电容器行业MLCC简析及技术略谈Word文档格式.docx

1、最大静电容量0.47F?这一成绩。为了实现设备和模块的小型化，太阳诱电进一步开发小型轻薄、大容量的多层陶瓷电容器，预定于2010年3月进一步扩充0.600.30mm2.001.25mm规格的多层陶瓷电容大容量产品的产品线。由此，不同规格的多层陶瓷电容器的最大静电容量值都成为业内的最大容量值。0.600.300.30mm的最大静电容量值为1F，1.000.500.50mm的最大静电容量值为10F，1.600.800.80mm的最大静电容量值为22F，2.001.251.25mm的最大静电容量值则达到了100F。今后，太阳诱电将继续致力于相关技术的研究开发，为了满足IC的高性能化所带来的用于电源电

2、路去耦电容产品的小体积、大容量需求而不断扩充产品线。-摘自 中国元器件产业网高电容值之积层陶瓷电容（multi-layerceramiccapacitor,MLCC）本月严重缺货，业界对下月供不应求状况是否会缓解的预测有不同看法。 日本某些MLCC制造商表示，虽然高电容MLCC于九月份大大供不应求，但随着厂商加大新设备的产出，供应短缺的状况在十月将得到缓解。但是，另外亦有其它日本厂商指出，扩大技术要求严苛的高电容MLCC的产能并非易事，并预测供不应求的状况将至少持续到年底，且供求缺口达到30%。台湾被动组件厂商认为，供应短缺将至少延续至11月，特别是特殊规格的产品。今年第二季度，X5RMLCC

3、的交货期为5-6周，但在第三季度，交货期将延续至8-10周。-摘自 电子市场与2002年供应商们之间的市场份额对比相比，无源元件的全球市场分配形势发生了引人注目的变化。这一变化标志着供应商之间开始出现明显的市场划分：一部分成为解决方案的提供者，面向那些着重于价格/性能的市场部分；另一部分将会着重竞争增值产品和应用专用产品所对应的那部分市场。 高价格/性能陶瓷电容市场 对着高价格/性能的陶瓷电容市场而言，一般由那些规模巨大而更具经济性的制造商占据，他们能够大幅度降低成本，有时降价幅度要以1/4美元为单位来计算。营业毛利相当微薄（少于10），不过这些利润还取决于元器件的批量。市场的这一部分占到全球

4、陶瓷电容营业收入的约80，其主要特点在于大量生产符合EIA标准的器件，范围从0402外形到1206外形器件，而重点越来越转向0402和0603两种外形的器件。这一市场分类中存在大规模的合并压力，对于有九家生产MLCC的公司的台湾地区而言更是如此。Walsin刚在这方面迈出了第一步，斥资购买了Pan Overseas公司的股权。在这一市场更大的部分，人们都赞同一个看法：MLCC的制造巨头们（Murata，Samsung，Yageo和Walsin）将会占据越来越大的价格/性能市场，当然除非东方和西方的一些更小的公司能联手或合并，使得最终形成的公司在规模和效益水平能够和制造巨头们相比拼。 大电容市场

5、部分 陶瓷电容的这一部分市场，是20002002年间大量值电容方面的领先厂商在全球陶瓷电容市场赢取最大市场份额的领域。大量值陶瓷电容市场部分一般是指那些电容值在1mF到100mF的电容对应的市场，其中10mF到100mF的电容对应的价格和利润最高。自然，这块市场上的收益帮助TDK和Taiyo Yuden两家公司在2002年占据了极大的市场份额。 在这块市场上，厂商们的典型做法是，在研发方面迅速投入资金，以力图开发出量值越来越高的电容产品。在这方面的技术发展路线规划（roadmap）提出，在1218个月或更短的时间内，采用2220外形的220mF陶瓷电容将会出现。其他研发努力则放在如何让尺寸越来

6、越小的电容具有更高的电容值上。无论如何应该指出的是，全球MLCC市场的大量值电容部分已经被各家面向着重价格/性能的电容市场的厂商视为自己的主要争夺对象。例如，Samsung现在收入的25是从大电容市场上获取的，而且认为日本的供应商们在技术上要领先一年的时间。大电容市场最终要解决的一个问题是：随着现有的制造方法接近其极限，提高电容量值的步伐将会放慢，而领先的日本厂商与亚洲其他地区以及欧洲的竞争者之间的差距将会缩小。举例来说，在大电容市场上，供应商数量的扩大将使得价格和利润空间随时间的推移而下降。不管怎样，就目前情况来说，提供大量值陶瓷电容的公司们显然于2002年通过横向转移和侵蚀基于其他电介质的

