本文轉(zhuǎn)載自： Knowles樓氏電容微信公眾號(hào)

多層陶瓷電容器（MLCC）由兩種材料構(gòu)成——陶瓷電介質(zhì)材料和金屬電極材料。疊加的金屬電極層和陶瓷電介質(zhì)層（圖1.）會(huì)產(chǎn)生高電場(chǎng)的電壓，使MLCC能夠調(diào)節(jié)電流，防止元件之間的電磁干擾。多層陶瓷電容器（MLCC）會(huì)用到兩種常見(jiàn)的電極：含鈀銀的貴金屬電極（PME）和含鎳或銅的普通金屬電極（BME）。這兩種電極類(lèi)型各具特性，在行業(yè)應(yīng)用中分別有其適用的領(lǐng)域。

圖1. 多層陶瓷電容器的內(nèi)層剖面

本文我們將探討在作電極材料的選擇時(shí)應(yīng)注意的特性差異，這在高可靠性的應(yīng)用中尤為重要。

傳統(tǒng)的PME MLCC的優(yōu)點(diǎn)

MLCC誕生之初使用的即是鈀銀（PME）電極材料。作為一項(xiàng)具有悠久歷史的成熟技術(shù)，PME可為所有細(xì)分市場(chǎng)提供元件的堅(jiān)固性和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的長(zhǎng)期可靠性。它的電介質(zhì)厚度符合軍事規(guī)范MIL-PRF-55681和MIL-PRF-123，這些規(guī)范為高可靠性的應(yīng)用設(shè)定了嚴(yán)格的最低要求。

PME設(shè)計(jì)在MLCC制造之初就消除了對(duì)可靠性的擔(dān)憂(yōu)。在MLCC的電極和電介質(zhì)材料的燒結(jié)熱過(guò)程中不會(huì)像對(duì)BME MLCC那樣對(duì)PME MLCC產(chǎn)生負(fù)面影響。為了防止BME MLCC在制造的熱過(guò)程中出現(xiàn)氧化，工程師們必須營(yíng)造合適的燒結(jié)大氣環(huán)境，以幫助去除潤(rùn)滑劑，減少表面氧化物，從而保護(hù)MLCC免受氧化。這一方式雖然可以阻止氧化，但同時(shí)也降低了絕緣電阻。

BME MLCC的優(yōu)點(diǎn)

BME是一種以鎳和銅為材料的較新的MLCC電極技術(shù)。與PME MLCC相比，BME MLCC更具成本效益，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值也得到了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)同。全球二類(lèi)陶瓷介質(zhì)MLCC中的99%為BME MLCC。在適當(dāng)?shù)闹圃鞐l件下，BME MLCC能滿(mǎn)足和PME MLCC一樣的高可靠性和性能測(cè)試要求。

BME MLCC具有更均勻的微觀(guān)結(jié)構(gòu)（即晶粒），可以滿(mǎn)足體積效率的要求——結(jié)構(gòu)內(nèi)可疊加更多的電極和電介質(zhì)層，因此，可憑借更小的封裝尺寸提供更高的容值。隨著電子產(chǎn)品體積越來(lái)越小的潮流趨勢(shì)，小尺寸已經(jīng)成為了其主要優(yōu)勢(shì)。

如前所述，BME MLCC的設(shè)計(jì)要求和制造考慮會(huì)帶來(lái)一些可靠性方面的顧慮，但我們也能找到合適的應(yīng)對(duì)之策以防止元件出現(xiàn)性能失效。比方說(shuō)像電介質(zhì)最低厚度這樣的要求，即是基于性能研究而設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。如果BME MLCC滿(mǎn)足了這些標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就能確信規(guī)避元件的突發(fā)失效。謹(jǐn)慎的設(shè)計(jì)部署，如避免過(guò)高的機(jī)械應(yīng)力，也會(huì)降低失效的可能性。

隨著技術(shù)的發(fā)展和更多性能研究的累積，BME MLCC正越來(lái)越多地被高可靠性電子應(yīng)用領(lǐng)域所采納。美國(guó)國(guó)防后勤局（DLA）根據(jù)MIL-PRF-32535為BME MLCC制定了獨(dú)特的軍事規(guī)范；美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）批準(zhǔn)了一組BME MLCC在其航空航天和軍事項(xiàng)目中的應(yīng)用。

PME和BME：兩者都有用武之地

在當(dāng)今的電子行業(yè)領(lǐng)域，我們需要用到這兩種不同的電極技術(shù)。PME MLCC由于其悠久的應(yīng)用歷史和得到佐證的高可靠性會(huì)為應(yīng)用帶來(lái)充分的信心；而B(niǎo)ME MLCC雖然技術(shù)較新，但它的高成本效益和尺寸優(yōu)勢(shì)使其在商業(yè)應(yīng)用中更受青睞。隨著時(shí)間的推移，我們預(yù)計(jì)BME MLCC將被更廣泛地接受，成為高可靠性應(yīng)用的一種選擇。

審核編輯 黃宇