MLCC (Multi-layer Ceramic Capacitors) hay tụ điện gốm đa lớp là loại tụ gốm được xếp chồng nhiều lớp màng gốm điện môi với các điện cực in (điện cực bên trong) theo kiểu so le. Sau khi trải qua quá trình nung ở nhiệt độ cao, chúng tạo thành một khối gốm duy nhất. Hai đầu của tụ điện được phủ một lớp kim loại để tạo thành điện cực bên ngoài, do đó MLCC còn được gọi là tụ điện nguyên khối.
Việc xếp chồng các lớp điện cực giúp tăng diện tích bản cực, từ đó tăng điện dung. Các đặc tính của MLCC thay đổi tùy thuộc vào vật liệu gốm được sử dụng làm điện môi, giúp tạo ra nhiều loại tụ có dung lượng lớn, đặc tính nhiệt tốt hoặc đáp ứng tần số cao.
MLCC được mệnh danh là “hạt gạo của ngành công nghiệp điện tử” nhờ vào kích thước nhỏ gọn, tỷ lệ dung lượng cao, dễ dàng lắp ráp SMT (Surface Mount Technology). Chúng được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử tiêu dùng, viễn thông, điện tử ô tô, thiết bị gia dụng,…
Trong tương lai, MLCC sẽ tiếp tục phát triển theo hướng điện áp cao, tần số cao, độ tin cậy cao, thu nhỏ kích thước và dung lượng lớn nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng khắt khe của thị trường.
1) Điện áp cao
Sự phát triển của thiết kế mạch trong các thiết bị nguồn và sự gia tăng nhu cầu về đèn LED dự báo sẽ thúc đẩy nhu cầu về MLCC có điện áp cao từ 3~4KV trong tương lai.
2) Tần số cao
Tần số hoạt động của MLCC đã đạt đến phạm vi sóng milimet. Để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất cao, đa chức năng của mạch điện tử, các linh kiện tích hợp (LSI) ngày càng có tần số hoạt động cao hơn. Điều này đòi hỏi một nguồn cung cấp năng lượng có độ trở kháng thấp hơn.
Do đó, nhu cầu về MLCC có ESR/ESL thấp, có thể hoạt động trong dải tần rộng từ MHz đến GHz, đang trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.
3) Độ tin cậy cao
Trong lĩnh vực điện tử ô tô, MLCC phải đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt như:
- Nhiệt độ cao
- Độ ẩm lớn (85%)
- Chịu lực uốn và chấn động mạnh
Ngoài ra, MLCC dùng trong ô tô phải đạt chứng nhận AEC-Q200, một tiêu chuẩn nghiêm ngặt đối với linh kiện thụ động trong ngành ô tô. Do đó, yêu cầu về độ tin cậy của MLCC sẽ tiếp tục gia tăng trong tương lai.
4) Thu nhỏ kích thước
Xu hướng thiết bị điện tử mỏng hơn, nhẹ hơn và đa chức năng đã thúc đẩy MLCC phát triển theo hướng siêu nhỏ gọn.
- Người tiêu dùng ngày càng ưa chuộng các thiết bị di động siêu mỏng nhẹ, khiến linh kiện điện tử cũng phải thu nhỏ kích thước.
- Điện thoại thông minh ngày càng có nhiều tính năng hơn, làm tăng đáng kể số lượng linh kiện trong thân máy. Để tối ưu không gian, MLCC phải được thu nhỏ hơn nữa.
Trong giai đoạn 2008 – 2016, các MLCC kích thước 0402 và 0201 chiếm ưu thế trên thị trường điện thoại thông minh. Trong tương lai, 01005 và 008004 sẽ trở thành tiêu chuẩn mới.
5) Dung lượng lớn
Sự phát triển không ngừng của các thiết bị điện tử đòi hỏi MLCC có dung lượng lớn hơn để đáp ứng các nhu cầu:
- Pin dung lượng cao: Sạc nhanh và ổn định yêu cầu MLCC có dung lượng lớn hơn.
- Giảm số lượng tụ trong mạch: Một số mạch điện tử có xu hướng sử dụng tụ dung lượng cao để giảm số lượng MLCC cần thiết, giúp tối ưu không gian và hiệu suất mạch.
Kết luận
MLCC tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp điện tử. Xu hướng phát triển của MLCC trong tương lai tập trung vào điện áp cao, tần số cao, độ tin cậy cao, thu nhỏ kích thước và dung lượng lớn, giúp đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường thiết bị điện tử tiên tiến.