深圳市宇陽科技發展有限公司 首席技術官 向勇

 

隨著SMT技術的興起，片式多層陶瓷電容器(MLCC)由于能夠極大地提高電路和功能組件的高頻特性，從而受到越來越多的關注。在這一領域，日本仍占據領導地位，而我國MLCC產業在風華、宇陽、三環等企業的帶領下，也呈現出生機勃勃的發展態勢。

 

現代多層陶瓷技術不斷改進
不斷改進的陶瓷技術極大地提高了電路和功能組件的高頻特性。

多層陶瓷電容器(MLC)的起源可以追溯到二戰期間玻璃釉電容器的誕生。由于性能優異的高頻電容器與大功率發射電容器對云母介質的需求巨大，而云母礦產資源稀缺以及戰爭的影響，美國陸軍通信部門資助Dupont公司陶瓷實驗室開展了噴涂玻璃釉介質和絲網印刷銀電極經疊層后共燒，再燒附端電極的獨石化(Monolithic)工藝研究，并獲得多項技術專利。經介質配方改進提高介電常數和降低損耗，玻璃釉電容器已完全可以取代云母電容器。

 

戰后，這種獨石工藝在Vitramon和Sprague公司得到推廣和進一步改進，逐漸演變為今天的兩種典型濕法工藝(Wet Processes)。前者為印刷介質法，Vitramon沿用至今，曾為日本TDK、英國Syfer、美國AVX部分低壓薄層工藝所采用，并進一步在日本Kyocera集團發揚光大到極限水平。后者為Waterfall Technique，Sprague維持規模化生產至上世紀80年代末期，目前還在MRA實驗室保留，并在片式多層電感器(MLCI)領域得到全方位推廣。

在獨石結構的電容器得以推廣的同時，玻璃釉介質也逐漸被性能優異的高頻陶瓷介質所取代。在鐵電陶瓷成功用于單層介質電容器的同時，引入獨石結構更能體現出高比容優勢。正是這兩大類陶瓷介質的引入，逐漸發展成為今天的1、2類獨石瓷介電容器(Monolithic Ceramic Capacitor)，或稱多層陶瓷電容器(Multi-layer Ceramic Capacitor)。在上世紀60年代，將MLC的芯片用作厚薄膜混合集成電路(HIC)的外貼元件，并因其無引線結構而被稱為無感電容，在相當寬的頻段內表現出優良的頻率特性。上世紀70年代，隨著SMT技術的興起，MLC芯片演變為片式多層陶瓷電容器(MLCC)而直接貼裝于PCB板，極大地提高了電路和功能組件的高頻特性。

 

MLCC多次洗牌
經歷了多次洗牌，日系企業仍然占據市場領先地位。

20世紀90年代中后期，日系大型MLCC制造企業全面搶灘中國市場，先后建立北京村田、無錫村田、上海京瓷、東莞太陽誘電、東莞TDK等合資或獨資企業。在這期間，克服了困擾十余年的可靠性缺陷，以賤金屬電極(BME)核心技術為基礎的低成本MLCC開始進入商業實用化。以天津三星電機為代表的韓資企業也開始成為一支新興力量。

 

新舊世紀之交，飛利浦在產業頂峰放棄并出讓被動元件事業部，拉開了中國臺灣島內MLCC業界全面普及BME技術的序幕。國巨、華新、達方、天揚等臺系企業的全面崛起，徹底打破了日系企業在BME制造技術的壟斷，高性價比MLCC為IT與A&V產業的技術升級和低成本化作出了重大貢獻。同時，臺系企業開始將從后至前的各道工序制程不斷向大陸工廠轉移。

 

在2008年國際金融危機影響下，全球MLCC重新“洗牌”。日本村田先后兼并了Rohm和松下MLCC事業部繼續高居首位，而后起之秀韓國三星電機經過近十年突飛猛進發展已超越其他對手居次席，并直逼村田形成兩強爭霸局面。TDK兼并EPCOS，太陽誘電、京瓷/AVX僅能保持第二集團地位，中國臺灣國巨兼并華亞、宸遠，華新兼并匯僑、一等高后在產能規模上也開始挑戰甚至躋身第二集團。

 

中國大陸MLCC技術獲突破
大陸電容器產業現已基本實現了MLCC主流產品本地化供應局面。

在MLCC發展進程中，需特別強調的是我國大陸科技工作者的歷史貢獻。在二戰后，前蘇聯研制出的與美國類似的玻璃釉電容器技術傳入我國大陸，形成了一定的生產規模。為進一步改進性能，擴大產能，20世紀60年代中國大陸產業界開始嘗試用陶瓷介質進行軋膜成型、印刷疊壓工藝制造獨石結構的瓷介電容器。為適應多層共燒工藝要求，采用傳統陶瓷電容器介質材料于1300℃以上高溫燒結需采用Au-Pd-Pt三元貴金屬電極系統，因成本太高，僅能維持極少量軍品需求。以原電子工業部7所、715廠、華南工學院等單位為龍頭的若干單位，先后于1967年和1969年完成了900℃左右低溫燒結的2類和1類獨石瓷介電容器的研制。前者以Smolenskii首先提出的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3為主晶相。后者包括MgO-Bi2O3-Nb2O5和ZnO-Bi2O3-Nb2O5系，以及高介大溫度系數Pb(Mg1/2W1/2)O3系統。上述系統在我國大陸實現工業化生產達20年。

