一颗MLCC内部,数百到上千层超薄陶瓷介质与内电极交替堆叠。要让微细粉体均匀成膜、精准印刷并稳定叠合,粘结剂是不可或缺的一环。它参与陶瓷浆料的流延成型,影响内电极浆料的印刷表现与层间结合,关系到生瓷带强度、叠层加工稳定性和后续脱脂烧结质量。

MLCC制作工艺示意图(来源:Materials 2024, 17(10), 2277)
按应用工序划分,MLCC粘结剂主要有三种类型:介质层流延以PVB为主流粘结剂,内电极浆料以乙基纤维素为主,外电极涂层和水性流延体系则以丙烯酸类树脂为代表。下面从各类型的作用、性能要求以及产业现状几个方面逐一梳理。
PVB(聚乙烯醇缩丁醛)主要用于陶瓷介质浆料和流延生瓷带,能够使BaTiO₃粉体粘结形成具有一定柔韧性和机械强度的生瓷片,便于后续印刷、叠层和切割。它通常与增塑剂、溶剂等配合使用。PVB在浆料中的质量占比通常为7%至16%,具体取决于介质层厚度和产品规格。PVB在内电极浆料中也常与乙基纤维素复配使用,乙基纤维素提供溶解性、印刷性和燃烧分解性,PVB则提升生瓷带与内电极干燥膜的密着强度。
MLCC用电子级PVB的壁垒集中在纯度、分子量及分布和批次一致性。痕量金属离子需控制在ppb级别,钠、钾、铁等残留会引发漏电、介电击穿和耐压失效。分子量一般在9-12万,低分子量PVB用于超微型MLCC,高分子量用于车规和高压产品。分子量分布一般要求控制在2.0以内,分布过宽会造成浆料团聚和流延针孔和生片分层。
AI服务器MLCC介质层更薄、叠层更密,单位产品PVB消耗量较消费级MLCC增加约20%,为第一大增长引擎。2026年全球MLCC专用PVB需求约2800吨,有效合规供给约2000吨,缺口接近30%。日系厂商交期延长至16周以上,高端AI服务器适配型号现货价格年内涨幅超过35%。日本积水化学在MLCC专用PVB领域份额约70%,可乐丽份额次之,两者合计占据全球90%以上份额。积水化学以S-LEC B系列和S-LEC BK系列为主,可乐丽以Mowital系列为主,两者产品线覆盖消费级到车规级全品类,长期作为浆料配方设计的参照基准。

(来源:积水化学)
国产替代的主要变量是皖维高新。其MLCC专用PVB产能约500吨/年,覆盖手机微型、消费电子通用主力、车规级、军工及AI服务器高频型号,且已风华高科、三环集团、火炬电子、宇阳科技全流程测试并进入批量供货阶段。皖维产品价格较日系低20%至30%,2026年上调15%至20%,高端AI服务器适配型号现货涨幅超过35%。皖维目前MLCC专用PVB年产能500吨,规划2027年将年产能扩至1500吨,若按期落地,国产PVB将从补充角色转为重要供应来源。

粘合剂级PVB树脂产品(来源:皖维高新)
乙基纤维素(EC)是MLCC内电极镍浆中使用最广泛的粘结剂。它可以帮助镍浆分散使浆料具备适当的粘度、印刷时不易拉丝、印后形状保持良好,同时与介质层有足够的粘附力。但EC存在以下不足:
·EC燃烧分解会有残留:内电极镍浆须在氮气气氛下烧结以防止镍氧化,而惰性气氛不利于有机物彻底分解,排胶后生坯中通常仍有0.3%至3.0%的残留碳。残留碳会妨碍金属粉烧结颈的形成、影响电极致密性和连续性。
·EC在单独使用时附着力不足:常与PVB复配以提升生瓷带与内电极干燥膜的密着强度,但EC+PVB体系有机物总量增加,在氮气气氛下的热分解残留问题更为突出。
针对这些痛点,日本日油(NOF)开发的丙烯酸类功能助剂MARPROOF AM-515与EC复配后,粘合强度维持在同等水平,且能促进EC的分解,450°C和500°C恒温保持后的残渣量明显低于EC单用或EC+PVB体系。MLCC电性能验证中,EC+AM-515方案的与EC单用方案基本持平,但排胶残留更低,对高层数镍内电极MLCC尤为有利。
在公开的MLCC配方研究和专利文献中,陶氏(Dow) ETHOCEL系列广泛引用,其中,有专利记录将STD-45、STD-200、STD-300用于制备叠层陶瓷电容器内电极导电浆料。此外,亚什兰(Ashland) AQUALON EC系列在MLCC及相关陶瓷应用中也有使用记录。目前,国内EC基础树脂的供应能力集中在医药级和工业级,尚未有用于MLCC领域的公开资料。而在与EC复配的“促分解+增粘”双功能助剂目前仍由日油等企业主导,国产替代尚待突破。
丙烯酸类树脂可用于部分水系或有机体系的陶瓷浆料、成膜及粘结配方。其优势在于能够通过聚合物结构设计调节成膜性、柔韧性和粘结强度。其主要使用场景有:
一、外电极浆料的低温分解型粘结剂。
外电极铜浆涂覆在烧结后的MLCC芯片端头,在惰性气氛下焙烧以防止铜氧化。该工序对粘结剂的核心要求是分解温度低、残留少,碳残留过高会影响电极外观、导电性和焊接可靠性。积水化学S-LEC AS M系列是专用于印刷浆料的低温分解丙烯酸类粘结剂,应用场景包括MLCC、散热陶瓷基板和电极材料等。该应用粘结剂用量小于介质层流延浆料,但对排胶洁净度要求极高。
二、水性流延体系的粘结剂。
水性流延以水替代有机溶剂,粘结剂选项包括聚乙烯醇(PVA)、纤维素醚和聚丙烯酸酯等。其中水性聚丙烯酸酯的热分解温度低、高温排胶后残余杂质少,更适用于高层数、大容量镍内电极MLCC。日本日油开发的水性丙烯酸粘结剂Marproof AE-002,用于MLCC生坯和陶瓷基板成型,具备良好热分解性和高温储存稳定性,低添加量即可实现高强度生片成型。国内产业端,深圳好电科技也有推出电子元器件用的流延成型粘结剂,具备分解温度低、分解残碳低、适配水性及油性体系等特点,可用于陶瓷叠层电感、陶瓷基板和LTCC等精密陶瓷产品。

流延成型用粘结剂HDC114(来源:深圳好电科技)
但水性丙烯酸路线的产业化进度仍落后于PVB溶剂体系。陶瓷粉体在水中的分散稳定性控制难度更高,流延膜片的干燥收缩行为也与溶剂体系不同,这限制了其在高精度超薄介质层上的应用。目前整体处于试制品验证阶段,与规模化量产尚有距离。
本文介绍了三种MLCC粘结剂。PVB方面,全球供给由积水化学等主导,国产皖维高新已进入MLCC供应链。EC方面,基础树脂供应相对成熟,但内电极浆料所需的功能助剂仍由日系企业掌握,国产替代尚处空白。丙烯酸类树脂方面,外电极低温分解粘结剂已有日系产品长期使用;水性流延方向,国外日油AE-002和三星电机已处于试制品阶段,国内好电科技也推出相关产品,但尚未进入MLCC量产阶段。
粉体圈Sherin整理