过程控制规范HFDZ-TSD-824-035压电陶瓷过程控制规范2016－05－25发布 2016－05-31 实施无锡市惠丰电子有限公司前言本规范制定过程中参照了汽车压电陶瓷产品的性能要求、汽车压电陶瓷产品试验方法、GB/T 3389-2008《压电陶瓷材料性能测试方法》。

本规范按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》的要求进行编制。

本规范由无锡市惠丰电子有限公司技术部提出。

本规范由无锡市惠丰电子有限公司公司批准执行。

本规范主要起草人：田德辉、谭永光、王宝压电陶瓷产品过程控制规范1 范围本规范规定了HFDZ-TSD-824-035压电陶瓷产品(以下简称陶瓷产品)的术语和定义的要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存等。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版本均不适用于本规范。

然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

2. 1压电陶瓷基体材料组成2.2压电陶瓷粉料性能检验要求2.3压电陶瓷产品粉料料浆颗粒度测试方法2.4压电陶瓷产品粉料松装密度测试方法2.5压电陶瓷产品银层拉拔力测试方法2.6压电陶瓷产品银层百格试验方法2.7压电陶瓷产品银层厚度检验方法2.8压电陶瓷产品银层微观结构2.8压电陶瓷产品温度系数产品测试方法2.9压电陶瓷表面能测试标准2.10压电陶瓷产品跌落试验标准2.11压电陶瓷产品外观缺损标准2.12压电陶瓷产品高、低温测试标准2.13压电陶瓷产品跌落试验标准2.14压电陶瓷清洁度测定一般规定(JB/T9058-1999)2.15压电陶瓷产品性能出厂要求2.16压电陶瓷产品外观要求2.17压电陶瓷包装要求2.18压电陶瓷产品标签或条形码要求2.19压电陶瓷产品运输或贮存要求3 术语和定义3.1 稳定状态是压电陶瓷的性能达到稳定的出货状态。

在此状态下，压电陶瓷的性能符合客户及出厂的要求。

3.2额定工况是标定和检验压电陶瓷片在稳定状态下电性能转换的能力的条件。

4技术参数4.1陶瓷基体材料组成成分5粉料性能检验要求序号性能参数名称符号原材料性能检验要求表允许公差L1 P-32 P-33 P-41 P-42 P-43 P-44A1 机电耦合系数k p0.61 0.63 0.65 0.56 0.58 0.61 0.60 ±6％2 自由相对电容率1450 1900 2000 1050 1300 1700 1400 ±12.5％3 介质损耗tgδ0.005 0.015 0.020 0.005 0.006 0.005 0.005 ≤4 压电应变常数（x10-12m/v或C/N）d33350 410 430 250 290 330 320 ±12.5％5 机械品因素Q m1400 85 75 500 500 1100 600 ±20％6 频率常数（Hz/m）N d2200 2090 1950 2250 2200 2100 2200 ±5％7 密度（x103kg/m3) ρ7.68 7.68 7.80 7.60 7.60 7.60 7.60 ±0.2％表一序号性能参数名称符号原材料性能检验要求表允许公差P-44B P-48 P-51 P-52 P-53 P-61 P-811 机电耦合系数k p0.60 0.59 0.65 0.64 0.68 0.53 0.53 ±6％2 自由相对电容率1550 1300 2500 3500 4200 1100 1080 ±12.5％3 介质损耗tgδ0.005 0.005 0.020 0.020 0.020 0.008 0.004 ≤4 压电应变常数（x10-12m/v或C/N）d33320 300 510 575 590 320 240 ±12.5％5 机械品因素Q m500 600 70 65 65 800 1000 ±20％6 频率常数（Hz/m）N d2190 2200 2000 1940 1950 2350 2300 ±5％7 密度（x103kg/m3) ρ7.60 7.60 7.60 7.60 7.50 7.60 7.60 ±0.2％注：1、表中的性能参数指标除密度外，均为极化后十天的测量值；2、用户对材料性能有特殊要求时，可进行商讨。

抽样工艺要点：1、标准样件外形尺寸：Φ（20±0.5）x（1.50±0.10)mm2、标准样件压制模具：Φ23.4x50 mm3、标准样件成型压力：1.8吨/cm2（10吨半自动1#机8.0吨）4、标准样件电极尺寸：Φ（19±0.1）mm6料浆颗粒度测试方法6.1取二次料料浆一小袋约20g左右，交给测量人员对颗粒度进行测量。

6.2测量前仪器需校验，然后打开电脑上测量程序，调整好焦距。

6.3将样品缓缓加入循环池中，观察显示屏上遮光率的变化，遮光率控制在10%~20%内(13%~16%为最佳）6.4点击连续测试，选中平均值后保存和打印，需打印保存三组测试数据和多组数据的比拟数据，并保存。

7粉料松装密度测试方法7.1量具：标准量杯、刮刀、电子称。

7.2测量方法：用标准量杯，根据不同目数，在周转箱内取样，装满量杯需溢出，用非磁性刮刀，水平刮平粉料，不要挤压粉料，并且注意不要摇动和震动量杯，刮平粉料后轻敲量杯，使其振实一些，以免在挪动过程中粉料溢出并保证杯子外部不粘粘有粉料，然后放在电子称上称重（电子称精度0.01g），测量三次取平均值。

