MLCC工艺简介(经理)

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1、MLCC工艺简介配流工序 原则上讲，配方和生产工艺是影响和决定陶瓷材料质量和性能的两大方面。配料和流延工序不但包含了配方的确定过程，而且是mlcc制备工艺中的起始工序，该环节的工序质量对后续生产有重要影响。因此，从产品的角度讲，配流可以说是整个生产过程中最重要的环节。1. 配料工序 配料工序包括两个过程，备料和分散。后续成型工艺的不同对原料的种类要求不同。针对流延成型来讲，备料是指按照配方要求给定的配比准确称量瓷粉、粘合剂、溶剂和各种助剂，混和置入球磨罐中准备分散；分散是指以球磨机或者砂磨机为工具通过机械粉碎和混合的原理达到细化粉粒、均匀化浆料的目的。1.1 关于原料1.1.1 瓷粉 瓷粉是电

2、容行为发生的主体，整个工艺是围绕瓷粉为核心进而展开的。不同体系瓷粉其主要成分不同，比如高频陶瓷常采用BT系、BTL三价稀土氧化物系、ZST系材料，中高压陶瓷常采用BT系、SBT系以及反铁电体材料。我公司所采用瓷粉全部为外购瓷粉，因此对瓷粉材料的成分本身不用太为苛刻，一般只按照使用的产品类型和牌号来进行标识。 目前，公司使用的瓷粉按照端电极材料可以分为BME(based metal electrode)及NME(noble metal electrode)两大系列，按照其容温特性又可具体细分如下： (NP0) 高频热稳定材料：CG-32BME (X7R) 低频中介材料：AN342N、X7R252

3、N、AD352N等 (Y5V) 低频高介材料： AD143N、YF123B等(NP0)高频热稳定材料：CG800LC、C0G150L、CGL300、VLF220BNME (X7R)低频中介材料：AD302J、X7R262L等 对于粉体材料，控制其物理性能的稳定性对最终产品的一致性有重要意义。常用的性能参数有：振实密度、比表面积、颗粒度以及微观形貌。特别是对于有烧结行为的陶瓷电容器粉体材料，为了得到生长适度的晶粒，控制颗粒的初始粒径以及一致性是非常必要的。浆料分散的过程除了便于成膜、均匀分散之外，更重要的是使颗粒的粒度在不影响分散的前提下尽可能的微小且大小一致。1.1.2 粘合剂和溶剂 在电容器

4、陶瓷中，粉料是不含粘土成份的，因此是非可塑性的。为了满足成型工艺的要求，配方中一定要加入粘合剂。流延成型工艺的粘合剂不但要求有足够的粘性提高成膜可靠性、可塑性，具有一定的机械强度，而且要求经过高温处理能够全部挥发，不留或者少留残余杂质。粘合剂的种类决定所使用的匹配溶剂的种类；如果按照所使用溶剂的不同，主要分为有机体系粘合剂与水系粘合剂。 工业上常用的粘合剂有许多，具体到流延工艺，有机体系粘合剂常用的有酚醛树脂、PVDF、PVB等，水系粘合剂有PTFE、氨基树脂、LA133 等丙烯酸类。水系粘合剂不但成本低廉，对环境污染小，而且对工序复杂程度要求相对较低，因此近几年来备受关注。 我公司目前的粘合

5、剂主要以PVB系为主。PVB的全称是聚乙烯醇缩丁醛，与PVF聚乙烯醇缩甲醛、PVA聚乙烯醇缩乙醛一样，同属于乙烯醇醛类树脂，由聚乙烯醇和丁醛缩合而得，其缩醛度为7377，羟基数为13，含量不同性能各异。PVB是一种热塑性树脂，具有较长的支链，因此具有较好的粘合性，制成的膜片柔顺性和弹性都好。易溶于乙醇、苯等有机溶剂。 因为烧结过程中粘合剂是要烧掉的，所以一般希望浆料中粘合剂的含量在不影响成膜性能的前提下越少越好；粘合剂含量多，烧结过程陶瓷的收缩率以及气孔率都会增加。要减少粘合剂含量，又要保证粘合效果，添加各种助剂是必不可少的。1.1.3 助剂 涂料工业中常用的助剂种类很多，包括有固化剂、流平剂

6、、交联剂、促进剂、增韧剂、增塑剂、稀释剂、增稠剂、消泡剂、分散剂、填充剂、阻燃剂等20几个类别，800多个品种。对于陶瓷电容器的生产工艺来说，添加助剂的主要作用是保证流延工艺的流平性、均匀性、分散性等，从而达到生产合适坯膜的目的，因此主要使用的种类有分散剂、消泡剂、增塑剂、流平剂等。下面对这些助剂的主要作用原理以及种类进行简单介绍。（1）分散剂 固体或液体分散在与其不相溶的介质(常用的是液体)中形成的分散体系都是热力学不稳定体系，有自动分离的趋势。利用添加剂或改变外界条件可以提高分散体系的稳定性。如加入表面活性剂降低界面能；加入高分子物质，在分散相表面形成亲液性保护层；加入电解质使界面电荷密度

7、增大；增大分散介质粘度等。广义的讲，能起到稳定分散体系作用的物质都称为分散剂。 分散剂有无机分散剂，低分子量有机分散剂和高分子化合物等，其中低分子量有机分散剂和部分高分子化合物都是表面活性剂。低分子量有机分散剂又分为阴离子型分散剂、阳离子型分散剂和非离子型分散剂。阴离子型分散剂是阴离子吸附于粒子表面使其带有负电荷，粒子间的静电排斥作用使分散体系得以稳定；亚甲基二萘磺酸钠、直链烷基苯磺酸盐(IAs)、十二烷基琥珀酸钠、十二烷基硫酸钠(311s)、磷酸酯等都是常用的阴离子型分散剂。阳离子型分散剂在亲油介质中是相当有效的，分散剂电荷端基吸附于负电性粒子表面，碳氢链留在介质中，不过在水中阳离子分散剂常

