车用片状多层陶瓷电容器提供高可靠性和更大容量

车用片状多层陶瓷电容器提供高可靠性和更大容量

独石陶瓷电容器对电子设备的小型化、数字化和高频化做出了贡献。采用村田制作所的陶瓷工艺技术和独创材料，可以提供超小型、大容量、低ESR和高频型电容器，特别是需要高可靠性的汽车用电容器和安全规格认证型电容器。村田车载专用陶瓷电容器产品线在推进大容量化的同时，对品种进行了切实地扩充，加入了可满足高端需求的产品，如可承受150℃高温的产品、小型产品、耐温度循环及基片曲翘性能出色的树脂电极产品等，全面满足了汽车厂商及车载设备厂商的需求。

村田制作所面向车载用途推出的片状多层陶瓷电容器的主力产品是能够满足汽车可靠性要求的“GCM系列”。该系列产品有以下特点：符合AEC-Q200标准的各项要求；镍隔板端子赋予了焊料浸出具有很高的电阻，适用于回流焊接和波峰焊接；R7/C7/5C系列的工作温度范围: －55到125℃；备有从长宽鬃厚度为0.6×0.3×0.3mm的微型至长宽鬃厚度为3.2×2.5×2.5mm的多种尺寸以供选择；用纸带或压纹带及卷装包装，可进行自动贴装；为无铅产品。

电子设备中广泛使用的电容器包括片状多层陶瓷电容器、钽电容器和铝电解电容器等。陶瓷电容采用高介电常数的电容器陶瓷（钛酸钡一氧化钛）挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。钽电容全称是钽电解电容，也属于电解电容的一种，使用金属钽做介质，不像普通电解电容那样使用电解液，钽电容不需像普通电解电容那样使用镀了铝膜的电容纸烧制，本身几乎没有电感，但也限制了它的容量。其特点是寿命长、耐高温、准确度高、滤高频改波性能极好，不过容量较小、价格也比铝电容贵，而且耐电压及电流能力较弱。由于片状多层陶瓷电容器的静电容量比其他种类的电容器小，因此以前用途受限。如果大容量化问题得到顺利解决，便可将钽电容器及铝电解电容器换成可靠性更高的片状多层陶瓷电容器。

村田制作所已在原来以钽电容器为主流的4.7μF～100μF范围内，实现了片状多层陶瓷电容器品种的稳步增加，在GCM系列中推出了最大静电容量达到47μF（耐压6.3V）的品种。在车载设备采用的电容器中，多层陶瓷产品占有的比例未来有望迅速提高。

要想增大片状多层陶瓷电容器的静电容量，关键在于减薄介电层。片状多层陶瓷电容器采用由片状陶瓷形成的介电体多层重叠的结构。层叠的介电体的层数越多，静电容量就越大。因此，减薄介电体并增加其层数，便可在保持部件尺寸不变的情况下，使静电容量增大。但是，只减薄介电体，可能会导致耐压下降等有损可靠性的情况。要想解决这些问题，构成介电体的粒子微细化成都以及电极、介电体的平坦化等技术必不可少。村田制作所凭借从材料到制造设备的一条龙开发的优势，不断提供更大容量的电容产品。

此外，村田制作所还推出了使用上述介电体薄层化技术开发的车载用小型产品。即“0402产品”（1.0×0.5mm）GCM15系列以及“0201产品”（0.6×0.3mm）GCM03系列。随着一辆汽车的有限空间内配备的电装设备不断增加，小型化要求会越来越高，对更小型的0201产品的需求也会逐步扩大。

因为在发动机及变速箱等车身中温度特别高的地方直接封装电子电路的“机电一体化”趋势不断增强，车载元器件工作温度范围的上限已提高到了了150℃。村田制作所针对这一需求，推出了工作温度范围扩大至-55℃～150℃的产品。由于超过150℃就很难用焊锡进行封装，还推出了可用导电性粘合剂进行封装的150℃高温保证产品“GCG系列”。通过将设置于铜电极表面的Ni/Sn层换成Ag/Pd实现了导电性粘合剂的应用。

为了满足汽车厂商及车载设备厂商希望进一步提高可靠性的要求，村田制作所开发了外部电极的底层采用导电性树脂的“GCJ系列”。特点是通过对外部电极的构造下工夫，受到外力时可防止内部介电体发生龟裂。GCJ系列采用了在外部电极最下层的铜电极上设置树脂电极，并对其外侧进行Ni/Sn镀层处理的自主构造。另外，还通过优化外部电极的形状等，抑制了受到物理性外力时向内部的介电体施加的应力大小。在受到大应力时，树脂电极层容易剥落，可防止介电体受到较大应力后发生龟裂。