由于电子设备整机和电器、电力设备小型化、轻量化进程的加快，使电子元器件的体积必须向超小、超薄，即向片式化转型。因此，多层片式陶瓷电容器(MLCC)制作技术的出现与发展顺应了现代电子技术的发展，并已成为世界上用量最大、发展最快的片式元器件之一。MLCC是高性能电子整机、电器设备中必不可少的基础元件，广泛用于电视机、录像机、音响、计算机终端设备、通讯设备、节能光源、汽车电子、电器设备、电子系统等领域。MLCC的种类繁多，按适宜的频率区分，可分为低频、高频和微波MLCC；按温度特性区分，可分为温度补偿、温度稳定、高介电常数和半导体MLCC4种类型。制造MLCC的主要材料是陶瓷介质、电极浆料等，电极浆料也是生产陶瓷电子元件(陶瓷电容器、陶瓷电阻器等)的关键和基础材料。随着电子工业的高速发展和技术进步，在对MLCC需求量日益增大的同时，对其品种、结构、形状、尺寸、安全和可靠性等也提出了更高的要求。
01MLCC的结构及电极制备
MLCC是由多个单层电容以叠层方式连接而成，它由内电极、介质材料、端电极组成，结构如图1所示。
其介质薄膜的主要制作方法有丝网印刷、Soufill膜、流延法。MLCC的生产工艺流程：浆料配制一陶瓷薄膜流延一内电极薄膜图案丝印一图案切割剥离按工艺要求叠层电极图案电容体层压一电容体切割一电容体烧结一端电极一烧结电极一电镀、测试试分选编号一成品。内电极和陶瓷介质相互交替平行叠加构成MLCC的主体部分，端电极一般是三层结构，最内层是导电相粉体，起连接并引出内电极的作用，中问是阻挡层，防止导电相在焊接时被熔融的焊锡腐蚀，最外层是焊接层，保证MLCC有良好的焊接性能，端电极金属层经过三层电极电镀，就形成了完整的片式多层陶瓷电容器。
MLCC内、外(端)电极浆料的主要成分是由金属粉体、玻璃相及有机载体3个部份组成。内、外(端)电极生产所用的粉体材料要求纯度高、粉体颗粒近球形、粒径小及分散性好等特性。金属粉料在浆料中含量很高，它是决定电极性能的主要因素，经高温烧结形成金属网络结构，实现导电功能。玻璃相的主要作用是将金属导电网络固定在陶瓷基片上，玻璃相又称粘结相，其含量一般较低，在电极烧结温度下，流变性很好的玻璃能流过金属导电网络的细小空隙，使金属导电网络牢固地附着在基片上。同时，玻璃相还具有调整性能的作用。有机载体不参加组膜，是生产工艺要求的临时性的粘物。有机载体是有机溶剂的聚合物溶液，是功能相和粘结相微粒的运载体，作用是控制浆料的流变特性，调节浆料的粘稠度，使导电相、玻璃相分散成具有流体特性的浆料，以便于转印到基板上，形成所需图形。
02电极浆料的组成与功能
电极是通过电极浆料印刷、固化而成，通常要求浆料具备合适的粘度、触变性和流平性，保证在涂敷过程中不流挂，堆积部份在烘干前迅速流平。要求烧成的膜光滑致密、无鳞纹、无针孔，有良好的导电性，附着力强。此外，要求端电极能较好地引出内电极，并具备优良的可焊性和耐焊性。
02.1导电相
要求制作导电相的金属粉体粒度细小、颗粒圆整、分布均匀及具有一定的比表面积等特点。细小的金属粉体颗粒具有良好的烧结性能，可以降低烧结温度，提高烧结膜的致密性。球形颗粒的填密性能好，有较高的机械强度，并能使烧结膜结构更致密。粉体在制成浆料之前一般需在℃进行2h的干燥处理，以免因水分包覆粉体而导致粉体产生软团聚现象，可保证导电粉体与粘结相之间有较的润、湿眭和均匀性。
电极浆料中广泛使用的导电相是贵金属Au，Ag、Pd纯金属或其合金粉末，以及其它金属Ni，cu等。
02.1.1Au电极
Au的主要优点是具有良好的稳定性和导电性，是高稳定贵金属材料中导电性能最好的导体，它的方阻为0.～0.03mQ／口。其主要缺点是作为端电极难以与焊料正常结合，焊接时易溶于锡焊料，与锡会生成典型的脆性金属间化合物，使结合强度严重恶化，与电阻端头会发生不良反应。另外，价格昂贵。
02.1.2Ag电极
