多层陶瓷电容器 (MLCC) 的组装依赖于双阶段压制策略，以确保零缺陷的结构完整性。首先使用热压机在陶瓷层和电极之间建立初始机械结合，然后使用随后的温等静压机 (WIP) 施加均匀的液压，以完全消除捕获的空气并使结构致密化。
这种两步法解决了空隙形成和层分离的关键挑战。通过结合热机械压制和各向同性水压，制造商实现了完整的界面结合，有效防止了在高温烧结阶段的分层。
第一阶段：热压机的功能
组装的第一阶段侧重于稳定叠层的物理结构。
建立初始粘合
工业级热压机对堆叠的材料施加直接的机械压力。
在特定温度下运行，例如75 °C，此步骤会激活材料中的粘合剂。
粘合核心材料
这里的主要目标是将陶瓷“生坯”与铂电极浆料粘合在一起。
这形成了一个内聚单元，该单元足够稳定，可以进行处理和移动到下一个加工阶段，而不会移位。
第二阶段：温等静压机 (WIP) 的作用
一旦叠层初步粘合，它将经历一个更复杂的压制过程，以确保内部均匀性。
施加各向同性力
与施加定向机械力的方式不同，热压机利用水的各向同性压力。
这从所有方向施加相等的力，使叠层承受高达30 MPa的压力。
排除空气和空隙
WIP 的关键功能是完全排除多层结构中的空气。
通过均匀压缩叠层，它会迫使任何可能膨胀并在烧制过程中损坏电容器的剩余气穴排出。
最终确定层集成
此步骤确保所有层紧密集成，从而在烧制前最大化组件的密度。
为什么组合是不可或缺的
仅使用一种方法会损害最终组件的可靠性。
增强界面结合
热量和各向同性压力的组合显著改善了介电材料和电极之间的界面结合。
这种牢固的结合对于承受后续制造步骤的热应力是必需的。
防止分层
双重工艺的最终目标是防止分层或层分离。
如果层未完美集成，组件很可能在烧结过程中失效，导致良率损失和不可靠的电子产品。
理解工艺权衡
虽然这种双重工艺方法保证了质量，但它引入了必须管理的特定复杂性。
设备和复杂性成本
使用两种不同的压机类型会增加资本设备成本和生产车间要求。
制造商必须维护机械热系统和高压液压系统。
吞吐量与完整性
与单阶段压机相比，此方法需要更多时间，可能成为高速制造中的瓶颈。
然而，这种权衡是值得的，因为跳过 WIP 阶段可能会留下微小的空气空隙，导致灾难性的组件故障。
为您的工艺做出正确选择
为了实现高良率的 MLCC 制造，理解每个步骤的独特目的至关重要。
- 如果您的主要重点是结构稳定性：确保您的热压机参数（特别是围绕 75 °C）得到优化，以将铂浆料固定在生坯上。
- 如果您的主要重点是消除缺陷：优先考虑温等静压机（高达 30 MPa），以确保空气完全排出且密度均匀。
最终，MLCC 的可靠性由其层压质量决定；跳过任何一个压制阶段都会不可避免地损害组件的寿命。
总结表：
| 压制阶段 | 设备类型 | 主要功能 | 关键参数 |
|---|---|---|---|
| 第一阶段 | 热压机 | 机械粘合和初始粘合 | ~75 °C |
| 第二阶段 | 温等静压机 (WIP) | 排除空气和各向同性致密化 | 高达 30 MPa |
| 结果 | 双阶段工艺 | 防止分层并确保高良率 | 统一结构 |
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参考文献
- Da Li, Di Zhou. Global-optimized energy storage performance in multilayer ferroelectric ceramic capacitors. DOI: 10.1038/s41467-024-55491-5
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