8、可引起絮凝。非离子型吸附剂在粒子表面吸附时以其亲油基团吸附，而亲水基团形成包围离子的水化壳；最常用的非离子型分散剂是烷苯酚聚氧乙烯醚(APE)，脂肪醇聚氧乙烯醚和聚氧乙烯脂肪酸脂。 对溶剂为有机试剂的流延浆料而言，目前通常使用的分散剂是物理吸附型分散剂，即分散剂一端吸附于固体颗粒上，另一端充分伸展于溶剂中，彼此之间产生空间位阻斥力，形成空间位阻稳定机制。在一定浓度时高分子化合物在胶体粒子表面吸附形成的亲液性强的有相当厚度的保护层能有效地屏蔽粒子间的范德华力作用，大大提高分散体系的稳定性，这种作用称为空间稳定作用。为增强分散剂颗粒之间的作用力，改善浆料的分散性，均匀性、稳定性，现有一些研究工作尝

9、试用所谓的“化学键分散剂”(chemically bonded dispersant)来替代目前普遍使用的的物理吸附型分散剂。代表性的是采用异丙醇钛及长链羧酸合成了二油酸二异内醇钛化合物，该化合物是一种能与陶瓷颗粒表面发生成键作用的化学键分散刑，其烷氧基团与陶瓷颗粒表面的羟基发生化学反应，导致二者之间呈现较强的化学键结合状态，从而避免了其他有机分子竞相吸附所引起的分散剂解吸的负面影响。 水性体系中，经常用到超分散剂。超分散剂是一类高效的聚合物分散剂，最早是为解决颜料粒子在有机溶剂介质中的分散问题而研究开发的，目前已在水性涂料与油墨中获得广泛应用，并逐步向填充塑料、陶瓷浆料及磁记录材料等领域扩展

10、。在已经商品化的超分散剂中，聚电解质类超分散剂（比如如聚羧酸类超分散剂）所占比例最大，应用最广；其次是非离子型超分散剂。聚电解质类超分散剂同时存在静电稳定和空间位阻稳定两种稳定机理，它主要由含羧基的不饱和单体（如丙烯酸、马来酸酐等）与其他单体共聚而成。比较有代表性的是BYK公司开发的小disperbyk182、disperbyk184聚电解质类超分散剂，不仅能对水性涂料中无机及有机颜料产生永久性抗絮凝作用，并且能控制浆料的流动性。 分散剂的添加不当或者过量，不但起不到分散效果，反而容易引起絮凝和浮团。特别是对于一些多锚固段链烃分散剂，其桥联作用是引起絮凝的主要原因；而在有机溶剂中亲水基被溶剂的

11、排斥力则会引起浮团现象。 我公司目前采用的分散剂主要有三种：AKM-0531、KD-1、Atphos 3202，均为有机体系用分散剂。（2）增塑剂 凡能增加胶粘剂和密封剂的流动性，并使胶膜具有柔韧性的物质都称为增塑剂。通常是高沸点难挥发的液体或低熔点的固体，一般不与胶粘剂的主体成分发生化学反应。增塑剂的主要作用是削弱胶粘剂中聚合物的分子间力，增加聚合物分子链的活动性，降低聚合物分子链的结晶性，其结果是胶粘剂形成的胶膜硬度、模量、脆性降低，而伸长率、挠屈性、柔韧性提高，从而改善了胶粘剂的物理机械性能。 对增塑剂的要求是具有良好的相容性、耐久性、稳定性、高效性、耐寒性，还有考虑增塑剂的色泽、气味、

12、毒性、经济性和来源性。增塑剂与胶粘剂组分相容非常重要，能够形成均一稳定的体系，在贮存过程中不分层、不絮凝、不离析；在粘接制件后不迁移、不抽出、不挥发，不受热和光的影响，使制品的物理机械性能耐久不变。增塑剂尽量要有较高的效率，即加量少、效果大，这样可以减少对其他性能的不良影响。有时单一增塑剂很难满足多方面的要求，往往以两种或两种以上的增塑剂混合使用，能够取长补短，获得良好的综合性能。 增塑剂种类繁多，按其相容性大小和作用分为主增塑剂和辅助增塑剂；根据化学结构可分为邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、脂肪酸酯类、亚磷酸酯类、多元醇酯类、含氯增塑剂等。在胶粘剂和密封剂中用得较多的增塑剂是邻苯二甲酸酯类，其次是

13、磷酸酯类和氯化石蜡。 增塑剂的增塑机理这里就不再赘述。目前我公司使用的增塑剂主要为与PVB粘合剂匹配的DOP与DBP增塑剂。（3）消泡剂 泡沫是由许多液膜薄壁分隔开的气体或蒸气泡所组成。在有些工业领域，泡沫是有实用价值的，这时人们希望形成稳定的泡沫来解决生产技术和生活中的实际问题，但在涂料工业中，一般是不希望产生泡沫，要想方设法消除产生的泡沫。 涂料中气泡的产生由以下因素所造成： 表面活性别的使用。为了改善涂料的某些性能，如分散性、贮存稳定性、流平性等。在浆料配方中加入各种表面活性剂等助刑，它们会改变浆料的表面张力，引起起泡和稳泡。 涂料生产过程中，如高速分散过程会带进空气泡，在研磨分散中涂料

14、自由能会升高，有助于泡沫的生成。 在施工过样中，如空气喷涂会带进气泡，无气喷涂、辊涂等也会使涂料体系自由能升高，帮助产生泡沫。 有些浆料料，如聚氨酯在成膜过程中会产生气体，导致气泡产生。 泡沫的破灭通常是由于液体从气泡壁排到壁面棱边处所致，当该液膜排液至厚度约10nm时，液膜中的分子运动便足以使其破灭，从而气泡结构遭到破坏。主要机理是排液效应和Gibbs弹性作用，具体内容这里不再赘述。 泡沫产生的难易程度与液体体系的表面张力直接有关，因为使用表面张力较低的活性剂及生产施工等因素，给泡沫的产生提供了条件。要消除泡沫，就要使用能使表面张力降低的物质作消泡剂。 消泡剂一般分为抑泡剂和破泡剂两种，抑泡