Ag是导电性能最好的金属材料，电阻率低，氧化速度慢，而且银的氧化物也具有导电性。使用银作为导电浆料主要有两个问题，一是价格偏贵；二是银的迁移现象带来的弊端。银的迁移使电子产品小型化困难，由于引线间隔的限制，引线密度难以提高。此外，虽然Ag电极的可焊性能优良，但其耐焊性较差。
02.1.3Ag—Pd电极
在Ag中加入一定量的Pd，制备的Ag～P(1导体浆料可有效地抑制Ag的迁移。在Ag～Pd浆料中，A的扩散速度仅为纯的几分之一，甚至低一个数量级。传统的内电极材料一般选用Pd30Ag70合金，烧结温度在cC左右。Pd30Ag70材料的化学性能稳定，并能在空气中烧成，其烧结温度对介质陶瓷的烧结要求不苛刻，但由于价格相对昂贵，目前除了在军事或其它尖端领域，Pd30Ag70正被其它低成本的贱金属电极材料所取代。
02.1.4Cu电极
铜具有电阻率小，与基片附着力强，可焊性比金更为优良的高频特性和导电性，而且也没有银离子迁移的缺陷，还具有价格低廉等优点。相比之下Cu的化学性质比较活泼，在空气中，比表面积大的粉状铜极易被氧化，表面会形成CuO和CuO的薄膜，使其导电性迅速下降，甚至不导电。为了充分发挥银的各种性能优势，在铜粉表面包覆一层银，使之成为电极浆料和抗电磁干扰的电磁屏蔽涂料的复合导电功能相，这种材料具有极高的性比，可达到节约贵金属，保护环境的目的。
02.1.4Ni电极
镍电极成本低，仅为Pd30Ag70电极的5％左右，经济效益可观；镍原子或原子团的电迁移速度比Ag或Pd—Ag小，因而具有良好的电化学稳定性，可以提高MLCC的可靠性：镍电极对焊料的耐腐蚀性和耐热性好，工艺稳定性好；镍电极的电导率优于Pd—Ag系电极，可以降低MLCC的等效串联电阻，提高阻抗频率特性，而且可以改善内外电极的附着性、对焊料的耐热性，良好的阻抗特性及化学稳定性，因此使用M是提高MLCC的性价比的有力措施，并已成为目前MLCC技术进步的最有代表性的发展趋势。但由于M金属与陶瓷在高温空气中进行烧结时，Ni电极将被氧化进而扩散到陶瓷介质中，所以Ni作为内电极在MLCC的烧结过程中必须采用还原性气氛。但是常规BaTiO陶瓷介质在还原性气氛中烧结时易产生高温失氧而变成半导体，丧失绝缘性能。
02.2玻璃相(粘结相)
玻璃相通常由玻璃、氧化物晶体或二者的混合物组合而成，其主要作用是使固化膜层与基体牢固结合起来，大致可分为玻璃型、无玻璃型、混合物型3类。玻璃相的选择对成膜的机械性能和电性能有一定的影响。
玻璃型粘结相主要作用是改善电极烧渗工艺，增强电极与瓷体的附着强度，防止金属氧化，提高抗腐蚀性。当有机溶剂挥发完时，它能提供金属颗粒和瓷体浸润的玻璃相，增强金属颗粒和瓷体表面的接触，同时提高金属导电层的附着性和致密性。
但是，由于它形成的玻化层自身的绝缘性而影响了电极的电导率，所以玻璃粉的含量必须适当。根据氧化物在玻璃相中的主要作用，可大致分为3类：第1类为构成玻璃基本骨架的氧化物，如SiO，B20等，它们能单独形成机械性能和电性能优良的玻璃相；第2类是调节玻璃的物理、化学性能的氧化物，如A1，0，PbO，BaO，ZnO等，可改善玻璃相的热膨胀系数、机械强度、热稳定性和化学稳定性等；第3类用于改进玻璃相性能的氧化物，如PbO，BaO等，它们能降低玻璃的熔炼温度，同时还保证了玻璃相的电性能和化学性能。
无玻璃型粘结相主要是通过氧化物与基片起化学反应形成并结合，这种粘结相一般为铜的氧化物，如CuO或Cu20，有时加入一些cd，形成Cu—cd铝酸盐，使反应温度降低。
混合物型粘结相就是将上述玻璃型与无玻璃型两种相混合，发挥其各自的优点。
02.3有机载体
有机载体由有机溶剂、增稠剂、触变剂、表面活性剂以及流延性控制剂组成，使其具有合适的流动性、触变性、绝缘性等。最简单的载体也应包括有机溶剂和增稠剂两种成分。有机载体的功用是粘结和悬浮浆料中的金属粉和玻璃粉，调整浆料的粘度、流性、触变性等工艺性能，在烧结过程中有机载体将全部挥发和燃烧掉。
一般，要求浆料有良好的触变性，即浆料在外力(剪切应力)作用下粘度下降，外力作用消失后粘度复原，这样有助于浸入后，电极能丰满，并保持一定厚度，边缘界面清晰，不流淌。同时，该特性也有助于浆料放置过程中不会发生金属微粒沉降，
