車用片狀多層陶瓷電容器提供高可靠性和更大容量

車用片狀多層陶瓷電容器提供高可靠性和更大容量

獨石陶瓷電容器對電子設備的小型化、數字化和高頻化做出了貢獻。采用村田制作所的陶瓷工藝技術和獨創(chuàng)材料，可以提供超小型、大容量、低ESR和高頻型電容器，特別是需要高可靠性的汽車用電容器和安全規(guī)格認證型電容器。村田車載專用陶瓷電容器產品線在推進大容量化的同時，對品種進行了切實地擴充，加入了可滿足高端需求的產品，如可承受150℃高溫的產品、小型產品、耐溫度循環(huán)及基片曲翹性能出色的樹脂電極產品等，全面滿足了汽車廠商及車載設備廠商的需求。

村田制作所面向車載用途推出的片狀多層陶瓷電容器的主力產品是能夠滿足汽車可靠性要求的“GCM系列”。該系列產品有以下特點：符合AEC-Q200標準的各項要求；鎳隔板端子賦予了焊料浸出具有很高的電阻，適用于回流焊接和波峰焊接；R7/C7/5C系列的工作溫度范圍: －55到125℃；備有從長寬鬃厚度為0.6×0.3×0.3mm的微型至長寬鬃厚度為3.2×2.5×2.5mm的多種尺寸以供選擇；用紙帶或壓紋帶及卷裝包裝，可進行自動貼裝；為無鉛產品。

電子設備中廣泛使用的電容器包括片狀多層陶瓷電容器、鉭電容器和鋁電解電容器等。陶瓷電容采用高介電常數的電容器陶瓷（鈦酸鋇一氧化鈦）擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質，并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。鉭電容全稱是鉭電解電容，也屬于電解電容的一種，使用金屬鉭做介質，不像普通電解電容那樣使用電解液，鉭電容不需像普通電解電容那樣使用鍍了鋁膜的電容紙燒制，本身幾乎沒有電感，但也限制了它的容量。其特點是壽命長、耐高溫、準確度高、濾高頻改波性能極好，不過容量較小、價格也比鋁電容貴，而且耐電壓及電流能力較弱。由于片狀多層陶瓷電容器的靜電容量比其他種類的電容器小，因此以前用途受限。如果大容量化問題得到順利解決，便可將鉭電容器及鋁電解電容器換成可靠性更高的片狀多層陶瓷電容器。

村田制作所已在原來以鉭電容器為主流的4.7μF～100μF范圍內，實現了片狀多層陶瓷電容器品種的穩(wěn)步增加，在GCM系列中推出了最大靜電容量達到47μF（耐壓6.3V）的品種。在車載設備采用的電容器中，多層陶瓷產品占有的比例未來有望迅速提高。

要想增大片狀多層陶瓷電容器的靜電容量，關鍵在于減薄介電層。片狀多層陶瓷電容器采用由片狀陶瓷形成的介電體多層重疊的結構。層疊的介電體的層數越多，靜電容量就越大。因此，減薄介電體并增加其層數，便可在保持部件尺寸不變的情況下，使靜電容量增大。但是，只減薄介電體，可能會導致耐壓下降等有損可靠性的情況。要想解決這些問題，構成介電體的粒子微細化成都以及電極、介電體的平坦化等技術必不可少。村田制作所憑借從材料到制造設備的一條龍開發(fā)的優(yōu)勢，不斷提供更大容量的電容產品。

此外，村田制作所還推出了使用上述介電體薄層化技術開發(fā)的車載用小型產品。即“0402產品”（1.0×0.5mm）GCM15系列以及“0201產品”（0.6×0.3mm）GCM03系列。隨著一輛汽車的有限空間內配備的電裝設備不斷增加，小型化要求會越來越高，對更小型的0201產品的需求也會逐步擴大。

因為在發(fā)動機及變速箱等車身中溫度特別高的地方直接封裝電子電路的“機電一體化”趨勢不斷增強，車載元器件工作溫度范圍的上限已提高到了了150℃。村田制作所針對這一需求，推出了工作溫度范圍擴大至-55℃～150℃的產品。由于超過150℃就很難用焊錫進行封裝，還推出了可用導電性粘合劑進行封裝的150℃高溫保證產品“GCG系列”。通過將設置于銅電極表面的Ni/Sn層換成Ag/Pd實現了導電性粘合劑的應用。

為了滿足汽車廠商及車載設備廠商希望進一步提高可靠性的要求，村田制作所開發(fā)了外部電極的底層采用導電性樹脂的“GCJ系列”。特點是通過對外部電極的構造下工夫，受到外力時可防止內部介電體發(fā)生龜裂。GCJ系列采用了在外部電極最下層的銅電極上設置樹脂電極，并對其外側進行Ni/Sn鍍層處理的自主構造。另外，還通過優(yōu)化外部電極的形狀等，抑制了受到物理性外力時向內部的介電體施加的應力大小。在受到大應力時，樹脂電極層容易剝落，可防止介電體受到較大應力后發(fā)生龜裂。