摘要:电子设备向微型化、高性能化发展,MLCC性能升级受传统分散设备制约。本文聚焦高压微射流均质机,其借高压射流、剪切效应实现物料纳米级分散,解决传统设备痛点,覆盖MLCC浆料制备等场景,优化产品性能。未来设备向连续化、高精度升级,为MLCC行业破瓶颈、助电子产业升级,供企业选型参考。
关键词:MLCC;高压微射流均质机;浆料制备;电子元件;性能优化
在电子设备向 “更小、更薄、更高性能” 迈进的浪潮中,作为电子电路核心元件的MLCC(多层陶瓷电容器) 正迎来前所未有的技术挑战。从5G基站、新能源汽车到智能手机,每一台精密设备对MLCC的容量、可靠性、尺寸要求都在不断升级,而这一切的突破,都离不开上游生产环节的 “隐形功臣”——高压微射流均质机。
今天,我们就来深入聊聊这台 “设备背后的设备”,看看它如何通过技术革新,为MLCC行业破解生产难题,助力电子产业高质量发展。
片式多层陶瓷电容器(Multi Layer Ceramic Capactitor,简称MLCC),被广泛应用于通信设备、计算机、汽车电子、家电等领域,是目前所有电子产品中使用数量最多的元器件之一,其特性会直接影响电路乃至整个电子产品的功能,因此对其性能要求也越来越苛刻。[1]
MLCC的生产流程复杂,涵盖浆料制备、流延、叠层、烧结等数十道工序,其中浆料制备是决定最终产品性能的 “第一道关卡”。
MLCC内电极浆料的主要是由金属粉体、无机粉体及有机载体3个部份组成。其中内电极生产所用的粉体材料要求纯度高、粉体颗粒近球形、粒径小及分散性好。良好的分散可以使浆料具有合适的流动性,从而在印刷过程中形成清晰、均匀的图案。[2]
陶瓷浆料是多层陶瓷电容器(MLCC)的基础原料之一,用于形成多层陶瓷电容器的介电层。用于制备超薄介质膜片的陶瓷浆料颗粒是纳米级的,很容易团聚。团聚颗粒严重破坏了浆料的分散效果,恶化 MLCC的电性能。高效分散处理可有效提升陶瓷浆料的均匀性。[3]
金属粉体、无机粉体的粒度需与 MLCC 微型化、高性能需求精准匹配。金属粉体(主流为镍粉)方面,中高端 MLCC(如 0201 尺寸)多采用亚微米级(300~800 nm) 粉体,其比表面积适中(1~5 m²/g),既能通过分散剂实现单分散以保证浆料黏度稳定,又能在共烧温度下致密化,适配 10~20 μm 的精细电极线宽.[4]
无机粉体(以硼硅酸盐玻璃粉为主)需略小于金属粉体,主流为亚微米级(200~600 nm) ,可充分填充金属粉体间隙,熔融后形成均匀过渡层,提升 MLCC 耐压性与抗热震性。
因此,在生产过程中,必须严格控制内电极浆料的分散质量。为得到分散效果最好的印刷浆料,上机印刷前一般会进行慢磨分散,使得分散剂对纳米粉体实现完全的表面覆盖,能均匀包裹粉体,在溶剂中形成较大的保护空间,使粉体在溶液中稳定分散。
无论是陶瓷粉体与粘结剂的混合,还是电极材料的分散,都对浆料的“均匀性、稳定性、细度”有着严苛要求:
若粉体分散不均,会导致流延膜厚度偏差,最终引发MLCC容量一致性差; 若颗粒团聚未被打散,烧结后易产生内部孔隙,直接影响产品耐压性与寿命; 若粘结剂分布不均,会造成叠层时层间结合力不足,增加开裂风险。 传统的搅拌、研磨设备(如球磨机)虽能完成基础分散,但面对如今MLCC向“超多层、超薄介质层”(部分产品介质层厚度已小于1μm)的发展趋势,早已力不从心 —— 不仅分散效率低、易引入杂质,更难以实现纳米级别的均匀分散,成为制约MLCC性能提升的 “瓶颈”。