7、产品所占市场（重点是钽电容）而占据了巨大的市场份额。 增值产品的市场部分 对于那些位于日本和西方的、有足够大规模（可以生产350亿只产品或更少）的各家陶瓷电容公司，无源器件产业面临的30个月的低迷时期给它们带来了重重困难。于是，许多公司已经决定重新改造设在高成本地区（即美国、澳大利亚、日本和以色列）的现有机构，集中精力于那些面向解决方案的元件研发以及生产，这些元件可以帮助多个行业中的先进产品实现增值。这些增值元件包括外形极小的0201元件（它们在数字摄像机、手机和LTCC、FR4模块等方面应用广泛）、多片式电容阵列、薄膜设计、低电感片式元件、极低ESR陶瓷片式器件、高频0402元件，此外自然还

8、包括用于汽车发动机箱内的电容器，它们的设计保证了耐高温、抗腐蚀和高频振动等增值特质。继续准备争夺这一市场的公司包括：Vishay-Vitramon （2002年它通过专注于这市场的争夺而提高了所占份额）, AVX Corporation, Murata, TDK Corporation和Maruwa KCK。 专属应用电容 陶瓷电容市场是最专门化的，一般是指那些用于耐受的电压在500VDC以上的电容和使用频率在1GHz以上的电容产品。这部分市场的批量最小，但经营毛利润最高，平均为45。要进入这块市场，需要厂商能对测试设备投入大笔资金，而且充分了解高压或高频电容陶瓷的制造技术（这可不简单）。 面

9、向这一市场的产品一般都具有增值特质，还需针对外部的不利影响进行强化，这也使它们必然采用专门的设计。这些器件的典型应用包括高压tipandring保护、海底电缆、医疗植入和共振成像、脉冲焊接、电气运输、RF半导体制造设备、国防通信、导弹系统和通用航空电子。以往在这一市场中展开竞争的公司有ATC， Murata，AVX, Dover Technologies， Temex，Johanson等多家厂商。2002年这一市场上的各家公司保持了各自的市场份额，并没有和增值或价格/性能市场上的那些公司一起经历低迷的痛苦。实际上，那些向医疗行业销售了大量产品的公司在2002年提高了自己所占份额。 未来展望 P

10、aumanok预计在未来5年中，那些继续获得成功的公司将把在上述市场分类的销售结合起来。当然，Murata, Taiyo Yuden 和TDK正在努力利用这一策略所带来的优势。其他公司将会缩小，而且失去全球范围内的份额。但也有一些公司会加强其先进研发计划，为那些没有而且将不会把集中的生产基地从高成本地区撤走的最终用户服务（因为质量的重要性超过成本和价格），提供新颖的、高附加值的和应用专用产品。把注意力集中在增值产品和应用专用电容上，可以让较小的公司获得更大的利润空间，而且在无源元件行业中表现明显的五年循环中运作更加稳健。台湾的Walsin Technology公司将与Pan Overseas

11、Electronic公司结盟，形成台湾最大的无源器件供应商。 Walsin表示，将在第二季度通过购买股权的方式取得台北Pan Overseas的22%所有权。按Pan Overseas在台湾股票交易所的收盘价计划，上述收购金额约为2,300万美元。Walsin的主要客户包括英特尔和索尼。 两家公司希望通过结盟来降低成本。两家公司产能加起来将超过每月62亿个MLCC（多层陶瓷电容），高于台湾Yageo公司的60亿个。 新闻来源：国际电子商情随着陶瓷电容器应用领域的不断扩展，国际市场对片式多层陶瓷电容器的需求以年均15%-20%的速度增长，国内年产量已超过410亿只，出口比重超过95%。据中国电子

12、元件行业协会统计，2000年，电子工业系统内企业生产陶瓷电容器943.3亿只，同比增长60.3%，全行业产量约1187.3亿只。陶瓷电容器的高速发展，带动着电容器行业呈持续高速发展态势。片式陶瓷电容器是近年来扩张速度最快的电子元件之一，我国片式陶瓷电容器产量由1995年的24.6亿只，发展到2000年的840多亿只，年均增长速度大于100%。 国内主要生产企业，如天津三星机电、广东风华高科和北京村田，2000年片式陶瓷电容器产量都超过100亿只。 -摘自 电子市场电容器是使用最广，用量最大，且不可取代的电子元件，其产量约占电子元件的40，而铝电解电容器又占三大类电容器（电解电容器、陶瓷电容器、

