陶瓷電容器是一種重要的被動(dòng)元件，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中的各種電路，如振蕩、耦合以及濾波等。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，陶瓷電容可以分為單層陶瓷電容、片式多層陶瓷電容（MLCC）和引線式多層陶瓷電容。其中，MLCC不僅具有小體積、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高及適于SMT技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，而且是最主要的產(chǎn)品類(lèi)型，占據(jù)陶瓷電容器市場(chǎng)的約93%。近年來(lái)，隨著智能化消費(fèi)電子產(chǎn)品、新能源汽車(chē)、5G以及工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的快速發(fā)展，MLCC的需求也日益增加，迫使企業(yè)們不斷地調(diào)整產(chǎn)品方向，向小型化、高容量和車(chē)用等高端MLCC市場(chǎng)轉(zhuǎn)移。因此，MLCC不斷向著小型化、薄層化、大容量化、高頻化、高可靠以及低成本化等方向發(fā)展。

一、小型化

隨著表面貼裝技術(shù)的發(fā)展及片式元器件在電子信息產(chǎn)業(yè)中的廣泛應(yīng)用，各類(lèi)片式元器件不斷向著小型化方向發(fā)展。而在MLCC領(lǐng)域中，超小體積、超薄的產(chǎn)品已經(jīng)成為電子設(shè)備小型化發(fā)展的關(guān)鍵。小型化陶瓷電容器的尺寸正由0805、0603、0402向0201、01005、008004等更小的尺寸發(fā)展。其中，以0201尺寸為主的小尺寸MLCC應(yīng)用越來(lái)越廣，并逐漸成為電容器產(chǎn)業(yè)的主流產(chǎn)品。

二、大容量化

隨著終端設(shè)備不斷增加的功能，尤其是高性能半導(dǎo)體的出現(xiàn)，導(dǎo)致消耗的電力也不斷增加，因此能夠儲(chǔ)存大量電能的大容量MLCC必不可少。MLCC的容量正比于陶瓷介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)、內(nèi)電極層數(shù)、內(nèi)電極的疊加面積，反比于介質(zhì)陶瓷的厚度，因此，為了使MLCC大容量化，需要開(kāi)發(fā)出高介電常數(shù)的陶瓷介質(zhì)、薄層化的電介質(zhì)、增加電介質(zhì)層層數(shù)以及提高有效面積的效率。

三、高頻、高性能化

從2G到5G，通信技術(shù)不斷向著高頻化發(fā)展，對(duì)MLCC的要求也越來(lái)越高。高頻化要求MLCC具有低的等效直列阻抗值（ESR）和等效直列電感值（ESL）等參數(shù)。ESR主要來(lái)自內(nèi)外電極的電阻及介電體損耗，ESL則是由內(nèi)外電極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，因此降低ESR和ESL可以提高M(jìn)LCC的性能，使其更加適合高頻方面的應(yīng)用。在高頻、高功率下，也要求MLCC發(fā)熱升溫要低，可靠性要高。

小型化、多層化和減小尺寸長(zhǎng)寬比是降低ESL的有效方法。由于多層陶瓷電容是由復(fù)數(shù)層的內(nèi)部電極構(gòu)成的，降低ESR數(shù)值時(shí)需要通過(guò)控制內(nèi)部電極的厚度和層數(shù)。同時(shí)，為了提升MLCC的高頻性能，也需要研制出更高介電常數(shù)、更低ESR和ESL的新材料，例如采用銅、鐵、氧化鋯等材料替代現(xiàn)有內(nèi)電極材料。

四、高可靠性

隨著MLCC的應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)展，對(duì)其可靠性的要求也越來(lái)越高。一般來(lái)說(shuō)，85℃適用于消費(fèi)類(lèi)電子設(shè)備，125℃適用于車(chē)載設(shè)備、安防、通信模塊等，而高溫、高功率的環(huán)境，保證溫度高達(dá)150℃甚至更高。因此，要求MLCC要有很高的可靠性，以確保其在惡劣環(huán)境下仍能正常運(yùn)行。

五、賤金屬化

MLCC由印好電極（內(nèi)電極）的陶瓷介質(zhì)膜片以錯(cuò)位的方式疊合起來(lái)，經(jīng)過(guò)一次性高溫?zé)Y(jié)形成陶瓷芯片，再在芯片的兩端封上金屬層（外電極）而制成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由內(nèi)電極、外電極和陶瓷介質(zhì)三部分組成。一直到1995年，絕大多數(shù)的MLCC都使用鈀-銀合金或純金屬鈀貴金屬內(nèi)電極（PME）。然而，隨著MLCC層數(shù)的增多，內(nèi)電極的面積也不斷增加，而PMEN的生產(chǎn)成本十分昂貴。因此，近年來(lái)，企業(yè)們開(kāi)始考慮采用一些賤金屬（BME）或非貴金屬來(lái)取代鈀，以降低MLCC的成本。經(jīng)過(guò)多年的研究和發(fā)展，BME-MLCCs已經(jīng)成為多層共燒陶瓷電容器的主流產(chǎn)品，全球二類(lèi)陶瓷介質(zhì)MLCC中的99%為BME-MLCCs。

由于賤金屬內(nèi)電極（BME）在氧化性氣氛中會(huì)被氧化而失去作為內(nèi)電極的功能，因此需要在還原性氣氛中燒結(jié)。BME-MLCCs生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵在于鈦酸鋇基介質(zhì)陶瓷與賤金屬內(nèi)電極的共燒。在適當(dāng)?shù)闹圃鞐l件下，BME-MLCCs能夠滿足和PME-MLCCs一樣的高可靠性和性能測(cè)試要求。

綜上所述，陶瓷電容器的發(fā)展方向主要有五個(gè)方面：小型化、大容量化、高頻、高性能化、高可靠性和賤金屬化。隨著各類(lèi)電子設(shè)備的不斷升級(jí)和人工智能的快速發(fā)展，陶瓷電容器的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)需求都將不斷擴(kuò)大。因此，在產(chǎn)品研發(fā)、工藝優(yōu)化、生產(chǎn)管理等方面都需要不斷創(chuàng)新、升級(jí)和改進(jìn)，以滿足用戶的各種需求，成為電子元器件產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。

審核編輯 黃宇