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首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-03 06:16:26

电容:日本处于领先地位,市场份额占比超过50%,同时在车用陶瓷电容、叠层片式固态铝电解电容等部分高端领域具有垄断地位。全球主要MLCC厂商有日本村田、京瓷、丸和、TDK、美国基美、韩国三星电机、台湾地区国巨、华新科、中国大陆的风华高科、三环、火炬电子等。

电阻:规模化的电阻厂商主要分布于中国台湾和日本,其中,日本企业技术拥有较大优势,主攻薄膜化方向;中国台湾的国巨、华新科、厚声等则走规模经济的道路。

电感:由于电感具有定制化程度高的特点,因此市场格局相对分散。2017年全球电感产值占比前三分别为村田(13.78%)、TDK(13.42%)和太阳诱电(13.22%),共占比40.42%。中国台湾奇力新与大陆的顺络电子紧随其后,分别占比7.01%和6.69%。

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元器件的关键在于Know-How,日本企业深得精髓

1.元器件需要好材料好工艺,关键在于Know-How的积累

电容、电阻、电感等元器件产品在原理上并不难,难的是制造过程中的精益求精,需要长时间的Know-How积累才能制造出品质优良的产品。总体上来看,这样的Know-How积累体现在材料、设备、工艺三个环节中。

好材料才有好产品。“好的电子产品需要好的元器件支持,而好的元器件则需要好的材料来支持”,这是日本村田几十年的坚持。材料是制造性能良好的产品的基础,材料的微细度、均匀度、结团特点都会影响到产品的尺寸和性能,所以只有好材料才能生产出好的产品。

以MLCC为例,陶瓷“配方粉”由钛酸钡基础粉和改性添加剂混合而成。

首先,钛酸钡基础粉对MLCC的性能十分重要,其制造需要满足极高的微细度和均匀度的要求。在各类制备方法中,水热法在材料颗粒性质控制及其稳定性、市场竞争力等方面较其他制备方式具备优势,具体表现在:化学组成均匀、颗粒形貌规整、颗粒粒径从几十纳米到几微米可调、大小均一、产品性质稳定,是目前公认的符合MLCC发展要求的钛酸钡粉制备方法。目前只有日本的村田、堺化学等可以大规模使用水热法生产MLCC钛酸钡粉体,其中村田自用,堺化学用于外销。

水热法中的Know-How在于:1)水热体系中影响钛酸钡性质的因素较多,对于钛酸钡物相结构和颗粒性质的调控极其复杂,通常是钛酸钡的一种性质受多个因素和工艺参数的影响,而且一个因素或参数又同时影响多种性质,它们互相关联、甚至互为矛盾,使钛酸钡颗粒性质的控制十分复杂和困难;2)水溶液、尤其碱性溶液在高温高压下腐蚀性强,同时钛酸钡颗粒性质对反应温度均匀性和溶液状态非常敏感,水热反应设备不但要满足反应溶液温度和状态均匀的要求,还要耐腐蚀和磨损。

其次,改性添加剂对MLCC性能同样重要,改性添加剂主要是包括稀土类元素,例如钇、钬、镝等,以保证配方粉的绝缘性;另一部分添加剂,例如镁、锰、钒、铬、钼、钨等,主要用以保证配方粉的温度稳定性和可靠性。这些添加剂必须与钛酸钡粉形成均匀的分布,以控制电介质陶瓷材料在烧结过程中的微观结构及电气特征。

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设备需要企业自身的定制化改造。由于各个厂商对于材料、工艺的理解不尽相同,但设备厂商的设备确实标准化的产品,这就需要各个元器件厂商对设备进行适合自己的改造。

以MLCC为例,MLCC生产流程中的最关键设备是流延机。流延成型的具体工艺过程是将陶瓷粉体与各种添加剂(粘结剂、增塑剂、分散剂等)在溶剂中混合,形成均勾稳定的装料。成型时众料从料槽流至基带之上,通过刮刀与基带的相对运动形成湿带,厚度由刮刀与基带的距离控制。将湿膜片连同基带一起送入供干室,在溶剂蒸发过程中,具有一定强度和柔韧性的素片通过粘结剂的成膜作用将陶瓷颗粒粘结在一起而形成,干燥的素片连同基带一起或从基带上脱离卷轴待用,然后可按所需形状打孔、冲片或切割,最后经过烧结得到成品。

MLCC厂商一般会根据自己掌握的Know-How,来对流延机进行改造,以得到更好的效果。在挤压机部分,厂商会自行改造装置,以便更为精确地调节挤压机的压力,得到更薄的介质;在刮刀环节,使用气刀替代机械刀具,可以达到更好的均匀度,但气刀的位置、风速和真空度也需要得到精确的控制,风量过小会使厚度太大,角度不正确会使薄膜表面产生气泡;在流延辊上发生的冷却环节会影响薄膜的均匀度,所以会把流延辊、冷却辊设计为夹套式,冷却水的交叉流动减少了辊筒表面温差,保证了塑料薄膜冷却均匀。

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工艺的精益求精来自Know-How的积累。在使用了好材料和定制化设备之后,还需要在具体的工艺的不断尝试和积累,才能得到更好的工艺。

以MLCC为例,在多层共烧环节,是将排胶后的产品放入高温烧结炉内,设定曲线进行更高温度的烧结,使生坯烧结成瓷,形成具有一定强度及硬度的瓷体。在这个过程中,不可避免地要解决不同收缩率的陶瓷介质和内电极金属如何在高温烧成后不会分层、开裂,即陶瓷粉料和金属电极共烧问题。共烧技术就是解决这一难题的关键技术,掌握好的共烧技术可以生产出更薄介质(2μm以下)、更高层数(1000层以上)的MLCC。当前日本公司在MLCC烧结专用设备技术方面领先于其它各国,不仅有各式氮气氛窑炉(钟罩炉和隧道炉),而且在设备自动化、精度方面有明显的优势。

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