13、有机薄膜电容器）产量的36.8。电解电容器是10年来我国发展速度最快的元件之一，目前，国内电解电容器的年生产总量接近250亿只，年平均增长率高达28，占全球电解电容器产量的1/3。在发展过程中，铝电解电容器也有来自集成电路、整机电路的改进和在高压、高频、长寿命、小容量应用领域中其它电容器（如多层独石陶瓷电容器、金属化薄膜电容器、钽电解电容器等）的相互渗透。铝电解电容器自身也在不断改进、完善和创新。尤其是随着科学技术的发展，社会需求的提高，环境的改善，新型整机的诞生，使小型化、片式化和中高压大容量铝电解电容器的应用领域不断拓宽，需求量越来越大。因此，铝电解电容器不仅不会萎缩，而且还具有更强的生命

14、力和更广阔的发展空间，会有更快的增长速度。1 铝电解电容器的结构与性能特点 铝电解电容器是由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸卷绕后，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成的。其性能特点如下所述。1.1 单位体积电容量非常大 电容器的电容量C=0rS/d， 其中，0是真空电容率（常数），r是介质材料的相对介电常数，S是电极的有效面积，d是介质材料的厚度。对于铝电解电容器，r=810。阳极铝箔和阴极铝箔可以通过腐蚀使其表面积增加几十倍到几百倍。d=Vf,1.4nm/V，Vf=10V600V，则d约为0.014m0.9m，比其它电容器小几倍到几百倍。因而，电解电容

15、器的单位体积电容量比其它电容器大几倍到几十倍。1.2 额定容量非常大 由于电解电容器采用卷绕结构，很容易扩大体积，因此，可以很容易地做到几万微法甚至几十万微法的额定电容量。1.3 具有自愈作用 由于电容器内部有电解液，因此，在工作中，电容器阳极铝箔上的电介质一旦发生局部性破坏，电解液中的O2或OH或酸根离子在电场力的作用下迅速到达破坏位置，将破坏位置堵塞住，并将破坏的氧化膜修复，使电容器恢复正常状态。1.4 工作电场强度高 由于阳极氧化膜在形成过程中每伏特生长大约1.4nm，即阳极氧化膜生长时的电场强度约为7107V/cm，其工作状态下的电场强度约为5107V/cm，这个值远远大于陶瓷电容器和

16、薄膜电容器的工作电场强度。1.5 价格优势 由于制造铝电解电容器所使用的主要原材料都是普通工业材料，所用设备属于一般工业设备，自动化程度也较高，因此制造成本相对较低，尤其是单位容量的制造成本比其它类型的电容器具有压倒性优势。2 铝电解电容器存在的缺点 2.1 有极性和有漏液的可能性 由于电解电容器存在极性，在使用时必须注意正负极的正确接法，否则不仅电容器发挥不了作用,而且漏电流很大，短时间内电容器内部就会发热，破坏氧化膜，随即损坏。铝电解电容器用铝壳和橡胶塞密封，当工作电解液受热汽化后，容易从引线的根部渗出。电容器长期工作后，导致电解液干涸，使电容器失效。这是铝电解电容器的主要失效模式之一。2

17、.2 损耗角正切值较大，温度、频率特性相对较差 工作电解液在铝电解电容器中起着阴极的作用，由于工作电解液是离子导体，而离子的运动速度比电子的运动速度慢得多，导致工作电解液的电导率比电子导体的电导率低。再浸电解纸后其电导率进一步下降，因此，工作电解液所引起的等效串联电阻比其它电容器的金属电极所引起的等效串联电阻大，从而导致铝电解电容器的损耗角正切值较大，且频率特性相对较差。另外，由于液体材料的电导率受温度的影响较大，所以，铝电解电容器的温度特性也相对较差。2.3 易老化 工作电解液尽管采用的是弱酸/弱碱盐作为电解质，水和有机溶剂作溶剂，但仍然具有一定的腐蚀性，对电容器的阳极氧化膜和橡胶塞有一定的

