【技术】多层陶瓷电容器的两种电极组成材料PMEs和BMEs应用优势对比

时间： 2022-08-19 来源：Knowles

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多层陶瓷电容器 (MLCCs) 由两种材料组成——陶瓷介电材料和金属电极材料。分层金属电极和陶瓷电介质（图 1.）可实现能够产生高电场的电压，最终允许MLCCs调节电流并防止器件之间的电磁干扰。MLCCs中常用的电极有两种：一种是含有钯银的贵金属电极 (PMEs)，另一种是含有镍或铜的贱金属电极 (BMEs)。每种电极类型在电容器世界中占有一席之地是有原因的。本文Knowles（楼氏电容）将探讨在选择电极材料时要牢记的不同特性，特别是对于高可靠性应用。

图 1. 多层电容器中的层。

传统PME MLCCs的优势

使用钯银设计的PME是MLCC行业中建立的第一种电极材料。作为一项历史悠久的成熟技术，PME为所有细分市场提供稳健性和久经考验的长期可靠性。其介电厚度符合军用规格MIL-PRF-55681和MIL-PRF-123，它们为高可靠性应用设定了严格的最小值。

通过设计，PME早在制造时就消除了可靠性问题。烧结MLCCs中的电极和介电材料的热处理过程不会像BME MLCCs那样对PME MLCCs产生负面影响。为了防止BME MLCC制造的热处理过程中发生氧化，工程师必须创造一种有助于去除润滑剂、减少表面氧化物并防止氧化的烧结环境。虽然这种作用可以阻止氧化，但同时会降低绝缘电阻。

BME的优势

BME采用镍和铜设计，是一种较新的MLCC电极技术。BME MLCCs提供了比钯银更具成本效益的选择，市场已经接受了这种经济价值。BME MLCCs占全球II类陶瓷电容器的99%。在合适的制造条件下，BME MLCCs可以像PME MLCCs一样满足可靠性和性能测试要求。

BME MLCCs具有更均匀的微结构（即晶粒），以适应体积效率——更大体积的电极和介电层，因此在更小的外壳尺寸中具有更高的电容。随着电子产品越来越小，它们的小尺寸是一个主要优势。

如前所述，BME MLCCs的设计要求和制造考虑存在可靠性问题；但是，有一些条件可以防止过早的失效。要求，如最小电介质厚度，根据性能研究设定标准。如果 BME MLCCs满足这些期望，设计团队就有信心避免过早出现故障。仔细的部署考虑，如避免高水平的机械应力，也降低了失效的可能性。

随着技术的发展和更多性能研究的出现，高可靠性电子行业越来越接受BME电容器。国防后勤局 (DLA) 根据MIL-PRF-32535创建了专为BME MLCCs设计的军用规范，NASA批准了一组BME MLCCs用于其航空航天和军事计划。

PME和BME：两者都有一席之地

在当今的电子领域，仍然需要两种电极技术。PME MLCCs的成熟度及其久经考验的可靠性提供了信心，而较新的BME MLCCs在基于成本和尺寸规格的商业应用中处于领先地位。随着时间的推移，预计BME MLCCs将被更广泛地接受为高可靠性应用的选择。

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