关键词：电容 MLCC 端电极 银浆 三辊机 分散 烧结
片式多层陶瓷电容器（MLCC）
多层陶瓷电容器 (Multi-layer Ceramic Capacitor 简称MLCC)是电子整机中主要的被动贴片元件之一，它诞生于上世纪60年代，最先由美国公司研制成功，后来在日本公司(如村田Murata、TDK、太阳诱电等)迅速发展及产业化，至今依然在全球MLCC领域保持优势，主要表现为生产出MLCC具有高可靠、高精度、高集成、高频率、智能化、低功耗、大容量、小型化和低成本等特点。
多层陶瓷电容器（MLCC）以其体积小、成本低、单位体积电容量大、工作温度高、结构紧凑、内部电感低、绝缘电阻高及漏电流小、介质损耗低和频率特性好等多种优点在各领域电子设备中得到广泛的应用。被誉为“电子工业大米”，是目前用量较大、发展较快的片式元器件之一。根据中国电子元件行业协会数据，我国MLCC市场规模从2016年的257.2亿元增长到2019年的438.2亿元，复合增长率达到19.4%，2021年中国MLCC市场规模约达483.5亿元。
MLCC是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层(外电极) ， 从而形成-个类似独石的结构体，故也叫独石电容器。
制作工艺
MLCC的端电极结构是在已烧结的陶瓷坯体用Ag层端封，再依次镀上Ni层与Sn或Sn／pd。端电极用银浆由有机载体、玻璃料和银粉等组成，经封端、烘干和烧端形成MLCC的端电极。
银电极浆料处理不当，浆料分散不均匀，颗粒细度不达标，会造成银层表面粗糙，平整度和光亮度不高，出现气泡和针孔等问题，电镀后镀层耐焊接热、可焊性和附着力下降，老化通不过，元件电性能下降。
在MLCC作为电子行业中主要的无源元器件。由于其多层的特殊结构直接影响该元器件性能，故如何改善其端电极性能是直接制约产品质量的因素。本文提出了通过使用TRILOS三辊机来对端电极原料银浆进行高效分散的方式，最终提升优化了银浆的分散效果，从而达到改善产品品质及稳定性的目的。
解决方案：TRILOS TR80A 三辊研磨机
三辊机为中高粘度浆料研磨分散有效的过程处理设备。特别是针对浆料中含有各类树脂类溶剂、金属颗粒、有机物颗粒、分体类填料的分散研磨有着其它设备难以取代的最终效果。TR80A型三辊机理论最小加工精度可以达到1μm，这个数值主要取决于物料本身的分散特性以及初始颗粒细度的大小值。
TRILOS TR80A型三辊机采用触摸屏控制，辊筒间隙通过4个步进电机与PLC控制单元独立调整（如下图），响应及反馈控制速度快，误差小，实际间隙值会同步显示在触摸屏上，整机的稳定性高，有利于客户的工艺确定。
具体案例
物料：陶瓷电容银浆（某国有MLCC企业）
原始颗粒细度：3μm 初始细度：＜25μm
加工设备： TRILOS TR80A电子控制型三辊机 氧化锆辊筒+合金钢刮刀
粘度：17KCPS（厂家提供）
最终细度要求：7μm以下
分散研磨工艺如下：（间隙模式）
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银浆 净重：50g 开始时间：2:00 PM |
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遍数 |
间隙1/μm |
间隙2/μm |
转速（r/min） |
刀板压力 |
结果 |
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1 |
100 |
60 |
100 |
45 |
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2 |
60 |
40 |
100 |
45 |
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|
3 |
40 |
20 |
100 |
45 |
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4 |
20 |
15 |
100 |
45 |
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5 |
15 |
10 |
100 |
45 |
细度：90% 8μm |
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6 |
12 |
8 |
100 |
45 |
细度：90% 3.5μm |
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收料后： |
细度：90% 3.5μm |
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损耗/g |
4 |
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总结： |
细度合格，损耗小，轧制效果理想 |
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经由刮板细度计检测，5个步骤后细度达到8μm，接近要求的7μm。在此基础上，进行第6遍参数研磨分散，最终达到的细度为3～4μm，接近银浆初始颗粒细度3μm，有效的提高了整体浆料分散的细度以及均匀性，提升的产品的品质。细度如下图：
研磨分散后的银浆进行处理后，通过电镜显微形貌观察，银层表面电镀效果良好，表现为银层表面连续、均匀和致密，没有明显的间隙和厚薄现象，无针孔、起皮、起泡和剥落等缺陷。通过检测电镀后端电极的附着力、可耐焊性、可靠性及电性能等，其结果完全能够满足生产要求。
客户通过TRILOS TR80A三辊研磨机解决了客户浆料分散不均匀，颗粒细度不达标等问题。同时其便捷可视化的操作也为该公司研发人员制定研磨工艺参数提供了帮助，将各数据指标量化，从而实现大规模、标准化工艺生产。彻底解决了前期依靠老员工调整设备，研磨分散不稳定，浆料损耗严重、耗时长等问题。研磨分散后的银浆经该公司MLCC的生产线试用，各项工艺性能指标皆为良好，产品制程品质也比较稳定。
TRILOS三辊机优点：
① TRILOS三辊机采用一次循环，有可能完全实现物质的均质化与分散，减少颗粒尺寸，打破团聚粒子。其结果是均质化的浆料，可为物料的进一步加工打下基础。
② 可用触摸屏实现每个辊间距离调节，确保辊子平行度。弹性张紧的刮刀插口
确保刮刀恒压，在操作过程中不需要重新调节。
③ 不同材质的辊子都可以使用，辊子及刮刀材质的选择-从不锈钢到氧化铝，碳化硅
及氧化锆-满足各种不同需要。
④ 三辊机上的安全装置确保操作人员的大安全，机器可简易而及其快速的清洗。
= 5 \* GB3 ⑤ TRILOS在行业内首创的物联网、智能化三辊机解决方案，解决了客户在使用中遇到的数据无法量化分析，数据丢失，设备互相独立，无法联网进行管理和控制等等方面的问题。让客户可以对设备进行数据分析，对员工进行权限分配和管理，设备运行过程保持全程记录和备份，利于加工过程参数的研究和设计开发。此外，智能物联平台还可以接入混料机、三辊机、上料机、均质机等设备平台，同时可以接入在线粘度计、在线近红外、在线粒度仪等仪器进行过程监控。
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