhì)層薄層化，但是，如果要達(dá)到100μF以上的超大容量，那么通過(guò)增加多層數(shù)解決多層精度和燒制的課題必然成為技術(shù)的關(guān)鍵。
高橋：即使是小型、薄型的智能手機(jī)，伴隨高性化的實(shí)現(xiàn)，也需要搭載數(shù)百個(gè)多層陶瓷電容器。民生市場(chǎng)的電容器小型化大容量化也可以說(shuō)是市場(chǎng)命題。但是，此前產(chǎn)業(yè)機(jī)器的電容器小型化應(yīng)該并沒(méi)有民生市場(chǎng)這樣高的要求。更何況以大容量為傲的電解電容器市場(chǎng)和多數(shù)人至今也這么認(rèn)為。
但是多層陶瓷電容器有很多優(yōu)越的優(yōu)點(diǎn)。“通過(guò)置換電解電容器擴(kuò)大多層陶瓷電容器的需求”是我們的戰(zhàn)略理念？紤]超過(guò)100μF的產(chǎn)品陣容時(shí)，在成本和速度方面，有必要采用E6步驟，而不是E3步驟進(jìn)行開發(fā)。
太陽(yáng)誘電正在引領(lǐng)100μF以上的多層陶瓷電容器的大容量化，并且集全陶瓷行業(yè)之力潛心致力于產(chǎn)品的開發(fā)，在相互切磋，一同鉆研的同時(shí)，還必須要不斷認(rèn)知和構(gòu)筑大容量市場(chǎng)。
文章 / 小易
圖片 / 太陽(yáng)誘電官方授權(quán)
編輯 / 小易
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-01-05