15、剂的作用是抑制泡沫的产牛，是治本之法。破泡剂是使产生的泡沫破裂，又分为脱泡和消泡两个过程，前者促使气泡到达表面，后者将表面上的气泡破坏。一般很难准确地将一个助剂的工作机理定义为抑泡、脱泡或消泡。所以总是统称为消泡剂。根据以上叙述，可以看出消泡剂应具备的性能，即（1）与体系的溶解度很低；（2）能明显降低体系的表面张力；（3）具有正的侵入系数和展布系数；（4）最好在泡沫的界面上定向时能处于平卧状态。 涂料工业（浆料涂布）所用的消泡剂一般都是非离子型表面活性剂。根据其化学组成不同，可分为以下几类：（1）有机硅类。这类是用得最多的、最主要的消泡剂。硅油类消泡剂对含水系统和非水系统都是有显著效果的消泡剂

16、。它们是由粉状的硅与一些有机化学品经过一系列的化学反应后形成的。（2）矿物油类。（3）不含硅聚合物类。 要想使消泡剂很好地发挥作用，消泡剂的添加方法很重要。消泡剂一般需要在高剪切速率下分散，如果分两次添加效果更好，即把所用消泡剂等分为两份。份在研磨阶段加入，份在配浆阶段加入，这样消泡剂作用发挥最好，用量可降低到最似。一般消泡剂加人后至少需要24小时才会充分发挥作用，在试用时定要注意这一点，如果提前测试，往注会得出错误的结论。 涂料生产过程中要求消泡剂的作用持久性要好。有时会发现贮存后的涂料在施工和成膜过程中往往会达不到初期的消泡能力。发生这种情况的原因，可能与溶液中起泡剂的浓度是否超标有关。正

17、确地使用消泡剂，需要掌握恰到好处的用量、而且以最低的有效量为好。这就需要涂料配入设计者进行反复的试验来得到数据。一般的试验方法是：按照上述使用方法配制不同消泡剂含量的样品，制备同样条件的样板，观察气泡的破裂速度和干膜残留气泡的多少来判断消泡能力的大小，同时可以观察缩孔测定光泽，以判断哪种用量是最恰当的。 目前我公司使用的消泡剂主要为DC350型。1.2 关于球磨和砂磨1.2.1 球磨机 球磨是制备过程中耗时较长、生产效率较低的一个工序。在球磨时，有四种力作用于颗粒材料上，即冲击、磨耗、剪切以及压缩，转速以及装料量等参数不同，作用在颗粒上的力的形式不同，进而造成研磨和分散效果不同。 当球磨机转动

18、时，球体的运动会出现四种情况，即滑动、滚动、自由下落以及临界速度。一般来说，球体下落的冲击作用研磨效果最好，此时的转速应该为临界转速的0.70.75倍，其中n临界42.4/ 。 研磨过程中物料与球体的比例也很重要。物料太少，球体磨损增加；物料过多，磨削效果不足。因此，一般球体的装填系数为0.40.5，即装料量应以填满球体的空隙，稍微掩盖球体表面为原则。球体的大小对粉碎效果影响很大，一般是把大小不同的球配合使用。 球磨的介质可以是水、硬脂肪酸、酒精、汽油或者丙酮等。 目前我公司有100L的大球磨罐15个，中罐32个。1.2.2 砂磨机 由直立固定的圆筒和旋转的浆叶组成，磨球采用1-6mm的瓷球或

19、者钢球。中轴带动浆叶以700-4000rpm的速度旋转，给予磨球极大的离心力和切线加速度，实现快速磨削颗粒和分散浆料的目的。所得的浆料（或者粉料）粒径很小，一般在2微米一下，故砂磨机也成为超细粉碎机。 砂磨机的磨削能力强，可以在很短的时间（相比球磨）内造成颗粒的粉碎磨削。因此，对砂磨机的砂磨时间要有准确的概念。建立各种初始粒径下，不同砂磨时间与粒度分布之间的对应曲线是解决该问题的有效方法之一。 目前我公司的砂磨机为三井机。1.2.3 慢磨 对球磨出料后的瓷浆先进行慢磨处理。通过浆料慢磨可以消除浆料中因球磨形成的气泡，同时可以有效地防止瓷浆发生沉淀。一般慢磨的时间为2小时，尽量保证先慢磨的浆料先

20、流延。1.3 配方设计 上面已经对电容器陶瓷使用的配方原料进行了介绍，目前除了正在实验中的水性粘结剂体系外，全部为甲苯和乙醇的有机体系浆料配方。浆料配方的设计主要涉及如何设定各种原料的配比与具体的分散工艺要求。由于瓷粉的种类牌号繁多，物料性能各自不同，且对最终产品的性能要求不同，所以很难有一个或者几个通用的配方。不过，还是有一些基本原则可以把握的。在配方设计时一般按照如下几个原则：（1）稳定性是优秀配方的典型特点，该稳定性包括浆料分散效果的高效性、分散体系稳定性、涂布操作与后续工艺的可重复性；（2）在保证后工序可操作性的基础上，尽量提高陶瓷粉料的含量以提高生产效率；（3）在球磨或者砂磨的分散过

21、程中，高的粘度可以获得高的剪切应力，更有利于粉料聚集体的分散，因此在不影响流平性和成膜性的前提下，总是尽量提高浆料粘度；（4）溶剂与助剂之间的互溶匹配原则；（5）尽量少加或者不加添加剂（副作用，比如高分子炭化等）。 目前公司经常采用的瓷粉共有12种，比如AD342N、AD143N、GT272N、COG800LC、COG150L、CGL300、EV173N等，初步统计了一下试验配方、生产配方有34个之多（不包括调整工艺或者试新材料）。具体到每一个配方，比如针对耐焊开裂而调整的配方和针对切割开裂而调整的配方，在具体调节方向上有各自的思路与技巧，这个就不在众关羽面前耍大刀了。不过对于三种体系COG、

22、X7R、Y5V的瓷粉，大概有一个可参考的原料配比范围，在该范围内进行适当微调或者改动能比较快的接近最佳值。下列比值为该原料的质量除以总质量所占比例，粘结剂为液态质量（非固含量）。 X7R系，瓷粉4558，溶剂2833（甲苯：乙醇质量比一般1.4：11.6：1），粘合剂1318，助剂待定；Y5V系，瓷粉4555，溶剂2832（甲苯：乙醇一般1.5：1），粘合剂1822，助剂待定；COG系，瓷粉5059，溶剂2327（甲苯：乙醇一般1.5：1），粘合剂1519，助剂待定。 一步法工艺经实际验证是缺乏可操作性的，已经被淘汰。两步法工艺中，助剂的添加一般是A步添加分散剂促进分散，B步添加粘合剂与增塑剂

