烧结工艺对01005高容片式MLCC性能的影响.pdf
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1、电子工艺技术Electronics Process Technology602023年5月第44卷第3期电子组装疑难工艺问题解析摘要:相较于钟罩炉烧结和隧道炉烧结,01005规格的薄层高容多层陶瓷电容器产品采用辊道炉快速烧结的方式,有效改善了陶瓷介质和内电极的烧结收缩差异,降低了内应力,防止内电极孔洞及团聚的发生,确保烧结后内电极平整且连续,显著提高产品电性能及高温寿命,使产品性能满足要求。关键词:烧结工艺;高容;片式;MLCC;性能中图分类号:TN605文献标识码:文章编号:1001-3474(2023)03-0060-03Abstract:Compared with the sinteri
2、ng of bell jar furnace and tunnel furnace,the MLCC products of 01005 specifi cation adopts rapid sintering process with roller hearth kiln,which effectively improves the difference in sintering shrinkage between ceramic dielectric and inner electrode,reduces the internal stress,prevents the occurren
3、ce of holes and agglomeration of inner electrode,and ensures the inner electrode smooth and continuous after sintering.Signifi cantly improving the electrical performance and high temperature life of the products,and ensuring that the products performance to meet the requirements.Keywords:sintering
4、process;high capacity;MLCC;propertiesDocument Code:A Article ID:1001-3474(2023)03-0060-03烧结工艺对01005高容片式MLCC性能的影响Influence of Sintering Process on Properties of 01005 High-capacity MLCC黄木生,江孟达,朱琪,向勇,郭一飞,林显竣HUANG Musheng,JIANG Mengda,ZHU Qi,XIANG Yong,Guo Yifei,LIN Xianjun(广东微容电子科技有限公司 广东 罗定 527200)(G
5、uangdong Viiyong Electronic Technology Co.,Ltd.,Luoding 527200,China)0 引言近年来,随着电子信息产业的快速发展,电子计算机、移动终端、智能穿戴等通讯设备越来越小型化和智能化,迫切需要电子元器件向小型化、高性能化、多功能化方向发展1。多层陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitors,MLCC)作为最主要的电子元器件之一,也在不断向小型化、高容量、高可靠性的方向发展。01005规格是目前市场上仅次于0084的最小的可量产尺寸的MLCC。随着便携式电子设备的升级换代,电路的组装密度的增加,01005将会是
6、MLCC市场上的主流规格2,而随着尺寸的减小,电极层数的增多,其工艺制造难度也越大。小尺寸高容量MLCC产品的可靠性,除了与关键原材料(如陶瓷粉、内电极浆料和端电极浆料)有关,还对其制备工艺提出了更严格的要求,比如亚微米陶瓷粉末的分散技术、超薄介质的流延技术、超薄作者简介:黄木生(1 9 8 8-),男,硕士,工程师,主要从事电子元器件的研究开发工作。doi:10.14176/j.issn.1001-3474.2023.03.016第44卷第3期61介质的印刷及叠层对位技术、超薄介质的烧结等核心技术3。本文对01005规格(0.4 mm0.2 mm)100 nF(生膜带厚度1.6 m)的MLC
7、C产品的烧结工艺进行探讨,从而获得满足电性能及可靠性要求的产品。1 试验1.1 试验材料温度补偿型介质瓷粉,镍内电极浆料,铜端电极浆料。1.2 仪器设备使用热机械分析仪(TMA)分析材料在力作用下的形变性能;使用金相显微镜观察样品的电极连续性;使用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的微观结构;使用容量测试仪测试样品的容量和损耗;使用绝缘电阻测试仪测试样品的绝缘电阻;使用耐压测试仪测试样品的击穿电压;采用高温老化箱进行寿命试验。1.3 试验流程工艺流程为:配料流延印刷叠层层压切割排胶烧结倒角封端烧端电镀测试。制得01005规格的MLCC,标称容量100 nF。2 结果与分析2.1 镍内电极浆料的T
8、 MA 曲线本文采用进口镍内电极浆料进行试验,镍粉粒径150200 nm,对该镍内电极浆料进行TMA分析。从图1中可以看出:在6001 000 的温度区间内,该浆料的收缩率达到8%左右。在设计烧结曲线时,应尽可能减少在该温度区间的停留时间,减少因内电极浆料与陶瓷介质的烧结收缩差异而产出的内应力,避免烧结分层或开裂的产生。温度/质量变化量/%图1 镍内电极浆料的T MA 曲线2.2 烧结工艺的设计陶瓷介质和内电极收缩率的差异是造成MLCC内应力的主要原因之一,而薄层高容MLCC,其烧结收缩差异更加明显,而这种收缩率的差异很容易导致表1 不同烧结工艺对比图2 不同升温速率烧结曲线对比试验排胶温度/
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