News
新闻资讯
钛酸钡粉体粒径对MLCC性能的影响
2023-07-08
作者:
浏览量:
前言:
随着电子元器件的不断发展,它们正朝着片式化、微型化、高频化、宽频化、高精度化、集成化和绿色环保化的方向迈进。作为其中的一种元件,MLCC产品也在追求微型化、高比容化、高温稳定性和高可靠性等特性。为了满足这些性能要求,我们需要着重研究钛酸钡(BaTiO3)材料。钛酸钡作为电介质材料,具备出色的介电性能,具有高介电常数、低介质损耗和良好的可调性。通过引入微量的改性化合物,我们能够广泛调整材料的介电常数和居里温度。此外,通过调整钛酸钡粉体的粒径,还可以制备出超薄的电容器陶瓷介质。本研究的重点是探讨在相同改性添加材料的基础上,钛酸钡粒径对MLCC产品性能的影响。贴片电容批量购买渠道
实验:
陶瓷粉的制备
我们采用水热法制备了不同粒径的BaTiO3粉体(纯度大于99.9%,Ba与Ti摩尔比为0.998~1.000,晶胞参数c/a大于1.002)。然后,我们按照相同的比例将这些粉体与改性化合物混合,得到了不同粒径的陶瓷粉体。深圳电容检测贵吗?

粒径200nm和400nmBaTiO3粉体的扫描电子显微镜(SEM)图像如图1所示。

MLCC样品制作
我们取了表1中各种粒径的陶瓷粉体,每种粒径各取5kg,然后分别与有机溶剂(甲苯与无水乙醇比例为1:1)、黏合剂(PVB树脂与陶瓷粉体比例为7:100)以及其他改性氧化物混合。通过高速研磨机进行研磨和分散,形成陶瓷浆料。我们使用超平整高精度薄膜流延机制作了8μm厚的介质膜,并在介质膜上使用镍电极浆料印刷内电极。通过叠层机往复错位地叠加250层介质膜,然后经过等静压致密化后切割成陶瓷生坯。将陶瓷生坯在氮气氛下加热到450℃,排胶40小时后,再用钟罩炉烧结成陶瓷芯片。最后,我们对陶瓷芯片进行倒角抛光、封端、烧端和电镀处理,制作出了标称电容量为4.7μF、额定电压为100V,尺寸为1210规格(长宽厚为3.2mm×2.5mm×2.5mm)的MLCC样品。电容贸易商,mlcc应该找谁买,找谁买电容靠谱?
结果与讨论:根据表1中的要求制作MLCC产品时,由于颗粒大小的不同,瓷体的烧结温度会有所差异,但其他工艺步骤基本相同。一般而言,粉体的粒径越小,其表面活性越大,烧结过程就越容易进行,并且所需的烧结温度较低。在使用相同的改性添加剂(Dopant)的情况下,针对表1中不同粒径的BaTiO3粉体,我们会制定适当的烧结温度,以确保瓷体的致密性,并且使瓷体的晶粒生长均匀(如图2所示)。国产电容小众品牌

从图3的曲线可以看出,不同粒径对常温下MLCC的介电常数(DK)和损耗因数(Df)有影响。随着BaTiO3粒径的增大,产品的介电常数和介电损耗都会增加。在水热法合成BaTiO3粉体的过程中,晶粒的生长从立方相向四方相的转变。随着陶瓷晶粒尺寸的增大,四方相的含量也会增加,而四方相具有较高的介电常数。因此,当粉体的粒径较大时,MLCC会表现出较高的介电常数。检测电容找乃棠

图3 不同粒劲BaTIO3制备的MLCC的介电常数和损耗函数
另一方面,随着晶粒尺寸的减小,单位体积内低介电常数的晶界所占比例将明显增加,高介电常数的晶粒芯所占比例则会降低。此外,小晶粒尺寸的BaTiO3粉料具有更大的比表面积,与改性剂的接触更充分、更均匀。在烧结后,改性剂渗透使得晶界的占比进一步增加。低介电常数的晶界数量增加对产品的介电性能起到"稀释"的作用。综上所述,在200nm~500nm的尺寸范围内,BaTiO3粉料的粒径越小,所制备的MLCC产品的介电常数越低,损耗也随之降低。我们还进行了以200V/s的升压速率测试产品的击穿电压,结果如图4所示,展示了不同粒径对MLCC的击穿电压和绝缘电阻的影响。买电容需要注意什么

