MLCC叠层工艺详解：核心技术与工艺要求

MLCC叠层工艺详解：核心技术与工艺要求

MLCC（片式多层陶瓷电容器）是电子设备中使用最广泛的被动元件之一，具有体积小、容量大、频率特性好等特点。其制造工艺中，叠层工艺是最为核心的技术环节之一，直接影响到产品的性能和可靠性。本文将详细介绍MLCC叠层工艺的关键技术和工艺要求。

一、叠层机作用及工作原理

叠层设备的主要功能是完成图案切割剥离、按工艺要求叠层电极图案、电容体生料层压等工序。其工作原理如下：

1. 设备将预先印制好电极图案的薄膜以设定的恒定张力展开
2. 按规定尺寸切割薄膜电极图案
3. 利用特定工作台的真空吸附功能剥离薄膜
4. 通过图像定位系统扫描定位后，将薄膜搬运到预定的叠层工作台
5. 将薄膜叠压在定位好的载板上，按照产品生产工艺要求将图案错位形成两电极
6. 以预设压力叠压至所需层数形成电容体生料
7. 由输送机构将载板连同电容体生料一起送到保护膜覆盖工位
8. 施加更大压力并保持一定时间，使电容体生料组织致密
9. 最后将成品送至收料框收料，完成整个工作循环

图：MLCC层压工艺流程，来源：TDK

二、叠层机工艺要求

为了实现高质量的叠层工艺，设备需要满足以下工艺要求：

1. 采用全自动上下料的卷膜输送系统，具备膜片纠偏、定位、张力控制等功能
2. 具备将陶瓷介质层裁切成方片并与卷膜基材（PET）剥离的功能
3. 配备图形采集与对准功能的机械手，支持Y向（前后）、θ向（旋转）、X向（左右）调整
4. 具备加热加压功能，对每层膜片施加垂直压力完成堆叠
5. 设有专门的收料机械手，将叠层后的巴块取出并放入收料盘

三、叠层对MLCC容量的影响

叠层工艺对MLCC的最终性能有重要影响，主要体现在以下几个方面：

1. 对位精度：叠层设备的对位精度直接影响上下电极的正对面积，精度差会导致容量减小
2. 设计层数：设备计数错误会导致实际叠层层数与设计不符，从而影响容量
3. 叠层巴厚：叠层时的温度和压力会影响巴块厚度，进而影响容量。过高的压力可能导致整体斜移或介质膜片开裂
4. 介质膜片质量：叠层过程中出现的夹膜碎、折角、起皱等问题都会导致介质厚度变化，影响容量

四、结束语

叠层工艺对叠层机的可叠层数和叠层精度要求极高。目前，高端叠层机仍以进口为主，国内企业在堆叠层数上与日韩企业相比仍有差距。随着MLCC向小型化、高频化、高容值方向发展，叠层工艺的挑战也越来越大，特别是在小尺寸高容MLCC的制备上，需要在非常薄的薄膜介质上堆叠数百甚至上千层，这对设备精度和工艺控制提出了极高的要求。

本文内容参考自：
《用于 MLCC 叠层工艺的设备设计与实现》
《片式多层陶瓷电容器生产用叠层设备的研究和开发》