23、消泡剂等最终实现分散目标；溶剂的添加也经常被分成两部分添加，一般来说两步添加的溶剂总质量A步：B步为65（甲苯：乙醇约1.3：1）:35（甲苯：乙醇约2.5：1）或者80（甲苯：乙醇约1.3：1）：20（甲苯：乙醇约2.5：1）的比例。 上述只是一个粗略的比例，且只是在已有配方基础上得到的一些经验值，具体到实际某一批号粉料的某一工艺问题的解决，还要继续向李春练（已离开）、张天荣、王瑜、许新怀等老师学习。2. 流延工序 流延成型是陶瓷加工中的一种重要成型方法，因为可以获得10微米以下的陶瓷薄膜，在mlcc生产中被广泛采用。流延成型是指将制成的浆料通过流延嘴（包括槽、辊、喷头等形式）均匀涂布在一条

24、平稳传动的介质上（包括钢带、铜箔、铝箔、聚酯膜等），经过烘箱烘干进而成膜。2.1 关于流延机 流延成型工艺中所采用的流延设备主要是在端头部分有区别，按照浆料出端方式可分为：喷涂、辊涂、转移涂布与刷涂。不同的出料方式，浆料所收到的力的形式不同，比如喷涂方式出嘴前以简单剪切力为主、喷涂浆料出嘴后以拉伸力为主、辊涂以纯剪切力为主等。受力形式的不同，影响其流平性与成膜性的主要因素方向不同。具体内容这里不在赘述，可参照涂料工艺系列丛书。 目前我公司主要采用康井机与平野机两种流延机型，其中康井机为喷涂方式，平野机为辊涂方式。 机型具体操作略。2.2 流延工序对成膜的主控因素 产品的命中率是我公司目前比较头

25、痛的问题之一，而对流延膜片的控制能力是解决该问题的重要环节。一般来讲，对于流延膜片的主控因素有：分散性、均匀性、外观、厚度与重量、透气率、弹性与PET膜的附着力等。即不但要保证膜片颗粒分布均匀致密，外观良好，厚度一致，还要为后续的印叠切割提供合适的弹性与透气性。 目前的工序操作指示关于分散性、均匀性、外观、厚度等已经有明确的检测手段与标准，这里不再赘述。对于公司开发成熟的AD342NA5配方和AD143NA6配方的部分流延数据记录统计，可以看到通过一些工艺参数范围标准的设定是能够起到一定的控制与参考作用的。AD342NA5配方部分数据统计粘度s（20）平均膜厚密度失重率备注20.413.93.

26、314.75ok20.513.93.264.68ok20.513.93.244.69ok20.613.93.304.06ok18.413.83.303.82ok18.713.93.314.02ok18.613.93.263.74ok18.419.03.374.27ok19.119.13.334.12ok11.819.03.223.97较多气泡18.719.13.304.35okAD143N-A6配方部分数据统计粘度s（20）平均膜厚密度失重率备注17.920.13.243.90ok18.220.93.134.57ok11.420.83.152.86有横条纹路18.020.53.224.78ok

27、20.120.33.234.02ok18.120.93.135.02ok 从上面的统计数据可以看出，对于非常稳定的成功配方来讲，浆料的各项参数有一个稳定的分布区间，超过了该区间则容易出现问题；特别从AD342N浆料的数据来看，流薄膜与流厚膜其密度与失重率变化很小，浆料的分散与涂布流平性非常稳定，这可以算是成功配方的典型特点。下面是部分G2配方的流延统计数据。G2瓷粉Tn配方部分数据统计粘度s（20）平均膜厚密度失重率备注15.75.73.374.11%ok15.05.63.393.19%ok14.311.13.193.65%ok14.511.13.50/ok14.511.23.403.62%o

28、k29.812.84.503.98%厚度不均白点较多G2瓷粉Tp配方部分数据统计粘度s（20）平均膜厚密度失重率备注15.47.93.463.69ok15.47.93.45/ok15.412.13.59/ok14.324.83.494.93%ok15.319.83.313.17%气泡较多 上面表中的备注“ok”是指流延过程通过，并不包括后续工艺的情况。从表中数据可以看出， G2瓷料上述两配方的相关性与稳定性还算可以，配方的设计虽然不在最佳点（后工序存在部分问题，比如耐焊开裂等），但也并非是在临界点，在该基础上进行改进应该可以比较快的逼近期望值（后续工艺亦稳定可行，该稳定甚至包括暴露问题的点的一

29、致性）。 对于浆料粒度检测，膜片密度与失重率已经有了相关测试方法，有了初步的数据积累；但对于弹性和透气性还没有相关的检测。透气性对于印叠与切割都有重要指示作用，如果膜片透气性不好，叠层后的膜片中挥发性气体找不到空隙排出就会在表面引起气泡现象，或者气体量少在叠层不是很明显但在切割时却会引起分层，这都是由于透气性不足造成的后果。膜片的弹性太差，即塑性不够，质脆易引起切割侧裂；弹性太大，又容易透气性不好或者机械强度太低，给印叠带来操作上的困难。目前，公司在该方面是通过工程师以及操作人员的经验来确定，缺乏相应的监控手段。2.3 流延异常情况处理（1）流延膜片厚度波动或偏差 当流延过程中出现厚度波动时请

30、检查气压是否稳定定、干燥性是否够干且稳定，分析是否发生瓷浆沉淀或参数设置不够合理。若出现气压不稳定则检查连接流延管两端的密封性及气源；若干燥不稳定则重新调整抽风与温度、速度配合使干燥稳定；若因瓷浆发生沉淀造成厚度波动时则采取边搅拌边流延进行方式进行，而参数设置不当时可重新在工艺范围内进行调整。 当流延膜厚不能达标时请对PET膜平整度、流延头安装情况及工艺参数设置情况进行检查。若因PET膜质量问题影响厚度，则及时停止使用该卷PET膜，另更换一卷再流延；若检查确认为流延头安装问题则重新拆装流延头后再流延；若工艺参数设置不当影响厚度波动时则适当调整工艺参数；若在调整时在工艺范围内不能满足而超出范围能

