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科技專案成果

iPhone、電動車都要用,積層陶瓷電容早已深植在我們生活中!
發佈日期:2019-12-06
單位:財團法人工業技術研究院
案例年度:2019
簡介:
在經濟部技術處科技專案支持下,工研院研發了積層陶瓷電容關鍵材料技術,具備體積小、耐高溫的特性,大大提昇了LED燈泡的效能表現。

特色:

讓LED燈泡不再閃爍的小秘密

 
許多消費者基於節能的原因,嘗試換上LED燈泡來取代傳統鎢絲燈泡,或是省電燈泡,卻沒想到花了數倍傳統燈泡的錢,反而有時感覺照明品質不如傳統燈泡,甚至時不時須更換損壞燈泡,究竟是怎麼回事?其實關鍵因素在LED燈中的電容,就是這顆微小電子元件影響照明品質。
 
與傳統白熾燈泡構造不同,每顆LED燈泡透過電子電路控制LED燈泡發光,而電容就嵌入在電路板上,最大的用途在於濾除或調節部份不穩定電壓、藉由其短暫儲存電力以達到穩定效果。而用來調控電流、穩定電壓的電容,其工作能力影響了整顆燈泡的效能。燈泡內的電容不光是具有處理電壓電流的功效,還必須要高溫環境下持續穩定運作才行。在經濟部技術處科技專案支持下,工研院研發了積層陶瓷電容關鍵材料技術,具備體積小、耐高溫的特性,大大提昇了LED燈泡的效能表現。
 

陶瓷電容、鋁質電容、鉭質電容比較

 
以理論來說,每個IC晶片都需要配置一顆對應的電容,但在電路設計時,有可能會使用一顆電容同時對應多顆IC,同時也會考慮不同電容的特性,交錯應用於電路板上。電容器的種類共有三種,除了陶瓷電容之外,還有以往較常採用的鋁質電容和鉭質電容,日常生活中所接觸到的各種電器用品,甚至是車輛都要用上它們,任一產品中隨便就是百顆起跳。鋁質電容單價最為便宜具有的電容量也較大,但相對的體積大,工作穩定性也容易受到高溫影響。鉭質電容的電容值中等,溫度穩定性佳、但單價成本較高,也有一定體積,因此較常應用在中大型3C用品。
 
陶瓷電容則是體積最小的一類,雖然電容值不是特別高,但可因應需求變化,適應性高。其優點在於可對應高溫環境的工作能力,適用範圍相對也較大,過去來說其承受電壓的能力較差,但因新材料技術開發,目前已有耐電壓的產品推出。
 

積層陶瓷電容是什麼

 
積層陶瓷電容器的製作過程需要經過八大程序,生胚成形、電極印刷、疊層技術、切割技術、陶瓷及金屬電極材料、本體燒結技術、端電極技術、電鍍技術,每一項都是奈米或次微米等級的製造工藝技術。
 
工研院研究之無機陶瓷粉末的高效混合分散技術,有效提高積層陶瓷電器在中高電壓的應用,從製程最源頭的粉末切入,在生胚成形前的調漿階段就試著調製出具更高效益的陶瓷漿原料,再配合電路印刷、疊層技術,反覆測試找出效能最佳的參數組合,並且已經技術轉移給臺灣廠商。
 

電動車、5G、手機都要MLCC

 
手機、電視、電腦、電動車,只要是電子產品,沒有不用到電容的。而在電動車、無人駕駛車大勢所趨的開路帶領之下,積層陶瓷電容的市場需求更是大幅增加,一顆可以小如胡椒粒的積層陶瓷電容,隨著電子產品的發展成長也日益重要,對你我生活有著重大的影響。

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