图4 击穿电压与BaTIO3粒度的关系
在额定电压下测试产品的绝缘电阻,结果如图5所示。
图5 绝缘电阻与BaTiO3粒度的关系
随着晶粒尺寸的减小,绝缘电阻和击穿电压也相应增加。为了防止镍内电极氧化,产品在烧结过程中需要使用含有高浓度H2的还原性气氛。H2的含量是影响产品绝缘性能优劣的主要因素之一。由于表1中的四组产品在相同的气氛下进行烧结,所以它们的绝缘电阻处于相同的数量级。然而,正如前文所述,具有较小晶粒尺寸的产品介质层中晶界的比例更大,晶界具有较高的绝缘特性,因此较小晶粒产品表现出更好的绝缘性能和耐压特性,这导致了表1中四组产品的绝缘电阻之间的显著差异。贴片电容正规渠道

图6 不同粒劲BaTIO3制备的MLCC的温度特性对比
观察图6可以看出,晶粒尺寸越小,产品的容量变化率-温度曲线越平坦。一般认为,在产品烧结后,由于改性剂的存在,介质层中的晶粒呈现"芯-壳"结构,这种结构使得BaTiO3的介温曲线变得平坦。研究表明,"芯-壳"结构的BaTiO3的高温介电常数取决于晶粒芯的体积分数,而低温介电峰的强度则取决于晶粒壳的体积分数。初始的BaTiO3粉料粒径会影响晶粒壳的体积比例。在200~500nm的范围内,较小晶粒尺寸会导致晶粒壳的体积比例增加,晶粒芯的体积比例减小,使得产品在低温和高温区间的容量变化率较小,具备更好的温度特性。新永利是芯声的代理

不同粒度对MLCC的加速老化(HALT)也产生影响。由于MLCC的实际使用寿命较长,可以通过对其进行电压和温度的加速老化来预测其寿命。使用阿伦尼乌斯公式(Arrhenius Equation),以实验中测得的温度和电压等数据作为参数,可以推算出产品在市场应用环境中的使用寿命。其中,LX代表市场应用预估寿命,LH代表加速试验截尾时间,VX代表市场应用电压,VH代表加速试验温度,TX代表市场应用温度,TH代表加速试验温度,K代表玻尔兹曼常数,Ea代表激活能,n代表电压加速因子。根据经验,一般MLCC的Ea取值在1.0之间。本次实验中取Ea=1.2eV,n=3.5,这个近似值是合理的。实践和数学理论表明,MLCC的失效分布可用韦伯分布(Weibull Distribution)来描述。国产高性价比贴片电容品牌芯声

图7 不同粒劲BaTIO3制备的MLCC加速寿命韦伯分布拟合
根据拟合数据计算可得到每组样品的加速试验截尾时间,从而推算出样品的实际使用寿命,见表2。电容uf是什么意思

随着所使用的BaTiO3晶粒尺寸的减小,产品的实际使用寿命显著增加。什么是电容 起什么作用
结论:MLCC产品的性能在很大程度上受到BaTiO3粉料的粒径大小的决定性影响。随着所使用粉体的粒径减小,产品的介电常数和损耗均减小。小粒径产品具备良好的绝缘性能和耐电压特性,并且其温度特性也有所变化。需要注意的是,BaTiO3粉料的粒径对产品的使用寿命有重要影响,小粒径的BaTiO3产品具有显著的使用寿命延长效果。因此,在200~500nm尺寸范围内,采用小粒径的BaTiO3粉料能够显著提升MLCC产品的电性能和可靠性。电容并联怎么计算
文章内容整理自网络,仅作为学习交流使用,如有侵权请联系沟通。
暂无数据