31、满足时视实际情况而定，是继续流延，还是加料返磨。当流延膜厚波动较大或不能达标时请检查瓷浆粘度是否发生较大波动，同时对分散性（瓷粉粒子分散）进行重新确认。（2）在膜片同一位置出现反复性白点或痕印 在流延过程中若寻在膜片的同一位置出现反复性白点或痕印时则请确认涂布轴的卫生并及时用一张干净的无尘纸（注意用无尘纸正面）用手轻轻捏着无尘纸在出现白点的相对位置按住，用力不要过大，只要把白点擦掉即可。 在流延过程中若寻在膜片同一位置白点或痕印时请观察涂布轴上是否粘附有瓷浆有则用无尘纸及小量无水乙醇在对应位置擦干净。注意能不用无水乙醇的尽量不用（主要是因为粘溶剂擦涂布轴后未能及时干燥会带来其它问题）。 （3）

32、在流延时膜片出现雨点状（类似气泡线状） 若在流延时膜片出现雨点状现象请及时调整抽风，出现这类现象一般是由于抽风量过大或干燥过快引起的，尤其是干燥区3的抽风量过大时很容易引发雨点状，调整时要注意温度、抽风与速度配合既要确保外观质量也要确保瓷膜干燥性。（4）膜片出现针孔、气泡时的处理 当流延膜片出现针孔或气泡时首先要判断针孔、气泡是属于杂质型的还是溶剂型的，若是杂质型的可重新过滤解决，而溶剂型的则要通过工艺处理。（5）膜片出现线条时的处理 膜片出现白线条时可能是杂质线或因供给量不足（或压力问题）而引致的线条。如果出现的线条为杂质线则需擦洗流延头的位置；若较多的出现杂质线要把瓷浆重新过滤后流延，如果

33、是因供给量不是（或压力问题）引致出现线条则适当调整供给量与压力，调整时要注意厚度。2.4 GT-153瓷料配流遇到的问题分析G1瓷粉做为目前开发的Y5V型新材料，对降低产品成本、提高性能、丰富产品系列都有很重要的意义。但在试验过程中，前工序尚且通过不了，主要问题为：砂磨过程中分散效果差，有团聚；切割侧裂。以下是已经试验过的三个G1配方与相关数据。（1）G1050301T3配方A步：瓷粉 5000g B步：甲苯 500g 甲苯 1300g 无水乙醇400g 无水乙醇900g F518N 1900g KD-1 25g DOP 60g DC350 1.5 g流延5.86.1，在A步加料后就发生团聚，

34、分散困难。（2）G1050302T5配方A步：瓷粉 5000g B步：甲苯 700g 甲苯 1560g 无水乙醇450g 无水乙醇1140g F518N 1850g KD-1 30g DOP 60g DC350 1.5 g流延8.89.3，A步砂磨依然有明显团聚现象，强力搅拌分散之后过滤流延，厚度极差较大，有大白点杂质，且浆料中发现有沉淀产生。该浆料性能参数：密度3.02，粘度14.9，失重率5.94%（3）G1050301T4配方A步：瓷粉 4000g B步：甲苯 350g 甲苯 1400g 无水乙醇250g 无水乙醇1000g F518N 1600g KD-1 30g DOP 40g DC

35、350 1.8 g流延5.05.2，A步砂磨团聚现象较轻，过滤纸后流延，厚度均匀，但有许多气泡与线条。该浆料性能参数：密度2.98，粘度18.9，失重率51%（测试五次确认）从上面的三次试验结果对比可以看出，目前G1料的A步分散是主要问题，在此基础上谈改善塑性解决侧裂才是有意义的。其可能的原因主要有：G1料的粒径较小（仅0.2），表面能相比较高，较易发生团聚；分散剂不匹配（不能达到分散效果）或者加入量存在较大偏差（架桥作用引起团聚，同时在流延后膜片表面富集产生侧裂）；F518N粘合剂与DOP增塑剂的加入量有偏差弹性不好。签于以上原因，后续试验思路如下：（A）分散剂试验。因为颗粒粒度已经较小，故

36、无须用砂磨机磨削。取小烧杯或者塑料杯，按T3配方A步称取少量物料（先不加分散剂，出现沉淀后再逐步加量），搅拌混合静置1小时，观察是否沉淀。如果该种分散剂的各种加入量均不能解决问题，则换另一种分散剂再次试验。（B）瓷粉的加入与搅拌方式试验。如果各种分散剂试验均不能解决，则采用机械强力打散方式，即向溶剂中分批加入瓷粉，同时开强力机械搅拌；待物料全部加入后，保持打散搅拌进行后续工艺。流延时采用搅拌罐，边搅拌边流延。即强行流延法，可能表面会有气泡，但流58微米膜片尚可。（C）水性体系的考虑。如果上述两种方法均告失败，则可以考虑采用水为分散介质进行尝试，希望可以利用瓷粉表面的憎水性来达到保持固体粉时不团

37、聚的效果。可以先在烧杯中进行尝试，不必上量试验。印叠工序 印刷叠层工序是净化间中的后两道工序，其目的是在流延后的介质膜片表面按照不同的设计规格、通过丝网印刷方式接引出层间内电极，然后以不同的错位数层叠至符合要求的层数，初步叠压后成为MLCC的巴块。1. 印刷工序 陶瓷介质只有表面金属化之后才能与外电路连接，起到储电的作用；常用的表面金属化方法有涂布、印刷、喷银，（丝网）印刷法以其精度较高、易于自动化而在MLCC工艺中被广泛采用。我公司目前采用WY-155型与NCP-3000型网版丝印机实现自动印刷。1.1 关于丝网印刷 丝网印刷是一种古老的印刷方法，它属于孔版印刷，与胶印、凸印、凹印一起被称为

38、四大印刷方法。在孔版印刷中，应用最广泛的是丝网印刷。丝网印刷方法一般分为非接触法与接触法两类，非接触印刷在印刷前后丝网与基片不直接接触，当刮板沿丝网移动时丝网发生弹性变形才与基片接触；接触印刷法其丝网与基片在印刷前就直接接触，而当刮板沿丝网移动时，丝网不发生弹性变形。我公司目前采用的印刷方法属于非接触式。 将丝、尼龙、聚酯纤维或不锈钢金属丝网绷在网框上，使其张紧固定，采用手工刻漆膜或光化学制版的方法制作丝网印版；现代较普遍使用的是光化学制版法，即利用感光材料通过照相制版的方法制作丝网印版，使丝网印版上图文部分的丝网孔为通透孔，而非图文部分的丝网网孔被堵住，将丝网印刷用浆料（比如油墨等）放入网框

