薄膜MLCC的技术报告

本文讨论了传统MLCC技术的最新技术，并将该技术与潜在的MLCC薄膜制造技术进行了比较,讨论了MLCC制造、相关限制、潜在制造技术和设计理念方面的薄膜技术的实用性。同时还考虑了电子行业的总体趋势的影响、MLCC形状因子的预期演变以及薄膜技术作为一种潜在可行的未来MLCC制造方法的一般器件要求。

由于传统MLCC工艺的基本限制，结合薄层薄粒钛酸钡铁电介质，MLCC技术可能会开始滞后于“MLCC曲线”，薄膜技术长期以来一直被认为是MLCC的下一个技术，然而，薄膜技术在制造高层计数器件方面有基本的局限性。此外，薄膜高K介质与厚薄膜基高K介质相同的K还原相同，因此，需要考虑新的电容器结构来最大化最大的体积电容的VE，使高VE能够实现，而不受多层薄膜工艺的相关成本和限制。这些结构很可能包括浸渍一个复杂的多孔结构。此外，很可能会使用混合浸渍和阳极化过程来实现。

图1显示了自ca以来0603MLCC的电容和VE的增加,这种增加很好地符合一个关系，表明对于0603外壳尺寸，最大可用电容和VE随着时间的推移以超过摩尔定律的速度增加，大约每13到14个月增加一倍(摩尔定律为大约18个月)。为了实现这一令人印象深刻的速度，MLCC的所有设计参数都随着时间的推移而变化。

图2表明，对MLCC VE和电容增加速率的最大贡献是减少介电厚度和增加有效计数的组合,随着介电介质厚度在~0.8µm以下明显下降，这一趋势是否会继续下去还值得怀疑,造成这种怀疑的普遍原因是，所使用的介电介质需要在每个介电层的厚度上有几个晶粒，以便使这些基于baTIo3的2类介质适当可靠,虽然每层晶粒数量也随着时间的推移而减少，但除非引入介电材料的突破技术，每层介电晶粒数量可能不会低于~4。考虑到这一点，预计的介电晶粒尺寸将需要显著减少，以实现如图5所示的预计的介电厚度目标。

此外，这些计算和预测是通过假设K没有，也不会随着时间（或介电厚度）发生明显的变化而进行的，可以开发替代材料，如弛豫介质，尽管它们通常含铅，并且大多数主要的MLCC制造商由于各种法律和环境监管原因而避免。从以上讨论可以明显看出，传统的MLCC材料和制造技术将很难跟上“MLCC曲线”的步伐。介电厚度小于0.2µm的MLCC，结合1800多个活性层，产率高，可靠性好，成本有竞争力，采用传统材料和MLCC制造技术制造，难以理解，如果传统的MLCC材料和制造技术开始滞后于“MLCC曲线”，那么颠覆性技术的机会就会出现，多层薄膜技术长期以来一直被认为是MLCC的下一个技术，取代传统的MLCC技术来制造高VE，然而，这种预期还有待实现，薄膜工艺对多层结构有相关的基本限制。因此，有必要开发一种与传统方法一样利用可移动衬底的制造工艺。