MLCC陶瓷晶粒形貌分析方法

電容宇宙 發佈 2023-11-17T03:42:20.607240+00:00

1、MLCC核心材料-陶瓷電介質高容量是MLCC技術發展的重要方向。實現MLCC的高容量主要依賴於多層介電質和電極的堆疊。由於MLCC的體積非常小,因此需要使用非常精密的材料。其中,最關鍵的材料之一是"陶瓷電介質",其納米級水平已經得到實現。

1、MLCC核心材料-陶瓷電介質

高容量是MLCC技術發展的重要方向。實現MLCC的高容量主要依賴於多層介電質和電極的堆疊。由於MLCC的體積非常小,因此需要使用非常精密的材料。其中,最關鍵的材料之一是"陶瓷電介質",其納米級水平已經得到實現。


在MLCC的生產製造中,瓷粉是最關鍵的材料之一,尤其是對於高容量MLCC而言。對於瓷粉的純度、粒徑、粒度和形貌有嚴格要求。單層介質中陶瓷晶粒的個數與其電性能和可靠性密切相關。因此,研究陶瓷介質層的晶粒形貌和尺寸大小可以反映所選擇的瓷粉是否適合,這成為MLCC技術研究的重要課題之一。

2、陶瓷晶體分析方法一化學腐蝕
陶瓷晶體分析方法-化學腐蝕 目前,常用的分析陶瓷晶體形貌的方法包括化學腐蝕和熱腐蝕。

化學腐蝕是目前廣泛採用的方法之一。一般使用強酸(如HF、HCl或HNO3的混合溶液)處理陶瓷樣品表面,通過強酸對晶界和晶粒腐蝕程度的差異來形成形貌相。這種方法簡單方便,效率高,可同時處理大量樣品。然而,該方法存在一定局限性:對於粒徑較小的粉體和耐酸腐蝕性強的粉體效果不明顯。

圖1展示了對粒徑較小的粉體樣品採用酸腐蝕技術的效果。可以觀察到,酸腐蝕難以得到理想的效果:當腐蝕時間較短時,晶粒無法顯現;而延長腐蝕時間後,晶粒腐蝕過度,無法準確反映晶粒的真實情況。

3、陶瓷晶體分析方法-熱腐蝕

對於粒徑較小的高容量MLCC介質,需要更精確的分析方法,而熱腐蝕技術比化學腐蝕更能滿足這一要求。

熱腐蝕是將樣品置於高溫爐中,通過晶界元素的揮發來實現晶粒的顯像。由於晶界和晶粒的熱腐蝕條件差異明顯,一旦達到晶界腐蝕條件,晶界元素的揮發更徹底,而目標分析對象晶粒的存留效果更為清晰。

然而,熱腐蝕的條件較為複雜,對設備要求也非常高。圖2展示了採用現有熱腐蝕技術處理樣品時的效果圖,使用一般燒結爐進行腐蝕:升溫速率過慢導致陶瓷晶粒發生二次燒結,內電極內縮嚴重,無法得到準確的陶瓷晶粒大小。

因此,熱腐蝕技術能夠處理粒徑很小的樣品,對於高容量MLCC而言是必要的研究技術。然而,熱腐蝕的具體條件尚不明確,需要重點進行研究和突破。

4、微容科技發明專利—陶瓷晶粒分析的熱腐蝕方法
微容科技發明專利-陶瓷晶粒分析的熱腐蝕方法 近期,微容科技在熱腐蝕技術方面取得了重要突破。藉助高帶速運行最高可達180mm/min、升溫速率最高可達8000℃/h的快速燒結爐,探索出了精確的腐蝕工藝,以滿足細晶陶瓷的熱腐蝕需求,即在揮發晶界的同時不對晶粒產生過多的腐蝕,成功實現晶粒的顯像。該發明專利的名稱為:一種便於分析MLCC陶瓷晶粒的樣品處理方法,具體步驟如下:

S1、準備設備:打開高帶速運行最高可達180mm/min且升溫速率最高可達到8000℃/h的快速燒結爐並維持快速燒結爐的氮氣環境;

S2、樣品處理:沿樣品的電極長軸或短軸方向切片;

S3、樣品升溫:送樣品進快速燒結爐並調節升溫速率為3000~8000℃/min;

S4、樣品保溫:在溫度達到800~1300℃時保溫1~60min;

S5、樣品降溫:調節降溫速率為3000~8000℃/min將完成S4步驟的樣品降溫至100℃以下可取出。

在整個處理過程中,樣品始終處於氮氣環境中。氮氣對樣品起到兩方面的作用:首先,它能隔絕氧化和還原環境的影響。在氧化環境中,陶瓷晶粒會發生二次生長,從而無法得到準確的陶瓷晶粒形貌;而在還原環境中,電極會發生團聚,影響表面形貌。其次,氮氣氣流可作為吹掃氣,將腐蝕產物帶走,防止降溫時腐蝕產物重新凝結在陶瓷表面,從而影響形貌觀測。

根據以上技術步驟,我們對樣品進行了四個具體實施例的處理,如圖4所示。

在相同的氮氣環境條件下,通過上述四個實施例的處理,得到了如圖5所示的分析效果圖。

處理後,陶瓷晶粒的顯像效果明顯,可以得出結論:通過採用快速燒結爐進行熱腐蝕,並按照以上技術方法合理控制各步驟的條件,可以獲得真實的陶瓷晶粒形貌。

5、微容科技持續高額的研發投入獲得業內肯定

微容科技的這項發明專利解決了現有技術難以分析陶瓷晶粒真實形貌及陶瓷燒結緻密性的問題,對精密材料規格的開發和製程檢測具有重要價值,為提升高容量MLCC的性能和開發新規格奠定了重要基礎。

該發明專利的科研價值和質量水平得到了國家知識產權局的認可,並獲得了專利授權。微容科技將繼續加大研發投入,進一步改進和完善該技術,以滿足市場需求,推動MLCC技術的發展和應用

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