39、内，浆料在无外力的作用下不会自行通过网孔漏在承印物上，当用刮板以一定的倾斜角度及压力刮动浆料时，浆料通过网版转移到网版下的承印物上，形成与原稿一样的图案，如图1所示。图1 非接触式印刷1-丝网印版，2-网框，3-刮板，4-浆料5-印刷台，6-基片，8-网高 一般来说，对丝网框架的要求是：尺寸精度高、重量轻、对丝网的张力不产生变形等。框架大都用铸铝制造，视要求不同可为正方形或者长方形。1.2 丝网印刷的主要影响因素丝网印刷希望获得符合参数设定的稳定的印厚、印重以及清晰的印刷图案。据资料介绍，影响丝网印刷质量的影响因素有三十多种之多，但这些因素的重要程度不同，这里只讨论几种主要因素，包括：浆料、网

40、高、印刷力、印刷速度、刮板断面、角度、丝网目数、丝网张力、掩膜厚度（乳胶层纱厚）。1.2.1 印刷浆料（内浆）印刷是一种控制浆料流动的工艺。为了获得边缘整齐，图形清晰的膜层，浆料必须具有适意的粘度、流变性和触变性。粘度太小，容易流散，线条变粗；粘度太大，印出图案的边缘不平齐，不宜印刷。以0603规格常用的N-1203AZ内浆为例，需要控制粘度在1530Kcps；而ML-9663内浆的粘度在1830Kcps。工业中厚膜电路制作中印刷用的浆料种类很多，有导体浆料、电阻浆料、电容器介质浆料等。我公司目前使用的主要有银-钯浆和镍浆。虽然各种内浆的组成不同，但是构成内浆的组分一般包括功能性材料（镍粉等）

41、、有机粘合剂（有机载体）以及添加剂三种。功能性材料对印刷后电极的电性能有重要影响；有机粘合剂则赋予浆料不同的印刷特性；添加剂的作用视不同组分作用不同，比如改善触变性流平性等。浆料是在刮板的切应力作用下发生分散的，因此，良好的触变性是需要的。即希望浆料在有剪切应力作用时，粘度会降低，易于流过网孔沉积于基片；而切应力去除后，粘度又升高，沉积的浆料不再流动。一般用触变性的数值来表征上述性质的好坏。触变性是指一些体系浆料在搅动或者其他机械力作用下，能使具有较大粘度不易流动的体系变成流动性较大的溶胶，然后将体系静置一段时间又恢复为原来凝胶状态。触变性产生的原因，一般认为是静止时粒子间搭接成架子，流动时剪

42、切应力使结构拆散，并使得已经拆散的粒子定向，因而粘度降低；切力停止作用时，布朗运动破坏粒子的定向，重新恢复高粘度态。触变性大小可以通过转筒式粘度计测得的流变曲线（剪切应力vs变形速率）“滞后环”的面积来表示。浆料的流平性可使刚印刷完沉积在膜片上的浆料，在极短时间内连接、流平，形成一个连续的电极膜，消除针孔以及丝网痕迹。对于我公司使用的浆料来说，BME浆料的流平性不如NME浆料的好，需要较长的时间流平；所以在印刷时，电子显示屏上看到BME印完的电极上有少量针孔（未烘干）是可以接受的，传送过程中就会有充分时间流平；如果在印NME浆料时发现有针孔，则一般要停下来处理。1.2.2 丝网与基片的距离（网

43、高）网高即印刷台升起后膜片和丝网之间的高度，因为在刮板刮过某位置后丝网要快速弹离基片，故该高度又称为脱离高度。网高是控制印刷质量的一个重要参数。在一定高度以内，随着网高增加，印刷膜层厚度增加；但如果丝网与基片高度超过某一数值，刮板的张力会明显增大，印得的膜层又会变薄，且丝网使用寿命会缩短。若丝网与基片距离太近，则基片易被丝网粘住，印出的图案边缘模糊不清。因此，网高的设定应该是在一个区间内进行微调；在该范围内，厚度改变时造成的厚度变化曲线的斜率较小，易于调节。该结论可以从图2所示的曲线看出，横坐标为脱离高度，纵坐标为阻值变化（即印刷厚度）。图2 阻值变化与脱离高度关系从图2可以看出，当脱离高度小

44、于1mm时，阻值变化很大，即在该范围内脱离高度稍加改变，印刷厚度就有显著改变；当脱离高度在12mm时，阻值变化在5%之内，即该范围内厚度变化较易实现精确控制，易获得稳定的、一致性好的印刷厚度。但实际使用中，还要考虑到脱离高度变化带来的丝网张力改变，网高太高，张力太大，影响丝网寿命且厚度变化斜率增大。我公司所使用的丝网印刷机一般网高调节范围在0.81.2mm之间。1.2.3 印刷力、印刷速度、刮板断面与刮板角度印刷力直接影响膜厚，在一定数值以下，印刷力增大，漏过丝网的浆料量增多，膜厚增加；但印刷力太大，会把透过丝网的浆料刮走，又会造成印刷厚度降低。印刷速度对膜厚的影响并不大，速度快能提高印刷效率

45、，但是太快会影响图案清晰度；我公司目前采取固定印刷速度为180mm/s（刮板速度）不变的做法。刮板的断面与角度示意图如图3所示。图3 刮板断面宽度与角度示意 图4所示为锐钝刮板的印刷力与阻值变化关系曲线。从图中可以看出，当印刷压力改变5.6N时，阻值改变约28%；当印刷力选择在35N范围内时，阻值分布范围较窄，可得到较高的阻值命中率，即厚度控制比较精确。图4 印刷压力与阻值变化的关系从图4中锐刮板（断面窄）与钝刮板（断面宽）的对比可以看出，锐刮板的阻值分布区域范围为17%，钝刮板的阻值变化为23%，采用锐刮板对厚度的精确控制更易实现，一般锐刮板的断面宽度设定为0.254mm；印刷压力相同时，钝