7.3测量值：毛重减杯重除以容积。

8银层拉拔力测试方法8.1电焊预热：将电烙铁预热到420℃，用3mm的烙铁头在标签纸上烫一个3mm的圆圈。

8.2清理银层表面、搪锡：①1.将银层便面清理干净，无杂质，灰尘；②在试样的电极焊接面上和金属引线与焊接的一段涂上焊剂，并搪锡，将铜丝垂直于元件焊点上，电焊贴住铜丝，使铜丝受热进入元件上的焊料里，存放于室内6小时以上。

8.3拉力测试：用0-10KG推、拉力测试仪，先校零位后将铜丝一端挂在仪器顶端，（如左图）开始用力拉焊接点，拉断后读取拉力值，银层拉拔力≥3KG为合格。

9 银层百格测试标准9.1测试依据：参考GB-19286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验9.2操作步骤：②百格刀在银层印刷产品表面，纵横各画出11条划线，划线长度约为20MM，深度以划破银层为宜。

②用毛刷将划线边缘的漆层粉末或丝状物清除干净。

③准备好长度约为75MM的3M胶袋（型号为610#）④将3M胶带的一端从百格的最边缘，慢慢平贴在百格上面，然后用手指轻轻触压，确保胶袋与产品之间无残留气泡。

在产品的其它平面部位，重复上述测试2次。

⑤压平后，等待90±30秒，然后左手压住产品，右手捏住胶带的自由端，反方向180度迅速撕除3M胶带。

⑥仔细检查百格上涂层脱落情况，如果涂层脱落面积小于5%以下，则判定为附着性OK，否则为NG。

10银层厚度测试方法10.1 被银前，取5片裸片，在外圆用刻刀刻好编号，均匀做好4个记号，顺时针方向测量产品厚度，测量的4个点并依次记录测量值，如下图：10.2将刻好记号的产品进行印银操作。

10.3将烘好银刻记号的产品按顺时针方向测量并记录测量值。

10.4将渗好银的产品，在测微仪上测量产品记号点厚度并记录，（如下图）用渗银后产品厚度值减去裸片厚度值，计算出银层厚度，汽车产品银层厚度4-10um为合格，非汽车内产品2-6um为合格。

11压电陶瓷产品银层微观结构测试方法11.1银浆贮存条件：必须放在恒温环境下贮存。

11.2印银后产品进行高温烧银，烧银温度一般在720-820℃之间，客户有特殊要求的除外。

11.3烧完银后的产品在1000X显微镜观察银层微观结构，如下图：普通氧化银浆烧银后银层微观结构不连续（对银层厚度有要求的产品不能使用该银浆）分子银浆烧银后银层微观结构，连续无孔洞，完好（产品有银层厚度的产品使用此银浆符合要求）12压电陶瓷产品温度系数试验标准12.1 在交货前，压电陶瓷片性能100%测试是必要的。

在测试中，有效机电耦合系数和电容量必须测量。

对于每一个批次，至少随机抽32个产品必须采取随机抽样和标记。

此外，所测量的场值分布（以0.01）和C0的交付批已被记录在案（包括统计数据Cp/Cpk）与批量发送。

12.2测试程序和能力：能力是在频率为1KHz测电容不得更改超过5%，从它的初始值为3000 N预应力时（相当于S。

M扭矩对爆震传感器组件）。

12.3有效机电耦合系数要确定有效的机电耦合系数，串联和并联谐振频率必须测量。

测量应在接触点之间进行，而无需显着影响的自由振荡。

有效的机电耦合系数计算，使用以下公式：f p 2 f s 2Kefff p 2具有FP =并联谐振频率（约50 kHz）FS =串联谐振频率在（约50 kHz）测量装置的设计必须达到0.005的重复性。

测量设备的输入阻抗不应超过下列值：Cinput＜50 PFrinput > 1米12.4老化压电陶瓷的老化是仅在特定的限制。

这个测试必须应用于每一个新材料组成的至少50个产品。

为了验证适当的老化行为，下面的测试必须应用：压电陶瓷环应卸下：申请1000次热循环的温度：上限温度+160°C；0.5 H低温–40°C ；0.5 H温度速度1.5°C／min和2.5°C /分钟之间；总周期时间约4小时20分钟在这些试验中，对压电陶瓷特性的变化不得超过以下值：机电偶合的初始值的能力<±3%变化；改变有效机电耦合系数＜±初始值的5%。

12.5温度系数的测量测定了压电陶瓷参数的温度稳定性，对每种新材料组成的至少50个样品进行测定。

测量是在极化后10天后的产品做样品。

参考温度应在20°C和25°C之间。

由于非线性性能的温度系数必须被确定为最小和最大工作温度。

温度系数必须用以下公式计算：C0（Tmax）是在最大温度C0容量（Tmin）是容量在最低温度Keff（Tmax）是有效机电耦合系数Keff最大温度（Tmin）是有效机电耦合系数在最低温度。

最高温度是最高温度（Tmax = +160°C）；最低气温是最低温度（Tmin＝-40°C）；TREF是参考温度（20°C< TREF＜25°C）在测量过程中，温度必须稳定在1个以内。

13.压电陶瓷表面能测试要求13.1概述：表面能是一个描述元件表面洁净度的一个参数，这不是唯一能证明元件表面是否能充分附合粘接特性的要求。