防止聚团。因此，有机载体的选择必须满足以下要求：
①对陶瓷基体和金属微粒具有良好的浸润性，保证金属微粒在有机粘合剂中得到良好的分散并在陶瓷基体上形成连续的金属覆盖层；
②溶剂在常温下不易挥发，因为若在浸涂过程中溶剂大量挥发，必使浆料的粘度增大，耗银量增大，严重时端电极表面出现针孔、尖头等缺陷，这是保证稳定生产的关键；
③有机粘合剂的粘度适中，制成的浆料具有良好的流平性和触变性，浸涂后，界面平直，不流挂，无尖头；
④浆料干燥后，对陶瓷基体有良好的附着性能，保证在多次通过硅橡胶孑L板时，不易磨损脱落；
⑤烧渗时树Fi台ll旨完全分解，挥发，不留灰分。保证电极的连续性和端头良好的可焊性。
03电极浆料研究及应用的发展趋势
根据科技发展的需求，MLCC的技术进步主要向着几个方面努力：元器件小型化；更适用于高频电路；具有高可靠性、高性能；高的热稳定性；低的制造成本；广泛应用于中高压元器件和超薄瓷介质膜。
03.1MLCC小型化
实现片式多层陶瓷电容器的重要途径是采用超薄的介质陶瓷膜片。其尺寸已由、发展为和，进而向(0．5mmx0．25mm)与(0．25mmx0．ram)迈进。片式电容的电容量与介质层厚度成反比，与电容层数呈正比。在制造相同容量的片式多层陶瓷电容器时，若将介质层厚度减少一半，电容层数必须同步缩减一半方可，从而可使器件体积在理论上缩小到原来的四分之一。目前，在低频范围使用的温度稳定型X7R型片式多层陶瓷电容器，其介质层厚度已由原来的20／xm以上缩减，5／xm，目前正朝3，1txm发展。
03.2MLCC多层化
实现MLCC多层化即大容量化，就必须开发出高介电常数的陶瓷介质，使介质层厚度越来越薄，叠层数越来越多。目前，日本大公司开发的MLCC工艺设备，在自动化大批量生产状况下，可实现介质层厚度达到4m、层数超过层以上MLCC的稳定生产；另外在实验室条件下，日本村田公司已研发出介质层厚度1m、层数多达层的超微、超大容量的片式MLCC。随着生产技术的不断发展和进步，MLCC还会向更多层数、更薄的介质层厚度方向发展。
03.3高频、高性能化
现在电子移动设备、彩电、录像机等对片式电容器的高频特性有较高的要求，需要使用高频特性良好的片式电容器。将MLCC直接贴装与印刷在电路板上，可极大地提高电路和功能组件的高频特性。因此，MLCC作为重要的片式元件也正朝着高频、高性能化的方向发展。例如，日本松下公司对超低电容量值的新一代高频MLCC进行了研究开发；美国Vishay推出的cer-F系列MLCC的高频特性，可以与薄膜电容器相媲美，在高频段某些应用中可以替代薄膜电容器。
03.4以贱金属替代MLCC贵金属电极
随着技术的发展和竞争的加剧，MLCC使用贱金属电极对降低生产成本来说是一种非常有效的措施，并在世界范围内被接受。贱金属粉末表面常覆盖氧化膜，几乎不导电，尤其在大气条件下经高温灼烧后，氧化更为严重，从而限制了贱金属在电子浆料领域内的应用。国内外在这方面进行了大量的工作，目前国内在烧结cu浆、烧结Ni浆等的制造技术方面取得了一定进展。某些贱金属材料在一些领域内具有比贵金属更为优异的性能，如电阻低，可焊性好，无离子迁移和价格便宜等。世界产业正由贵金属电极向贱金属电极进行技术产品的换代。
03.5MLCC的无铅化
根据欧盟颁布的WEEE和RoHS指令，明确提出于年7月1日起限制或禁止在家用电器中使用Pb及其它几种有毒有害物质。MLCC端电极的连接材料(焊料)中常含有铅，因此，对电子材料及封装技术的环境无铅化要求势在必行。这主要有两个方面，一方面是开发不含铅和其它有害物质的陶瓷介质材料，另一方面是使用无铅焊料。国内外已有的研究成果表明，最有可能替代Sn-Pb焊料的合金是锡基合金，主要以锡为主，添加，zn，Cu，sb，Bi，In等金属元素，目前已进入实际应用阶段。
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