解决电容器内外电极间空隙工艺庞溥生,姚卿敏(广东风华高新科技集团有限公司,广东 肇庆 526020)摘 要:通过适当调整多层陶瓷电容器的端电极浆料配方和摸索出端电极浆料准确的烧结曲线,一方面可以有利于连接内外电极的连接,同时可以控制空隙的形成。
关键词:端电极浆料;烧结曲线;空隙中图分类号:TM53 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2004)04-0165-02A Solution to I nterspace in MLCC ′S Through E ndT ermination Composition and ProcessingPANG Pu -sheng ,YAO Q ing -min(G uangdong Fenghua Advanced T echnology H olding CO.,LT D ,Zhaoqing 526020,China)Abstract :The results indicate that through careful formulation of end terminations paste of multiplayer ce 2ramic capacitor and precision of sintering profiles for end terminations ,contact between termination and elec 2trode can be achieved while controlling interspaces.K ey w ords :End termination paste ;Sintering profiles ;Interspaces Document Code :A Article I D :1001-3474(2004)04-0165-02 通常用来制作电子元件用的不同金属相互作用对电子元件性能有很大的影响,其中一个例子就是孔隙。
孔隙发生在多层片式电容器(M LCC )的全银端电极浆料与含钯较多的内电极浆料的结合处,并以空洞的形式有规律地出现在内外电极的交界处,主要由于钯银之间的相互扩散的速度不一致造成,其中银扩散到钯的速度是钯扩散到银的速度的十倍。
从而造成真空室并加速了空隙的形成。
由于内外电极金属的性质有所不同,一定程度的空隙在所难免。
然而,如果空隙太大的话,对多层片式电容器的老化性能及附着强度可能造成很大的影响,例如电容器在焊接过程中受到热冲击后,容量出现大幅度下降。
本课题主要介绍出现空隙的实例,并展示烧端过程中烧结的最高温度、保温时间对空隙的影响,以及端电极浆料成分的影响。
微观试验表明:(1)降低烧结的峰值温度可以减少空隙;(2)减少保温时间可以减少空隙;(3)调整端电极浆料的配方可以减少空隙。
结果显示:通过适当调整端电极浆料的配方和摸索出端电极浆料准确的烧结曲线,一方面可以有利于连接,同时可以控制空隙的形成。
1 试验方法通过改变烧结温度曲线和调整浆料的配方来检验对空隙度的影响。
采用五种不同成分的端电极浆料来对一种含钯量较高的芯片进行封端,同时烘干。
浆料1配方作为基方,并且添加一些其他的化学物质。
其中与瓷体作用主要有无机氧化物(比如氧化铜、氧化亚铜、硼酸等)和玻璃体,它们影响空隙的程度。
配方主要由银粉、玻璃和有机载体组成,其中银作者简介:庞溥生(1966-),男,工程师,现从事多层片式电容器用材料研究及技术管理工作。
561第25卷第4期2004年7月 电子工艺技术E lectronics Process T echnology 粉作为浆料的导电相,玻璃体则要求与瓷体必须有足够的结合强度,有机载体提供浆料适当的流变性能及附着强度,为解决空隙问题添加的无机氧化物我们选用氧化亚铜,表1列出了被测试的配方。
表1 不同的端电极浆料配方F1银粉+有机载体+玻璃体(PbO -B 2O 3-S iO 2)F2银粉+有机载体+玻璃体(PbO -B 2O 3-S iO 2)+0.5%Cu 2OF3银粉+有机载体+玻璃体(PbO -B 2O 3-S iO 2)+1.0%Cu 2O 同时对烧结的峰值温度及保温时间进行测试,表2介绍了相关的时间、温度的烧结曲线。
表2 不同的烧温曲线曲线3800℃ 5min曲线4750℃ 2.5min曲线2750℃ 5min 曲线5750℃ 10min曲线1700℃ 5min F1浆料配方烧所有的温度曲线,F2、F3烧1、2、3曲线。
被烧端的芯片通过断面的形式来反映发生在内外电极连接的情况。
采用这种方式准备的芯片利用抛光物可以使空隙更清晰。
这种处理技术可以使易延展的银层得到一个起伏的面貌。
采用一台扫描电子显微镜对磨片进行分析。
2 试验结果F1浆料在不同的烧结曲线下空隙的情况如图1所示。
