独石电容器瓷ppt课件.ppt

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1、第七章独石电容器瓷背景:电子技术（大规模集成电路、表面组装技术）的要求大容量、小体积、长寿命、高可靠性结构和工艺特点（1）涂有电极浆料的陶瓷坯体（多用薄片状）多层交替堆叠（2）陶瓷介质与电极同时烧成一个整体故称独石也称“多层陶瓷电容器”（MLCC，mutil-layersceramicsconductions)性能特点与应用优点：体积小、比容大、可靠性高应用：混合集成电路和其它小型化、可靠性要求较高的电路1一、独石电容器的特点1.1独石电容器（MLCC）的结构独石电容器是印有内电极的陶瓷膜以一定方式重叠形成的生胚经共同烧结后形成一个整体的“独石结构”，也称为多

2、层陶瓷电容器（MultilayerCeramicCapacitors）简称MLCC。2独石电容器（MLCC）的结构3451.2MLCC的特点具有体积小、比容大、等效串联电阻小、无极性、固有电感小、抗湿性好、可靠性高等优点。可有效缩小电子信息终端产品（尤其是便携式产品）的体积和重量，提高产品可靠性，顺应了IT产业小型化、轻量化、高性能、多功能的发展方向。6近几年全球电容器产量和价格降势推移图由于来自计算机、通讯市场、移动数码产品不断增长的需求，MLCC一直保持20%左右的年增长率。7不同型号MLCC的市场变化8MLCC发展的主要趋势9为什么要发展贱金属电极MLC

3、C？基于成本因素的考虑：Pd（钯）:Ag:Ni:Cu=80:3:1:1（价格比）Ni电极的独特优势：电阻率较Pd、Ag70-Pd30低，有助于降低等效串联电阻；电迁移速率小，电化学稳定性好；Ni内外电极连接的可靠性高；Ni-MLCC的机械强度高，抗折强度大；Ni熔点（1453℃）比Cu（1084℃）更高，作为电极有利于MLCC的烧结。10BaTiO3基抗还原材料的研究现状主要研究国家和地区：日本、欧洲、韩国、台湾地区。清华大学材料系、电子科技大学微固学院。产业化方面：国外：TDK、村田、京瓷、太阳诱电、Philips、三星等。国内：肇庆风华、深圳宇阳、潮州三环

4、、国巨苏州（台湾）、天津三星（韩国）、上海京瓷（日本）、北京村田（日本）等。111.3MLCC的分类1.3.1温度补偿型（I类）：以TiO2、CaTiO3、SrTiO3、MgTiO3为基。1.3.2高介电系数型（II类）：以BaTiO3为主成分。烧成温度>1300℃，电极用Pd、Pt（铂）。要求电极在烧结过程中不发生氧化、熔融、挥发、流失扩散现象。为了降低成本，必须尽可能地降低烧成温度，以便采用920℃以下烧成的银电极。12我国MLCC的生产以中低温烧结为主，分为：铅（Pb）系MLCCBaTiO3系MLCC：加助烧剂低烧MLCC中采用的内电极为Ag（<950℃

5、）或Pd-Ag（950～1000℃）电极。13二、独石瓷的主要系列2.1复合钙钛矿系2.1.1铌镁酸铅（PMN）系（低频MLCC）（1）性能：Tc=－12℃，ε（－12℃）=15000，tgδ＜0.01，烧成温度：1050℃（2）特点：介电常数高，烧结温度较低。14采用PbTiO3作为移动剂。性能：Tc=490℃ε（常温）=150烧成温度：1130℃特点：引入PbTiO3后，烧成温度提高到1230℃左右，但Tc向工作温区移动。（10～15mol％）15采用PbCd1/2W1/2O3作为助熔剂。性能：反铁电体Tc=400℃ε（常温）=90tgδ＜0.015αε=

6、+5000x10－6/℃烧成温度750℃，860℃熔融特点：瓷料烧结温度在920℃左右，可配合Ag电极的使用，可微调Tc。（生成液相，材料中的缺陷增多，活性增大）16为进一步改善瓷料的介电性能，在上述配方基础上外加PbO-Bi2O3-SiO2低温玻璃。特点：提高介质中液相对晶粒表面的润滑作用，防止晶粒长大。（0.7～1.0％）过多玻璃相会导致介电常数极大地下降，损耗增加。17工艺问题：在Pb(Mg1/3Nb2/3)O3的合成过程中，由于PbO的挥发，在500℃以上易生成低介电常数的焦绿石相（3PbO2-Nb2O5，简称P3N2）解决方法：添加PbO过量。两步合

7、成法MgO+Nb2O5→MgNb2O6PbO+MgNb2O6→Pb(Mg1/3Nb2/3)O3182.1.2铌铁酸铅（PFN）系（低频MLCC）由于Pb(Fe1/2Nb1/2)O3铁电体的Tc在112℃，室温下ε在2000左右，故必须加入合适的移动剂，将居里点移到室温下，以获得极高的介电常数。经验证明，当溶质和基质的结构中有一共同阳离子，则钙钛矿型固溶体的居里点随组分的固溶量作单向变化；如果没有共同的阳离子，则固溶体的居里点与组分固溶量之间存在一最小值。19常用的移动剂：Pb(Fe2/3W1/3)O3（PFW，Tc=-95℃）；Pb(Ni1/3Nb2/3)O3

8、（PNN）Pb(Zn1/3Nb2/3)