 

20世紀80年代以來，我國大陸引進了干法流延和濕法印刷成膜及相關生產技術，有效地改善了MLC制造工藝水平。在實施國家“863”計劃及其他多項科技攻關過程中，清華大學、西安交通大學、原電子工業部715廠、7所、中科院上海硅酸鹽研究所、肇慶風華電子廠、泉州無線電元件廠等單位繼續努力，全面改進和提高了低溫燒結MLC材料體系的性能指標，使之邁上了一個新臺階。

 

上世紀80年代以前中國大陸電容器產業的片式化率幾乎為零，僅有極少量多層陶瓷電容器(MLC)的半成品芯片以手工方式貼裝于厚薄膜混合集成電路基板。80年代中期，原電子工業部下屬715廠、798廠以及若干省市直屬企業先后從美國引進13條MLC生產線，標志著中國大陸MLC生產核心技術從早期軋膜成型工藝過渡到現代陶瓷介質薄膜流延工藝，在產品小型化和高可靠性方面取得實質突破，并于1987年成立了以引進生產線為組成單位的MLC行業聯合體。

 

上世紀90年代前期，上述企業與后續進入的達利凱、特威、靈通等外資企業相互兼并整合，并且出現了風華集團的脫穎而出。其間，由于三層端電極電鍍工藝的突破，實現了引線式多層陶瓷電容器向完全表面貼裝化的片式多層陶瓷電容器(MLCC)的過渡。

 

依托自主研發與技術創新團隊體系，業界新軍——成立于2001年的宇陽科技發展有限公司在極短時間內完成了超薄流延工藝與BME核心技術的研發與產業化，在MLCC微型化、高可靠、低成本制造技術領域迅速占據國內領先地位。其中，其自主研發的0402 BME微型MLCC于2002年10月通過科技成果鑒定，填補國內空白，屬國內首創。2008年，宇陽科技又研發成功0201超微型MLCC并批量上市，再次填補了國內空白，在亞微米材料與薄膜流延加工技術BME微型MLCC材料體系與產品結構設計、還原性氣氛燒結工藝等關鍵技術開發創新取得重大突破。

 

與此同時，風華、三環等國內傳統大型元器件企業集團也相繼完成BME-MLCC的技術改造和產業化。成為MLCC主流產品本地化制造供應源“三套馬車”，與內地企業兼并改制后保留的軍工及非標特殊品種供應點，共同構成了中國大陸MLCC產業界的新格局。

 

據悉，宇陽將參加2011年11月9-11日在上海新國際會展中心舉辦的第78屆中國電子展，并展出最新產品。參展展位號：W2號館2C065

 

l   時間：2011年11月9日-11日

l   地點：上海新國際博覽中心

l   網址：www.icef.com.cn/fall 

l   主題：信息化推動工業化，電子技術促進產業升級

l   規模：2000家展商、6萬買家

l   同期展覽：2011年亞洲電子展   2011中國LED展•上海   2011（上海）汽車電子與汽車新能源展

 

l   展區設置：

亞洲電子展（AEES），數碼電子產品及3D立體視像展區(W1館)

元器件館：綜合元器件展區、機電元件展區、電路保護與EMC展區(W2館)

設備儀器館：儀器儀表和工具展區、電子設備和工具展區(W3館)

汽車電子館：半導體展區、電源電池展區、變壓器展區，特種元器件館(W4館)

新技術應用館：LED展、健康物聯展區、健康電子展區、平板電腦及行業應用、RFID及傳感器展區(W5館)

l   品牌展商查詢：http://www.icef.com.cn/fall/list_org_drv.php

l   參觀活動：

 

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l   同期論壇：

名稱	主題
2011中國電子元器件市場技術峰會	2012年電子元器件市場趨勢與企業策略
2011第九屆（上海）汽車電子暨汽車新能源高峰論壇 汽車鋰離子動力電池分論壇 汽車電源模塊與電機及其控制技術分論壇 汽車電子芯片和軟件技術分論壇 汽車傳感器與汽車傳感網分論壇 汽車電容器選型分論壇 汽車電子測試技術分論壇	電子與新能源核心技術助力汽車節能減排
2011（上海）中國電子企業綠色制造與認證研討會 電子污染防治英雄會	環保、綠色制造
電容器應用與選型研討會	新能源領域電容器的選型及應用指南
中國健康物聯（上海）高峰論壇	將來的物聯網醫學及健康物聯網——基礎、臨床、預防與產業發展
中國汽車物聯（上海）論壇	汽車傳感網、物聯網與智能汽車、智能交通
2011中國（上海）移動支付與NFC產業峰會	NFC與移動支付技術及應用
2011中國（上海）LED產業健康發展高峰論壇	打造自主創新、協調發展的LED產業鏈
LED采購大會	LED行業應用供需對接
LED系統開發者論壇	LED應用系統開發
第九屆電路保護與電磁兼容技術研討會	面向工業、軍工和高可靠性應用，突出射頻、微波器件對信號處理的影響
第八屆新型節能設計技術研討會	智能電源技術在工業、通訊廣電、汽車與交通、風能太陽能等新能源、智能電網等方面的應用
2011嵌入式技術創新及應用高峰論壇	面向工業應用的嵌入式技術
第八屆中國（國際）3D立體視像論壇	匯聚全球立體視像、虛擬仿真、Web 3D等三大最新3D信息技術，促進中國3D信息技術及應用產業自主創新