其他行業應用專題 | 高壓微射流均質機在MLCC行業的應用

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摘要：電子設備向微型化、高性能化發展，MLCC性能升級受傳統分散設備制約。本文聚焦高壓微射流均質機，其借高壓射流、剪切效應實現物料納米級分散，解決傳統設備痛點，覆蓋MLCC漿料制備等場景，優化產品性能。未來設備向連續化、高精度升級，為MLCC行業破瓶頸、助電子產業升級，供企業選型參考。

關鍵詞：MLCC；高壓微射流均質機；漿料制備；電子元件；性能優化

在電子設備向 “更小、更薄、更高性能" 邁進的浪潮中，作為電子電路核心元件的MLCC（多層陶瓷電容器） 正迎來技術挑戰。從5G基站、新能源汽車到智能手機，每一臺精密設備對MLCC的容量、可靠性、尺寸要求都在不斷升級，而這一切的突破，都離不開上游生產環節的 “隱形功臣"——高壓微射流均質機。

今天，我們就來深入聊聊這臺 “設備背后的設備"，看看它如何通過技術革新，為MLCC行業破解生產難題，助力電子產業高質量發展。

片式多層陶瓷電容器（Multi Layer Ceramic Capactitor，簡稱MLCC），被廣泛應用于通信設備、計算機、汽車電子、家電等領域，是目前所有電子產品中使用數量最多的元器件之一，其特性會直接影響電路乃至整個電子產品的功能，因此對其性能要求也越來越苛刻。^[1]

MLCC的生產流程復雜，涵蓋漿料制備、流延、疊層、燒結等數十道工序，其中漿料制備是決定最終產品性能的 “關卡"。

圖1：MLCC工藝流程

（資料來源：村田，申萬宏源研究）

MLCC內電極漿料的主要是由金屬粉體、無機粉體及有機載體3個部份組成。其中內電極生產所用的粉體材料要求純度高、粉體顆粒近球形、粒徑小及分散性好。良好的分散可以使漿料具有合適的流動性，從而在印刷過程中形成清晰、均勻的圖案。^[2]

陶瓷漿料是多層陶瓷電容器（MLCC）的基礎原料之一，用于形成多層陶瓷電容器的介電層。用于制備超薄介質膜片的陶瓷漿料顆粒是納米級的，很容易團聚。團聚顆粒嚴重破壞了漿料的分散效果，惡化 MLCC的電性能。高效分散處理可有效提升陶瓷漿料的均勻性。^[3]

圖2：MLCC結構圖

金屬粉體、無機粉體的粒度需與 MLCC 微型化、高性能需求精準匹配。金屬粉體（主流為鎳粉）方面，MLCC（如 0201 尺寸）多采用亞微米級（300~800 nm） 粉體，其比表面積適中（1~5 m2/g），既能通過分散劑實現單分散以保證漿料黏度穩定，又能在共燒溫度下致密化，適配 10~20 μm 的精細電極線寬.[4] 

無機粉體（以硼硅酸鹽玻璃粉為主）需略小于金屬粉體，主流為亞微米級（200~600 nm） ，可充分填充金屬粉體間隙，熔融后形成均勻過渡層，提升 MLCC 耐壓性與抗熱震性。

因此，在生產過程中，必須嚴格控制內電極漿料的分散質量。為得到分散效果好的印刷漿料，上機印刷前一般會進行慢磨分散，使得分散劑對納米粉體實現表面覆蓋，能均勻包裹粉體，在溶劑中形成較大的保護空間，使粉體在溶液中穩定分散。

無論是陶瓷粉體與粘結劑的混合，還是電極材料的分散，都對漿料的“均勻性、穩定性、細度"有著嚴苛要求：

• 若粉體分散不均，會導致流延膜厚度偏差，最終引發MLCC容量一致性差；

• 若顆粒團聚未被打散，燒結后易產生內部孔隙，直接影響產品耐壓性與壽命；

• 若粘結劑分布不均，會造成疊層時層間結合力不足，增加開裂風險。

傳統的攪拌、研磨設備（如球磨機）雖能完成基礎分散，但面對如今MLCC向“超多層、超薄介質層"（部分產品介質層厚度已小于1μm）的發展趨勢，早已力不從心 —— 不僅分散效率低、易引入雜質，更難以實現納米級別的均勻分散，成為制約MLCC性能提升的 “瓶頸"。

微射流均質機借助超高壓流體噴射對撞剪切作用，能很好實現物料（尤其是納米/亞微米級顆粒）的超精細、均勻分散，有效攻克傳統分散工藝中普遍存在的顆粒團聚、粒徑分布寬、批次穩定性差等核心痛點。它是保障陶瓷介質漿料分散質量的核心技術環節。^[5]

同時規模化生產型微射流均質機具備24小時連續工作、壓力穩定性好、靈活可調的單/多通道對撞模式、PLC全自動控制等幾大優勢，在實際行業應用中表現優異，反饋良好，為高效、穩定的規模化生產提供了堅實保障。

它的核心邏輯是“以流體剪切替代機械研磨"：將漿料加壓至數百兆帕（相當于深海數千米的壓力），隨后通過特殊設計的微通道（直徑僅幾十微米），使漿料產生高速射流、剪切、碰撞與空化效應。在這一系列物理作用下，團聚的顆粒被瞬間打散，物料實現分子級別的均勻混合，最終得到“高分散、高穩定、低雜質"的優質漿料。

圖5：PSI高壓微射流均質機原理圖

相較于傳統設備，它在MLCC生產中的優勢堪稱 “降維打擊"：

• 分散效率更高：傳統球磨機需數小時甚至數十小時的研磨，而高壓微射流均質機僅需幾分鐘到幾十分鐘，大幅縮短生產周期；

• 分散精度更優：可將顆粒粒徑控制在納米級，且粒徑分布均勻（PDI 值更低），適配超薄介質層MLCC的需求；

• 產品穩定性更強：均質后的漿料不易發生二次團聚，減少生產過程中的批次差異,保障了穩定性生產；

• 清潔性更優：設備內部無機械磨損部件，避免了傳統研磨帶來的金屬雜質污染，保障MLCC的電學性能。

圖6：PSI全系列產品線

品牌：意大利PSI，奧法美嘉公司代理

原理：高壓微射流均質機通過電液傳動的增壓器使物料在高壓作用下以極大的速度流經固定幾何結構均質腔中的微管通道，物料流在此過程中受到超高剪切力、高碰撞力、空穴效應等物理作用，使得平均粒徑降低，體系分散更加均一，由此獲得理想的均質、分散或穩定的結果。

應用：廣泛應用于電子、化工、電池、顏料、燃料、制藥、食品等行業，在MLCC中主要對陶瓷漿料進行分散，使陶瓷漿料更加均一穩定，方便后續流延、印刷等工藝。

從手機里的小小電容，到新能源汽車的動力控制系統，MLCC的性能直接關系到電子設備的體驗與安全。而高壓微射流均質機這樣的“幕后設備"，正是通過技術創新，為MLCC的性能突破提供了堅實支撐。

對于MLCC生產企業而言，選擇合適的高壓微射流均質機，不僅是提升生產效率的“選擇"，更是搶占技術高地的“戰略布局"。相信在不久的將來，隨著設備技術的持續迭代，我們將看到更多高性能、高可靠性的MLCC產品，為電子產業的發展注入新的活力。