多層陶瓷電容器MLCC介質(zhì)材料研究進展PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1多層陶瓷電容器多層陶瓷電容器MLCC介質(zhì)材料研究進展介質(zhì)材料研究進展MLCC概述MLCC的組成MLCC介質(zhì)材料的性能MLCC介質(zhì)材料分類及其改進方法MLCC介質(zhì)材料生產(chǎn)工藝流程MLCC的發(fā)展趨勢第1頁/共15頁多層陶瓷電容器(MLCC) n多層陶瓷電容器(MLCC)是由電介質(zhì)陶瓷薄膜和內(nèi)電極相互交替重疊而成的一種新型片式元件。n具有高的電容量、低的介電損耗、高的抗擊穿強度、優(yōu)良的抗熱震性和耐腐蝕性。第2頁/共15頁Logo多層陶瓷電容器(MLCC) 軍事中 （雷達）石油鉆井 移動通信 電源汽車工業(yè)測量儀器航天航空第3頁/共15頁照明鎮(zhèn)流器雷達MLCC陶瓷片第4頁/共15頁精細化陶瓷粉體

2、 內(nèi)電極金屬漿料外電極材料 有機粘合劑 MLCC的主要原材料 ：第5頁/共15頁MLCC的應(yīng)用領(lǐng)域決定了其介質(zhì)材料必須具有以下性能：n高介電常數(shù)n良好的介溫特性；一般來說，在工作狀態(tài)下，電容器的電容隨溫度的變化越小越好。n高絕緣電阻率n介電損耗小，抗老化第6頁/共15頁介電常數(shù)MLCC的比容與材料的介電常數(shù)關(guān)系如下：C電容 V體積 C/V比電容 T介電層厚度 為介電常數(shù)在介電層厚度確定的情況下，材料的介電常數(shù)越高，電容器比電容越大。 介電材料的介電常數(shù)越高，越易于實現(xiàn)電容器的小型化，這是目前電容器的一個發(fā)展方向。自從MLCC問世以來，其比容一直不斷上升，介電層的厚度不斷下降。 第7頁/共15頁

3、鉛基復(fù)合鈣鈦礦體系 BaTiO3 體系烏青銅結(jié)構(gòu)體系MLCC介質(zhì)材料可以歸結(jié)為下列三種體系：具有較高的介電常數(shù)，被廣泛用作低頻大容量電容器介質(zhì)。純BaTiO3在不同溫度存在多種相變并且在居里溫度處介電常數(shù)隨溫度變化劇烈，當溫度超過居里溫度后，其介電常數(shù)急劇降低?；咎卣魇谴嬖贐O6式氧八面體，這些氧八面體以頂角相 連構(gòu)成骨架。介電常數(shù)高，但遷移率大的堿金屬離子K的引入，決定了其可靠性不高，另外該體系介質(zhì)損耗大且介電性能不穩(wěn)定。具有高于BaTiO3 體系的介電常數(shù)可以在低于1100的空氣中燒結(jié)體系材料生產(chǎn)MLCC的工藝復(fù)雜容易造成環(huán)境污染第8頁/共15頁LogoDiagram 2BaTiO3體系

4、是最適宜于制備大容量MLCC的環(huán)保材料。然而，BaTiO3屬于鐵電體，其居里溫度約為l30，純BaTiO3的容量溫度系數(shù)大，介質(zhì)損耗高，介質(zhì)容易老化。種類種類常溫介電常數(shù)常溫介電常數(shù)介溫特性介溫特性有待改善有待改善BaTiO3 體系體系較高較高良好良好穩(wěn)定性要求高穩(wěn)定性要求高烏青銅結(jié)構(gòu)體系烏青銅結(jié)構(gòu)體系較高較高一般一般可靠性不高，介質(zhì)損耗可靠性不高，介質(zhì)損耗大大鉛基復(fù)合鈣鈦礦體鉛基復(fù)合鈣鈦礦體系系最高最高良好良好工藝復(fù)雜，污染環(huán)境工藝復(fù)雜，污染環(huán)境第9頁/共15頁如何提高BaTiO3陶瓷介電性能的高溫穩(wěn)定性？改進措施主要途徑： 形成殼一芯結(jié)構(gòu) 提高居里點 展寬居里峰 主要方法 ： 摻雜改性（使

5、用最為廣泛） 工藝優(yōu)化 微觀結(jié)構(gòu)控制 第10頁/共15頁介質(zhì)材料的工藝流程配料球磨過濾、干燥預(yù)燒二次球磨過濾、干燥過篩成型排塑燒結(jié)精修上電極燒銀極化測試1.原料處理：要求原料細度一般不超過2um。 （轉(zhuǎn)動球磨機、振動球磨機、氣流粉碎法 ）2.預(yù)燒：（4個階段）線性膨脹、固相反應(yīng)、收縮、晶粒生長3.成型：軋膜、壓型、等靜壓（成型之前需要加入粘合劑）第11頁/共15頁介質(zhì)材料的工藝流程配料球磨過濾、干燥預(yù)燒二次球磨過濾、干燥過篩成型排塑燒結(jié)精修上電極燒銀極化測試4.排塑：加溫排去成型后生坯中的粘合劑、水5.上電極：涂布銀烘干，裝爐，加熱到750，保溫1020分鐘（真空蒸鍍、化學(xué)沉積）6.極化：在直流