18、侵蚀作用。另外，电解质盐与溶剂之间随着时间的推移也会发生一定的化学反应。这些现象都将导致电容器的电性能劣化。总之，尽管铝电解电容器具有一定的缺点，限制了它在某些场合的应用，但是由于它的高容量和价格优势等显著的优点，使它在同陶瓷电容器、薄膜电容器、钽电解电容器的竞争中牢牢地占据着30以上的份额。且随着汽车电子、变频技术等电力电子技术的发展，其所占比率将有大幅度上升的趋势。3 铝电解电容器的生命力 随着科学技术的发展，尤其是集成电路（IC）和超大规模集成电路（VLSI）的发展，整个电容器行业能否持续发展，甚至还有没有生存空间受到人们的怀疑，然而，从1987年以来，全球电容器的生产量每年以20以上的

19、速度增长，使这种怀疑不攻自破。实践证明铝电解电容器具有极强的生命力。3.1IC的发展无法取代铝电解电容器 一方面，由于IC的出现使部分小容量的电容器被集成到电路内部；另一方面，IC的发展使电路系统的工作频率大大提高，导致铝电解电容器在部分电路中被别的电容器所取代。但是，IC电路中的电源部分却始终离不开电解电容器。另外，铝电解电容器自身性能的提高也向其它电容器的应用领域扩展。3.2 整机电路的变化只改变了铝电解电容器的型号 开关电源的体积不断缩小，能量转换效率不断提高，使得开关电源的工作频率不断提高（从20kHz到500kHz，甚至达到1MHz以上），导致其输出部分的高频噪声加大，为了有效滤波，

20、必须使用超低高频阻抗或低等效串联电阻（ESR）的电容器。3.3 其它电容器与铝电解电容器的相互补充 多层独石陶瓷电容器使用的陶瓷介质的不断开发，介电常数不断提高，再加上其高频性能好以及片式化等有利条件，使其在低压小容量的应用场合具有一定优势。金属化薄膜的制备技术不断提高，使薄膜的耐压性大大提高，另外，薄膜电容器具有可靠性高、ESR小等优点，使薄膜电容器在中高压小容量的使用中有一定特长。钽电解电容器不仅具有优良的温度和频率特性，而且又具有片式化的优势，在低压中小容量的应用领域有一定的增长。双电层电容器的材料及制备技术不断进步，大大降低了其ESR，使其在低压大容量的应用领域具有竞争性。由此可见，中

21、高压大容量铝电解电容器并没有受到其它电容器的冲击，具有其独特的优势。另外，在低压小容量方面虽然存在一定的竞争，其出路在于加快相关技术的研究开发，加强和继续扩大铝电解电容器现有优势，克服其自身的缺点。特别是近几年来，铝电解电容器已在多方面取得了长足的突破性进展，实现了质的飞跃。不仅其市场份额没有缩小，相反，其应用领域不断扩宽，呈现出高速增长，迎来了许多前所未有的发展机遇。4 铝电解电容器迎来难得的机遇 信息时代的到来，知识经济的出现，不仅给全球经济带来了福音，也给电子工业带来前所未有的繁荣，同样，铝电解电容器也得到空前的发展。4.1市场方面的机遇 4.1.1 通信市场爆发式增长 信息时代的到来，

22、使得各种通信手段、网络技术得到蓬勃发展，程控交换机、电话机、手机、无绳电话机、呼机、台式计算机、笔记本电脑、掌上计算机、显示器、复印机、传真机、打印机、扫描仪、充电器等等，得到迅速普及，在其电源部分大量使用铝电解电容器。从低压到高压、从小容量到大容量，种类繁多，需求量巨大。4.1.2 汽车电子来势汹涌 传统汽车电子化涉及十大电子系统，其中有电子仪表盘、电子喷油系统、汽车音响系统、发动机管理系统、全球定位系统、刹车防抱死系统、安全气囊系统、自动驾驶系统、自动窗系统、自动锁系统等。这些系统中全都或多或少地要使用铝电解电容器。而未来的电动汽车更是铝电解电容器新的增长点，每部电动汽车至少需要4只高压大

