因為在氮氣氛中燒結的多層陶瓷電容器中使用的銅端膏會導致有機載體的殘碳,從而導致電極導電性降低和報廢率高。為了在燒結過程中不留下殘留物,應該提高溶劑和增稠劑的相容性,因為它對有機載體的分級揮發和碳殘留有重要影響。在這項工作中,我們華林科納比較了不同溶劑的揮發性,并將幾種溶劑按一定比例混合,以制備聚丙烯酸酯樹脂的有機載體。通過改變不同組分的比例,有效地調節了混合溶劑的分級揮發性和溶解度參數,用熱重分析儀測量了樹脂和有機載體的熱重曲線,研究了溶解度參數對樹脂在溶劑中溶解性和有機載體殘留量的影響。結果表明,不同溶劑的混合可以實現溶劑的分級揮發;混合溶劑與聚丙烯酸酯樹脂的溶解度參數越接近,有機載體的特性粘度越高,聚丙烯酸酯樹脂熱分解殘留物越低。有機載體的低殘留燒結可以通過使用具有分級揮發性和近似溶解度參數的混合溶劑作為樹脂來實現。
隨著市場對多層陶瓷電容器(MLCC)的需求不斷增加,電子信息產品對MLCC的要求往往是高頻、低功耗、小型化、優越的儲能和低成本。值得一提的是,銅端電子漿料由導電相(銅)、鍵合相(玻璃或氧化物晶體)和有機載體三種主要成分組成。有機載體由有機溶劑和增稠劑組成,其中有機溶劑占65-98%。此外,聚丙烯酸酯樹脂通常用作有機載體中的增稠劑,有機載體的燒結殘留物主要取決于聚丙烯酸酯樹脂增稠劑在溶劑中的熱降解。目前,導電性較好的Cu電極已取代貴金屬電極成為主流電極材料,但由于Cu的氧化特性,燒結只能在氮氣中進行。氮氣氛下燒結銅端漿料產生的殘炭對基底金屬內電極多層陶瓷電容器(BME-MLCC)有機載體成分的選擇提出了很大的挑戰。增稠劑在有機載體中的殘留率是決定電極導電性的關鍵因素。導電膜中殘留的碳將極大地影響膜的導電性。關于燒結氣氛、溫度、速率和時間對導電性的影響已有大量研究,但增稠劑的熱降解特性對殘炭的影響尚不清楚,而增稠劑是MLCC中應用的有機載體的主要成分。因此,根據混合溶劑與增稠劑的互溶性關系,開發選擇具有分級揮發性的混合溶劑和制備極低殘留有機載體的方法具有現實意義。
有機載體通常由溶劑、增稠劑、表面活性劑、觸變劑和其他添加劑組成。有機溶劑是有機載體的主要成分,約占有機載體總質量的65%-98%。它應該快速溶解增稠劑,具有良好的溶解性和高沸點,以避免在制備有機載體時揮發。混合溶劑的有機載體可以調節揮發特性,在低溫下實現不揮發,而在干燥溫度下實現分級揮發。同時,它可以提高漿料的粘度和流動性,增強漿料的穩定性和可印刷性。此外,合理選擇混合溶劑還可以提高增稠劑的溶解度和銅的潤濕性,大大提高電子漿料在MLCC中的性能。
將不同沸點的溶劑相結合是調節揮發的有效方法。這可歸因于混合溶劑的分壓。根據亨利定律,在一定的溫度和平衡狀態下,混合溶劑的相對含量決定了蒸汽壓的相對比例。在熱揮發之前,四種混合溶劑的比例是一致的。在T-DMF和T-CAC的熱揮發過程中,兩種低沸點溶劑(DMF和CAC)在低溫下會優先揮發,而T在低溫下揮發較少。不同的揮發速率導致T與DMF和CAC的相對比例在揮發一段時間后增加,T的分壓增加,而DMF和ACA的分壓降低,這將導致T的更多揮發。對于T-DGBE和T-DBAC,T是低沸點的組分,主要在開始時揮發。隨著分壓的變化,DGBE和DBAC的揮發會增加。因此,適當比例的混合溶劑可以實現分級揮發,避免揮發不均。
為更好的服務客戶,華林科納特別成立了監理團隊,團隊成員擁有多年半導體行業項目實施、監督、控制、檢查經驗,可對項目建設全過程或分階段進行專業化管理與服務,實現高質量監理,降本增效。利用仿真技術可對未來可能發生的情況進行系統的、科學的、合理的推算,有效避免造成人力、物力的浪費,助科研人員和技術工作者做出正確的決策,助力工程師應對物理機械設計和耐受性制造中遇到的難題。
審核編輯:湯梓紅
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