【導(dǎo)讀】對(duì)于常用的多層陶瓷電容，我們很少接觸到它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和制作工藝。那么多層陶瓷電容的內(nèi)部構(gòu)造到底是什么樣的？它的制作又有哪些需要注意的問(wèn)題呢？了解這些 ，有助于我們更加精確的使用多層陶瓷電容。
多層陶瓷電容器的基本結(jié)構(gòu)
電容器用于儲(chǔ)存電荷，其最基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，在2塊電極板中間夾著介電體。
電容器的性能指標(biāo)也取決于能夠儲(chǔ)存電荷的多少。多層陶瓷電容器為了能夠儲(chǔ)存更多的電量，通過(guò)圖1中結(jié)構(gòu)的多重層疊得以實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)圖2可以直觀清新的看到多層陶瓷電容器的基本結(jié)構(gòu)[page]
多層陶瓷電容器的制作方法
備好介電體原料后，將其與各種溶劑等混合并粉碎，形成泥狀焊料。將其做成薄貼片后，再經(jīng)過(guò)如下說(shuō)明的8道工序，就可以制成貼片多層陶瓷電容器。
①介電體板的內(nèi)部電極印刷
對(duì)卷狀介電體板涂敷金屬焊料，以作為內(nèi)部電極。
近年來(lái)，多層陶瓷電容器以Ni內(nèi)部電極為主。所以，將對(duì)介電體板涂敷Ni焊料。
②層疊介電體板
對(duì)介電體板涂敷內(nèi)部電極焊料后，將其層疊。
③沖壓工序
對(duì)層疊板施加壓力，壓合成一體。在此之前的工序?yàn)榱朔乐巩愇锏幕烊耄径紵o(wú)塵作業(yè)。
④切割工序
將層疊的介電體料塊切割成1.0mm×0.5mm或1.6mm×0.8mm等規(guī)定的尺寸。
⑤焙燒工序
用1000度～1300度左右的溫度對(duì)切割后的料片進(jìn)行焙燒。通過(guò)焙燒，陶瓷和內(nèi)部電極將成為一體。
⑥涂敷外部電極、燒制
在完成燒制的片料兩端涂敷金屬焊料，以作為外部電極。如果是Ni內(nèi)部電極，將涂敷Cu焊料，然后用800度左右的溫度進(jìn)行燒結(jié)。
⑦電鍍工序
完成外部電極的燒制后，還要在其表面鍍一層Ni及Sn。一般采用電解電鍍方式，鍍Ni是為了提高信賴性，鍍Sn是為了易于貼裝。貼片電容在這道工序基本完成。
⑧測(cè)量、包裝工序（補(bǔ)充）
確認(rèn)最后完成的貼片電容器是否具備應(yīng)有的電氣特性，進(jìn)行料卷包裝后，即可出貨。
近年來(lái)，隨著多層陶瓷電容器的小型化、大容量化，各道工序也進(jìn)行著種種改良，例如介電體的高度薄層化、提高疊層精度等。[page]
片狀多層陶瓷電容器的封裝方法
隨著以片狀多層陶瓷電容器為首的電子元器件的快速小型化發(fā)展，尺寸也進(jìn)行了如下變化：
size (EIA) 3216(1206)→2012(0805)→1608(0603)→1005(0402)→0603(0201)→0402(01005)*，對(duì)于封裝的難度也在不斷增加。
* size (EIA)
3216(1206)：3.2mm×1.6mm／2012(0805)：2.0.mm×1.2mm／1608(0603)：1.6mm×0.8mm／
1005(0402)：1.0mm×0.5mm／0603(0201)：0.6mm×0.3mm／0402(01005)：0.4mm×0.2mm
如圖7所示，封裝工藝中產(chǎn)生的問(wèn)題主要有元器件位置偏移、翹立，豎立等形式。這種整個(gè)元件呈斜立或直立，如石碑狀，人們形象地稱(chēng)之為"立碑"現(xiàn)象 ( 也有人稱(chēng)之為"曼哈頓"現(xiàn)象 ) 。
圖7 封裝過(guò)程中的問(wèn)題
以下就立碑現(xiàn)象的成因與防止對(duì)策要點(diǎn)進(jìn)行介紹說(shuō)明。如圖8所示，立碑現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于在焊錫時(shí)，作用于元件左右電極的張力不平衡，一側(cè)翹立并旋轉(zhuǎn)而造成的。
圖8 立碑現(xiàn)象的成因
造成張力不平衡的因素有很多，例如：左右的焊盤(pán)尺寸、焊錫厚度 、溫度、貼裝偏移等。如何有效制約上述不平衡因素，是實(shí)現(xiàn)完美封裝的關(guān)鍵所在。在基板設(shè)計(jì)、封裝工藝("印刷"?"貼裝"?"焊接(例：回流焊錫)")過(guò)程中需要注意以下內(nèi)容。
1、基板設(shè)計(jì)
如圖9所示，若片狀元件的左右焊盤(pán)（印刷電路板上銅箔類(lèi)零件貼裝的地方）的尺寸（面積/形狀）不一致，焊接時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致元件左右電極產(chǎn)生的表面張力不平衡，產(chǎn)生立碑現(xiàn)象。按照各元件所推薦的形狀、尺寸標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行左右對(duì)稱(chēng)的設(shè)計(jì)，這一點(diǎn)非常重要。
圖9 左右不對(duì)稱(chēng)的焊盤(pán)
2.印刷
如圖10所示，印刷電路板上的焊膏印刷工藝中，若左右的焊錫量不一致，焊接時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致元件兩個(gè)焊端產(chǎn)生的表面張力不平衡，產(chǎn)生立碑現(xiàn)象。
此外，焊錫較厚時(shí)，作用于電極的張力就會(huì)變大，此時(shí)，盡量減少焊錫量，并使左右焊膏量一致，可以有效的防止立碑現(xiàn)象。
圖10 焊膏印刷
3. 貼裝
一般情況下，使用封裝機(jī)（Mounter）在印刷電路板上貼裝元件時(shí)，對(duì)于元器件位置有一定偏離的情況，在回流焊過(guò)程中，由于熔融焊料表面張力的作用，能夠自動(dòng)校正偏差。
但偏移嚴(yán)重，拉動(dòng)反而會(huì)使元件豎起，產(chǎn)生立碑現(xiàn)象。隨著電子元器件不斷朝著小型化方向發(fā)展，調(diào)整好元件的貼片精度是非常重要的。
4. 回流焊錫
加熱導(dǎo)致焊錫融化，回流爐溫度急劇上升的情況下，由于電路板上封裝元件的大小、密度不同，爐內(nèi)溫度不穩(wěn)定使元件兩端存在溫差。電極間的焊膏融化程度的不同，產(chǎn)生了電極的張力差，發(fā)生立碑現(xiàn)象。如圖11所示，通過(guò)設(shè)置合理的預(yù)熱段，使?fàn)t內(nèi)熱容量穩(wěn)定，可以緩和爐內(nèi)溫度偏差。建議按照推薦的回流溫度曲線進(jìn)行設(shè)置。
圖11 回流溫度曲線
