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突破高容MLCC壁垒的关键:陶瓷粉体材料技术革新

时间:2023-12-07 14:00

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                                                       第一大壁垒:电子陶瓷粉体材料技术

      电子陶瓷材料是MLCC元件的重要原材料之一。电子陶瓷材料不仅包括陶瓷粉料,还包括主要原料钛酸钡粉和改性添加剂。钛酸钡常温下可以当作电介质材料。但是钛酸钡也有一些缺点,比如说介电常数变化大,不稳定。因此,需要添加改性添加剂才能够保证电子陶瓷材料的稳定性和可靠性。这些改性添加剂通常包括稀土元素,例如钇、钬、镝等,以保证电子陶瓷材料的绝缘性;还包括镁、锰、钒、铬、钼、钨等元素,以保证材料的温度稳定性和可靠性。一般来说,添加剂的重量占电子陶瓷材料的5%。添加剂和钛酸钡粉要均匀地分布在一起,以控制电子陶瓷材料的微观结构和电学特性。

       MLCC的成本由陶瓷粉料、内外电极、包装材料、人工成本、设备折旧以及其他成分构成。而陶瓷粉料在其中占据相当比重。在低容MLCC产品中,陶瓷粉料占据20%-25%的比例,而在高容MLCC产品中,该比例达到35%-45%。MLCC所需电子陶瓷粉料的微细度、均匀度和可靠性直接决定了下游MLCC产品的尺寸、电容量和性能的稳定。因此,MLCC厂商一般会在电子陶瓷粉料的制造过程中,优化材料的纯度和制备工艺,以保证所生产的MLCC产品具有更高的品质和稳定性。同时,在包装材料、人工成本、设备折旧等方面也需要进行管理和控制,以确保MLCC产品的成本控制和生产效率。

                                                              ▲MLCC成本结构

         工业化生产中使用的制备方法主要包括固相合成法、草酸盐共沉淀法、水热法等,溶胶-凝胶法及新提出的微波水热法均尚在实验室小试阶段。从产出瓷粉的质量来说,固相法和草酸法可用于规模化生产,但粉体颗粒较大、不够均匀,品质较低,市场售价相应较低;溶胶-凝胶法制备的粉体最为优质,市场售价最高,生产成本也相应较高,生产周期长,粉体容易团聚,不适于用作大批量生产;水热法生产的颗粒细且均匀,易于获得下游客户的认可,可用于较为高端的MLCC产品,相应的市场售价较高,而生产成本相对较低,因此业内普遍预测水热法将对其他制备工艺形成一定的市场替代。

                                                         ▲MLCC瓷粉制备工艺

           陶瓷粉料市场集中度较高,市场份额和先进技术都集中于日本。市占率方面,超过75%的瓷粉由日商供应。国瓷材料是国内首家、全球第二家成功运用水热工艺批量生产纳米钛酸钡粉体的厂家,也是中国大陆规模最大的批量生产并外销瓷粉的厂家,市占率为10%。国内厂商比如风华高科正加快建设国家重点实验室,BT01瓷粉性能达到国际先进水平。