46、刮板获得的印刷厚度比锐刮板要厚，即厚度不符要求时，采用新老刮板（锐钝）的方法也能达到调节效果。图5 刮板角度变化与阻值变化图5所示为刮板角度与印刷膜阻值（膜厚）的对应关系，从图中可以看出，刮板角度在30。40。之间变动时，阻值的变化率很小，仅为5%左右，且在某一厚度值附近左右变化，对膜厚的控制力较强；而超出该范围，随着角度的增大膜厚增大，且角度的略微改变就会引起厚度的较大变化。我公司目前在刮板角度的设定方面的思路是固定刮板角度为70度不变，不采用通过调节刮板角度以达到控制印刷精度的方法。1.2.4 丝网目数、丝网张力、掩膜厚度（纱径+乳胶层）丝网目数主要影响图案的膜厚与清晰度，特别是边缘的整齐

47、度。一般来说，目数小，浆料的漏过量大，印出的膜厚度较厚，图案清晰度较低；目数大，浆料的漏过量小，印出的膜厚度较薄，图案清晰度较高。丝网张力是衡量丝网绷紧程度的一个指标，其大小可用张力计测量。测量原理是，在绷紧的丝网中心的一块区域上，加一已知力，丝网受力下垂，下垂的距离表示丝网绷紧的程度。不同材料的丝网即使丝网目数相同，其张力也不一定。丝网张力能够直接影响图案的清晰度与印刷膜厚度，因此是比较重要的参数之一。张力太小，丝网变松，图案清晰度变差，印刷膜厚降低；张力太大，丝网易变形和磨损，印刷膜厚增加。正因为以上原因，丝网张力要经常检验；我公司目前对丝网张力检验的合格标准是：0603丝网，线径小于0.

48、018mm的丝网最低张力不低于18N/cm，线径大于0.018mm的丝网最低张力不低于20N/cm，五点测量的最大张力与最小张力差小于3N/cm；0402丝网，线径小于0.018mm的丝网最低张力不低于19N/cm，线径大于0.018mm的丝网最低张力不低于21N/cm，五点测量的最大张力与最小张力差小于2N/cm。掩膜厚度主要影响印厚与印刷浆料膜对基片的附着力。较厚的掩膜印出的膜较厚，对基片的附着力较高，且掩膜越厚，图案孔的深度越深，能容纳的浆料（穿过丝网留存）就多，浆料沉淀层就厚。但是，掩膜厚度对膜厚的增加是有限的，当掩膜厚度超过某一上限尺寸后，浆料沉积层的厚度不再受掩膜厚度的影响，膜厚也

49、不再增加。掩膜厚度的上限尺寸与印刷条件、丝网参数以及浆料的流变性有关。1.2.5 印刷次数丝网在经过多次印刷使用后，其印刷质量会发生改变；主要是图案清晰度与厚度。印刷次数太多之后（极限情况是达到寿命），会出现膜层变厚，图案有肥大、真空、毛刺等现象。1.3 印刷工序操作过程控制1.3.1 外观控制操作人员在印刷过程中要时刻注意印刷图形的外观质量情况，确保图形完整、清晰、平直，同时防止产生不良的外观缺陷而影响质量。外观不良的产生原因主要有：印刷条件不适、内浆粘度（比重、温度）异常、刮刀磨损安装不当、丝网清洗不干净有污染、加浆量异常、丝网质量差乳胶易脱落、异物混入。若过程中出现针孔时一般检查网底部是

50、否干洁、网孔是否堵塞、刮头压力是否过小，有则及时进行清洁及调整，同时检查刮胶是否磨损。若过程中出现毛刺时请检查刮胶是否磨损、刮胶是否松动、同时检查设置参数（刮头压力、刮头及铺浆板高度、网高）是否适合，是否是过程处理问题时擦洗丝网未干而造成。1.3.2 厚度控制印刷厚度过厚产品易分层、开裂；印刷厚度过薄，则使电极不连续、损耗高、寿命试验差。印刷厚度（重量）波动会影响容量波动、产品尺寸异常。一般来说，厚度达到精确控制之后，印重也是会符合要求的。因此印刷过程要控制好印刷厚度，确保印刷厚度一致，印刷重量稳定，防止出现印刷厚度（重量）偏厚（重）时造成产品易分层，印刷厚度（重量）偏薄（偏轻）时造成电极不连

51、续DF偏高现象。厚度产生异常的原因一般包括：印刷条件不适、室内温湿度异常、内浆粘度、比重异常、丝网张力变化大、刮胶磨损、刮胶安奘不平整、每次加浆量多与小偏差大。若在过程中发现印刷厚度偏厚（重）请检查是否刮胶磨损压力是否过小、刮头限位是否过低、网台上升下降速度是否过慢、网高是否过低。若在过程中发现印刷厚度偏薄（偏轻）时请检查压力是否过大、刮头限位是否过高、网台升降速度是否过快、网高是否过高。印刷过程若发现环境温湿度超标时要停止印刷，否则会导致印刷厚度及重量发生变化。1.4 印刷的产能分析自动化丝网印刷受印刷速度不能过高（即周期较长），过程监控方面较多等原因，是各工序中容易成为“瓶颈”的环节之一。

52、因此，准确的产能分析对于合理安排生产计划，加快产品设计周期，提高流通率等方面都有重要意义。目前我公司有丝网印刷机四台，为两班倒24小时工作制度。生产厂与技术部对印刷工序的产能进行了分析，现摘录其分析结果如下：机台数量品种机台产能(pcs/h)有效工作时间（h/天）规格容量段(PF)产量（KK/日）工作天数（天）印刷月产量（KK/月）4X7R950920603101563K41.25301237.6683224K16.82504.70402101822K144.474334.2103223K79.020.0NME8500603200181J101.663049.8221102J45.751372

53、.40402256.117683.2Y5V7500603223474Z24.90747.10402223474Z50.691520.8高容量（0603）105Z8.47254.02. 叠层工序所有的电容器产品，如果想做到高容量，都要走并联以增大有效面积的思路。叠层工序的目的就是按照设定的有效面积值，把一定层数的印刷好的电极膜片按照合适的错位数叠置，再配以未印刷电极的起保护介质层防止漏电作用的保护盖，经过初步压制成为Bar块。2.1 关于错位数简单来说，错位数就是两个极片（两层介质）错开的距离数。因为MLCC采用独石结构，因此端电极只能采取在两端引出的方法，即介质层上的内电极通过交替错位的方式达