23、容量铝电解电容器用在电池充电、电压转换、逆变器等电路中。4.1.3 家用电器的普及 彩色电视机、音响、照相机、VCD、DVD、磁带录像机、激光唱机、变频空调、变频冰箱、洗衣机、微波炉、电饭锅、吸尘器、节能灯以及未来数字电视、机顶盒和数码相机等都是铝电解电容器的使用大户。一台数字电视机中铝电解电容器的需求量是普通电视机的3倍。4.1.4 工业领域 随着计算机集成制造系统（CIMS）、数字加工中心、自动装配机等各种自动化技术的日益广泛，促进了变频技术的发展，工业领域大量使用开关电源、不间断电源（UPS）、逆变器、监视器、变频电机、数控设备，其中大量使用铝电解电容器。另外，激光加工、逆变焊机、电梯、

24、石油勘探、第三代和第四代IGBT的开发、甚至发达国家高速公路的太阳能照明系统等等也需要使用大量的铝电解电容器。4.1.5 军事及航空航天领域 近几年，军队作战已逐步变成电子对抗，电子装备水平的高低直接预示着战场的胜负。航空航天领域更是大量使用先进的电子设备。在这些电子设备中同样大量使用铝电解电容器。总之，只要是使用电子设备的地方，基本上都离不开铝电解电容器。有了这些机遇，铝电解电容器保持每年以20以上的速度增长是不会存在问题的。4.2 技术方面的机遇 4.2.1新型电容器的诞生 近年来，由于材料科学的突飞猛进，使铝电解电容器的技术得以飞速发展。最具代表性的是以有机半导体材料如TCNQ（1S/c

25、m）和导电聚合物如聚吡咯（120S/cm）等作为阴极材料研制出固体片式铝电解电容器。由于新型阴极材料具有比传统电解液（102S/cm以下）高得多的电导率，使新型铝电解电容器不仅实现了片式化，而且克服了传统铝电解电容器温度和频率特性差的缺点，达到近乎理想电容器的阻抗频率特性。使铝电解电容器的电性能和可靠性发生了质的飞跃，大大拓宽了铝电解电容器的应用领域。4.2.2 传统电容器制造技术的改进 高纯度、高性能铝箔材料的采用使材料的腐蚀性能大大改善，同时形成的介质氧化膜的漏电流大大降低；先进腐蚀和形成工艺的开发，使阴、阳极铝箔的比容量进一步增加，阳极箔的漏电流进一步下降；化学性稳定的电解质和溶剂，尤其

26、是特种添加剂的应用，减小了对电容器原辅材料的侵蚀，减小了电解液的泄漏；加上新型密封材料的采用，大大提高了电容器的使用寿命和搁置寿命（达到105、3000h5000h）；新型电解纸的开发，大大提高了离子的穿透速度，使电容器的ESR降低5倍7倍，使同样容量的电容器在高频下相当于5只7只普通电容器。这些材料和工艺技术的改进使传统的铝电解电容器的工作温度范围、可靠性、使用寿命、外形尺寸等的综合性能得到了大大提高。另外，液体立式片型铝电解电容器（Vchip）的开发成功，不仅缩小了电容器的体积，提高了电容器的性能，而且适应了表面贴装技术的发展潮流，进一步拓展了电解电容器的生存空间。4.2.3 纳米复合材料

27、的应用 铁电材料如钛酸钡、钛酸锶等具有几百到几千的介电常数。纳米级铁电薄膜材料的制备与性能研究已经比较成熟。若能将纳米级铁电材料复合于阳极氧化膜上，形成复合氧化膜，必将大大提高阳极箔的比容，使铝电解电容器的体积显著缩小，可大大拓展其应用领域。5 结束语 铝电解电容器一直处于不断克服自身缺点，发挥本征优点的创新与发展过程中。新材料、新技术、新工艺不断涌现，新市场、新领域不断召唤与挑战，极大地促进了铝电解电容器的水平提高与性能改进，反过来又刺激了对铝电解电容器的需求和发展。随着铝电解电容器的新材料、新技术、新工艺不断的实用化，必将推动铝电解电容器进入一个新时代。在2008年中国电子技术年会上，深圳宇阳科技公司技术总监向勇做了中国MLCC研发与制造技术跨越片式化与国际化新高度的报告。他表示，电容器是电子信息产业必不可少的基础元器件，主要有计算机及外设、通信和视听三大类应用领域。不同的电容器特点也不尽相同。电容器主要分为MLCC（片式多层陶瓷电容器）、钽电解电容器、铝电解电容器、有机薄膜电容器。其中，MLCC具