图1显示F1端电极浆料的在五个不同的烧结条件下的断面情况。
中间一列设计的是恒定的保温时间,不同的烧结温度,并且温度从下往上逐渐升高。
中间一行为恒定的温度,从左到右保温时间逐渐延长。
最小空隙出现在图1(1)和1(4),最大空隙则出现烧端温度最高、保温时间最长的1(3)和1(5)。
设计强调了随着烧端温度的提高和保温时间的延长,空隙的程度也越来越大,所有的空隙对电容器的基本电性能并没有太大的影响,但1(3)和1(5)附着强度及老化性能已经不合格。
F2浆料在1、2、3曲线下的空隙情况如图2所示,F3浆料在1、2、3曲线下的空隙情况如图3所示。
图2和图3表明无机氧化物添加剂对界面空隙的影响较大,两组浆料配方中均包含氧化亚铜,但图3氧化亚铜的浓度比图2要高。
图2和图3显示在同样的烧端温度下,随着添加浓度的升高,空隙的程图1 F1浆料在不同的烧结曲线下空隙的情况度也有轻微的减少,此时端浆与瓷体的分离程度已经对电容器的电性能、附着强度、老化试验完全没有影响。
图2 F2浆料在1、2、3曲线下的空隙情况图3 F3浆料在1、2、3曲线下的空隙情况3 讨论与总结本文研究端电极浆料配方、烧结曲线对多层陶瓷电容器空隙的影响,在生产一种与内电极有优良的接触,与瓷体有很好的附着力,与电容完全密封的连接的浆料时,必须通过谨慎地(下转第170页)这种新型的多功能步进式集成电子变阻器本身是无触点的变阻电路,没有接触不良和机械磨损问题,在生产实际中也证明该项技术是成功的,它在直流电动机调速系统上的应用产生了良好的经济效益和生产效益。
因此获得了铁路系统的科技进步奖。
其电路设计独特,逻辑功能严谨,结构简单,应用灵活方便,加入适当的外部电路即可完成不同的功能,在机电信号转换系统中大有用武之地。
参考文献:[1] 余成波,胡新宇,赵 勇.传感器与自动检测技术[M].北京:高等教育出版社,2004.[2] Willian K leitz.Digital electronics,A practical approach[Z].Prentice hall inc.,1996.[3] 蒋大明,戴胜华.自动控制原理[M].北京:清华大学出版社,北方交通大学出版社,2003.[4] 中国集成电路大全编委会.中国集成电路大会[M].北京:国防工业出版社,1995.[5] 洪 凯.基于串行A/D、D/A转换器的模拟量输入输出通道的设计[J].电子技术,2004(5).[6] 楠本一幸编.电力电子学[M].北京:科学出版社,2002(2):56.[7] 于庆广,官荷林,李建勋.智能无触点开关及双回路电源自动投切装置[J].电工技术,2004(5).[8] Mark N H orenstein.Microelectronic circuits and devices[Z].Prentice hall inc.,1996.收稿日期:2004-04-17(上接第166页)选择烧结参数和端电极浆料的配方,才能有效地控制空隙的产生。
其基本规律总结如下。
(1)降低烧端温度来减少空隙。
这对于所有的浆料配方都适用。
事实上降低烧端温度实际上减少了银扩散入钯的速度。
通过降低温度可以减少空隙,但必须保证银层的致密化程度及具有高的端头附着强度。
(2)在烧端过程中减少保温时间可以减少空隙,与降低烧端温度一样,通过减少保温时间可以减少空隙,但同时也必须保证银层的致密化程度及具有高的端头附着强度。
(3)浆料配方的变化可以控制空隙的程度。
对于端电极浆料的基本配方,在其中添加少量的无机氧化物就可以平衡浆料的烧结特性和附着力,同时还可以使空隙得到有效的控制。
参考文献:[1] 虎轩东.厚膜微电子技术[J].电子元件与材料,1989.12.[2] 高卫宁.电子浆料新技术[Z].国营宏明无线电器材总厂,1991.4[3] 陈 鸣.电子材料[M].东南大学出版社,1995.6收稿日期:2004-04-09产 品 信 息电烙铁长寿命焊嘴为满足焊接市场之需求,四川省电子学会S MT专委会组织部分电子装联工艺专家,经三年努力,广泛吸收电子产品装焊之经验,汇集日本白光公司、美国OK公司、威尔公司的产品的优点,结合中国现有电烙铁品种的特点,研制出七星牌长寿命系列焊嘴(烙铁头)。
1 长寿机理1.1 基本材料:焊嘴采用以铜为主添加镐铬元素的合金为基材,以达到良好的稳定性和热传导性。
1.2 制作工艺:用高科技、最新设备及工艺技术在焊嘴胚胎上包裹一层铁钼合金,从而获得耐磨损、抗冶金化学腐蚀、长寿命永恒的性能。
在铁钼层上再生长一层镍钼金属层,使工作面具有良好的锡润性,达到吃锡的目的。
在镍钼表层非工作面上再生长一层钛铬合金层,使焊嘴耐高温抗氧化,非工作面不带锡,使用时干净利索。
2 结构及优点焊嘴形状为刀口型,刀口与焊嘴轴心线成45°夹角。
焊嘴2个工作面与轴心平面夹30°角,两工作面宽度非对称不等,从而使操作舒适最佳,提高功效,节省焊锡。