54、到奇数层在左端引出、偶数层在右端引出的目的。图6所示为错位数的一个简单示意图，该电容单元的有效面积为中间全部相对部分的面积。错位数的数值很重要，在产品设计中是重要参数之一。图6 错位数示意2.2 不同丝网的错位数设置原理不同规格的产品要求不同的有效面积。我公司目前正在使用的丝网主要包括：L型、S型、H型、T型等，现已成品电容的内部剖面电极图形为例说明错位数的设置原理。L型丝网：S型丝网：H型丝网： 计算总容量时的有效面积为：S/n，其中n为每层的串联数。T型丝网： 计算总容量时的有效面积为：S/n，其中n为每层的串联数。 上述各丝网在不同规格mlcc的生产中，错位数是不同的，可以根据先行巴的结

55、果对设定的错位数进行略微的修正。修正的原则与产品的设计要求有关。2.3 mlcc产品设计的理论思路 理论上，对于一个新的瓷粉或者新批号的瓷粉，是可以通过理论计算来达到满足最终产品性能要求的。其使用的主要公式为： CkS/d，其中为瓷粉介电常数，S为有效电极面积，d为介质层厚度。 首先，要根据产品要求的工作电压定出相应的介质层厚度。因为介质层厚度越高耐压值越高，所以该步工作的目的是定出满足要求的最低介质层厚度。在不考虑串联分压的前提下，一般有：V击穿KV测量3kV工作其中，k为安全系数，不同的工作电压有不同要求的安全系数，一般为35。 设烧成后的陶瓷介质层厚度为d，流延膜片厚度为d0，该种陶瓷的

56、烧结收缩率为x，那么有：V击穿E击穿*dE击穿*d0*（1x） 故流延膜片的理论厚度：d03kV工作/E击穿*（1x） 然后，在知道流延膜片厚度d0的情况下，通过CkS/d计算求得需要的总面积。 最后，根据不同规格使用的丝网类型以及要求的总面积设计介质层数以及错位数。 上述思路只是理论计算的过程，在实际操作中因为数据重复性以及工艺误差等原因很难得到确定的数值以进行参考；一般都采用“理论过往设计”相对比的方法进行产品设计。2.4 叠层工序参数解释预压力Max值为10000Kgf，Min值为1500Kgf；只是压强值，对薄带的压力与薄带的有效面积有关。预压时间（叠压时间）Max值为320Sec，M

57、in值为0.01Sec；在叠压时，如果没有问题，低压短时间是最有效的。承载板预热时间Max值为320Sec，Min值为1Sec；承载板预热的作用：因为吸着板本身有一定的温度，预热可以增加下保护盖的温度，从而可以减小第一层介质与下保护盖的温差。所以，预热对减少第一层移位有一定的作用。主压台压力Max值为400000Kgf，Min值为3000Kgf。主压时间Max值为320Sec，Min值为1Ssec。主压开始压力（10000Kgf）主压上升时间Max值为320Sec，Min值为1Ssec；采用这种主压方式，可以增加稳定性，主压效果也较好。搬送台的吹风时间在叠压过程中有一个吹风动作，把介质膜片往下

58、吹。吹风量、吹风时间根据薄带特性来设定，一般在5-10Kpa、0.4-0.8Sec。剥离速度剥离台往左移动速度，100%额定速度为533mm/Sec。搬送台向上动作延迟时间作用：可以增强介质薄带的稳定性，减小静电对介质膜片的影响。无印刷运转给送薄带量给送薄带量的范围：140-190mm。一般情况下，给送薄带量根据薄带的剥离性、厚度来设定，一般为170mm。薄带的剥离性与陶瓷薄带跟PET膜的结合率有关。无印刷运转剥离台移动量剥离台移动量的范围：140-175mm。剥离开始时间（即吸着板下降后的吸附时间）范围：0.01-9.99Sec。膜带张力：范围：2-10Kgf。搬送台发热器预压台发热器主压台

59、上部发热器主压台下发热器2.5 叠层机的工作原理 叠层机有四种工作状态：a、有印刷自动叠片 b、自动单位叠片 c、无印刷自动叠片 d、手动操作。叠层机采用PLC（可编程控制器）自动化控制，每个动作都由PLC自动控制。叠层机只能工作于一种状态，从一种状态切换到另一种状态，必须先停机，才可以进入。（1）有印刷自动叠片运转 x轴方向最大错位量为9.999mm，y轴方向最大错位量为0.3mm。叠层机的计数方式：预压台上升一次就给PLC内部计数器送一个脉冲，计数器自动加一。 x轴、y轴、轴的伺服马达的转动量由Mark点的大小尺寸、位置尺寸、计数器的状态、错位数决定。Mark点大小尺寸范围：130010u

60、m，对应尺寸不能超过20um。 s大滚轴伺服马达的转动量由前后介质膜片两条停止线之间的距离决定（即印刷机膜带步进距离）。 P轴（剥离台）伺服马达的转动量由有印刷运转剥离台的移动量决定。叠介质膜片时，x轴、y轴、轴的伺服马达的转动量都为不定值，因此，影响叠层精度较多。（2）无印刷自动叠片运转 x轴伺服马达的转动量为定值，搬送装置从预压台到剥离台的距离为360000PLS；y轴的伺服马达的转动量为定值17000PLS；轴的伺服马达的转动量为定值9262PLS；s大滚轴伺服马达的转动量由无印刷运转给送薄带量决定；P轴（剥离台）伺服马达的转动量由无印刷运转剥离台的移动量决定。2.6 叠层工序过程异常处理 叠层工序的主要异常情况是起泡与移位。轻微的起泡可以通过加大主压压力和增加主压时间的办法来尝试改善；移位的情形较多，一般来说包括七种：第一层移位、整巴移位、局部移位、无规律的短轴移位、一个角移位、以一定角度规则性偏移以及Y轴方向的移动。这里主要针对第一层移位与整巴移位为例进行原因分析并提出处理办法。（1）第一层移位 第一层以为是指第一层介质膜片与其他层之间出现异常移位。产生的原因主要有可能为以下方面：