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中国电子元器件研究报告
2009年1月7日



 
北京村田电子副总经理汤志强:我国电容器片式化发展的新动态

时间:2003-12-10    来源:中国电子元器件网


    本站讯 2003年12月4日、5日,在由国家信息产业部特别支持、中国电子元件行业协会主办、北京依莱达信息技术有限公司承办的“2003年中国电子元件行业信息工作会议暨研讨会”上,深入剖析了企业普遍关注的新型电子元件发展动态和趋势,下面摘编了北京村田电子有限公司副总经理汤志强在研讨会上做的《我国电容器片式化发展的新动态》报告,以飨热情关注和支持我们的读者。

  随着手机、数字电视、数字摄像机(DVC)和笔记本电脑的发展,电子元器件的安装技术飞跃发展,加之电子整机的小型化、薄型化和轻量化,使得陶瓷电容器继续沿着片式化向更高性能和更多功能方向发展。

一、我国电容器的片式化发展的新机遇

1、电容器行业市场需求正在趋好

  2000年下半年开始的世界性的计算机、CPU的周边机器的市场在库的调整已经结束,另由于数字式AV机器的市场利好等因素,促使2002年3月份起世界性的元器件市场好转,虽然还不能说已是V字型回复,但可以预测的是电子整机市场将以平均5%以上速度实现年增长,见表一。现有一些电子整机的市场发展已超出人们所料,如DVD的市场销售,可以说是突飞猛进。根据日本大型电器店协会的统计,仅日本市场2002年6月份DVD的销售量是2001年的2倍,销售额为25.35亿日元,销售持续看好,PDP和液晶电视灯薄型电视销量上升;电视是2001年同期的120%,手机是去年同期的114%。伴随着MPU处理速度的提高,服务器和电脑为首的信息产品到消费类产品将会增加,作为电容器行业的市场也将利好。



作为电子整机的基础的电容器,这几年的发展是史无前例的大起大落。据日本《电波新闻》预测,日本今年电容器的生产比去年略有增加产量将达到2478亿支,金额约为5200亿日元。

2、 面组装技术的发展是为我国电容器技术发展创造了新机遇

  据不完全统计,1999年我国约有贴片机600台,2000年我国约有贴片机1000台。2001年由于世界经济不景气,世界的贴片机的销售探底。世界的SMT制造商为使市场有较大幅度的回复,不同程度加强了对中国的市场体制,取得了良好的经营业绩。另预计,伴随台资企业的大规模进入大陆,2002年台资企业将增加SMT生产线150条,预计中国大陆以上海和苏南为重点,今年将增加300条SMT生产线。随着我国出口激增和内需的不断扩大。及EMS的SMT加工中心的发展,我国将成为亚洲甚至是世界的电子生产中心已经是不争的事实。因此我国也必将成为亚洲及世界的SMT加工中心。正因为此,世界的电容器制造商都在逐鹿中国,我国电容器的市场和生产将面临新的机遇和挑战。

二、 瓷电容器片式化技术发展新动态

  由于大规模集成电路微细加工技术,正向高集成化推进。大规模集成电路的管脚也将增加,如手机用的存贮器,为缩小贴装空间正采用复合片式元件的组合技术。在回路中开发了0603(0.6*0.3mm)超小型的片式元件,并已经用于VCO、照相机模块、DVC等整机。对于超小型模块、半导体器件正在研究开发0402(0.4*0.2mm)的片式元件,应对缩小贴装空间低噪音的元器件也正在登场。连小型化难度最大的电感线圈已经做到了0603,晶体器件、滤波器等采用了半导体的环式屈体技术,其超小型产品正在开发中。接插件和开关等的结构也正在进行小型化和薄型化的改进。因而作为已经成熟的片式元器件产业的小型化必将大有新的长进。

  随着高积层技术的发展,电容量为10微法的MLCC三年前已经量产,现在的大容量MLCC的目标是100微法以上。

  不同的电容器采用的不同的材料,不同的结构,电容器的高频特性不同,为适应整机的高频化,尽可能地解决好寄生电感和电阻,实现电容器的高频化。在小型化和微型化的同时,较好地解决吸收噪音,做到低损耗、高精度、高稳定性和高可靠性,这都是给电容器行业发展提出的新课题。

三、世界MLCC技术发展趋势

1、大容量化

  由于通信设备的小型化和多功能化,整机内电源电路改变了原来的集中电源方式成为分散电源,使用于不同电源电路的电容器步入了多样化。对在各种各样的电源内的MLCC的小型化和大容量化要求变得更高。伴随着CPU的处理速度的提高,对一次电路里的电容器大容量化,对MLCC高电压和高的容量值要求越来越高。普通MLCC采用钛酸钡系列强介质特性,在电界强度变高时,静电容量会变小,为使此种电容量变化率减少,有必要使电介质的强诱电性改变。如日本村田制作所,已成功开发生产了电源电路的去偶电MLCC和CPU高速化用的低ESL、低ESRMLCC、高频电路内用的超小型高Q值的MLCC。

  MLCC 的大容量化和小型化是必须同时研究的两个课题。MLCC的积层技术近几年来有了新发展,MLCC陶瓷介质层的厚度已由原来的几十个μM,发展到目前的1μM以下(量产厚度为1.8μM)。积层层数已经达到1000层。

2、低成本化

  基于今年下半年市场需求不透明的背景,全球电容器制造商都在努力推进事业的改革,如何使2000年大量的设备投资扩大的生产能力发挥出来,提高企业的经济效益,已经成为了大的课题。在全面地展开革新活动的同时,为保持企业有极强的竞争力,正千方百计地降低成本。钯电极的溅金属化,是降低成本的主课题。众所周知,钯金属的价格一度涨到了20万元/1kg,为此村田X5R/X7R/Y5V的MLCC,绝大部分已经能够溅金属化,大大降低了成本,增强了竞争力。

3、小型化

  一块尺寸只有5*4mm的VCO,需用0603尺寸的片电阻和片电容10个左右。高密度的表面贴装,推进着MLCC的小型化。虽然1005尺寸的MLCC正逐步成为主流,0603的贴装精度和容量不足等问题需要时间解决。但0603(尺寸为0.6*0.3mm)目前也相当引人注目MLCC的小型化的工作,在内部镍电极的推广的同时,力图大容量化,介质层的薄层化、高精度的积层技术和材料技术的提高等方面的开发工作十分活跃。

4、高性能

  由于每个电容器都是一个含有电容、等效电感(ESL)和等效电阻(ESR)的等价电路,为应对计算机、数字照相机、手机的高性能化和电力的低消耗,在电源回路内使用的MLCC必须设法降低ESL,在高频回路中必须千方百计地降低ESL,村田新出的专利产品在微处理速度为8G时ESL小于5 PH。

5、绿式化—保护环境

  为减少对环境的影响,降低地球资源的消耗,MLCC的绿式化一直是发展的重要课题。MLCC的主体本身是陶瓷,对地球没有污染,在应用中得到青睐,这几年电极的溅金属化,也是绿式化的一个重要内容。MLCC编带材料的消耗和端头镀锡的无铅化的工作作为绿式化的课题十分重视。

  编后按:以上是报告的摘要,欲了解更详细内容和全部图表内容请查阅《2003年中国电子元件行业信息工作会议暨研讨会论文集》。




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