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【資訊圖表】iPhone、電動車都要用,積層陶瓷電容早已深植在我們生活中!

你是不是也覺得LED燈泡剛面市的時候,光源容易閃爍、燈泡壽命太短汰換率過高動不動就要更換?LED燈泡開始普及後,有許多消費者基於節能的原因,開始嚐試換上它來取代傳統鎢絲燈泡,或是省電燈泡。沒想到花了數倍於傳統燈泡的錢,換來的反而是是更差的照明品質,甚至時不時要爬上爬下頻繁更換損壞燈泡,究竟是怎麼回事?一顆微小電子元件成為影響照明品質的關鍵,「電容」成了窩藏在 LED 燈泡裡的小祕密。
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與傳統白熾燈泡構造不同,每顆LED燈泡裡都存在電子電路,用來控制LED燈泡發光,而電容就嵌入在電路板上。電容是被動元件的一種,被動元件與主動元件差異在於被動元件是一種不會產生電力,但會耗用、儲存及/或釋放電力的電子元件。它導電濾除部份不穩定電流、短暫儲存電力以達到穩定效果。這顆用來調控電流、穩定電壓的電容,它的工作能力直接影響了整個燈泡的效能表現。不只是處理電流的能力,在高溫環境下能夠持續穩定運作,則是另個嚴苛的要求。積層陶瓷電容體積小、耐高溫的特性,大大提昇了LED燈泡的效能表現。


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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,隨便就是百顆起跳。鋁質電容單價最為便宜,但相對的體積大,工作穩定性也容易受到高溫影響,甚至漏液。鉭質電容的電容值表現最佳、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。同時也有對應高溫環境的工作能力,適用範圍相對也較大。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。
 
積層陶瓷電容(MLCC, multilayer ceramic capacitor)顧名思義,則是將多層金屬片設計堆疊、中間放置絕緣的介電層,封裝在一顆電容中,以增加金屬片整體面積來達到更佳的電容值。但因為金屬片的導電特性,並非在一顆電容中放入愈多層愈能達到這個效果,還需要考量到面積、位置,陶瓷粉末的粒徑,如何將金屬片與陶瓷結合等等因素。積層陶瓷電容的創新研發,目標就是在有效提昇電容值。


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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,每一項都是奈米等級的製造工藝技術,而工研院材化所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,並且技術轉移給台灣廠商。

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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,在生活裡出現的頻率絕不低於餐桌上的胡椒罐!

壞傢伙
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