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陶瓷電容器未來的發(fā)展趨勢

文章出處:行業(yè)資訊 責任編輯:東莞市容富電子有限公司 發(fā)表時間:2021-10-19
  

為了使產(chǎn)品的尺寸更小和諧振頻率更高,MLCC制造商將面臨著兩方面的挑戰(zhàn):一方面要求瓷料的介電常數(shù)更高,超過10000,另一方面在保持高介電常數(shù)(>100)的條件下要求瓷膜更?。?lt;10μm)。在要求高諧振頻率和低串聯(lián)電阻的場合時,這類MLCC越來越多地用于耦合、旁路或濾波電路中。為了優(yōu)化電性能,必須確定材料、設(shè)計和裝配方法的影響。

在此領(lǐng)域內(nèi)日本取得了領(lǐng)先地位。村田制作所宣稱他們開發(fā)了1μF的電容器,尺寸僅為3.2mmX1.6mm為傳統(tǒng)電容器的一半。其制作方法是采用顆粒極細的鈦酸鋇粉末,這樣,所用的介質(zhì)更薄。當然,給定尺寸的電容器電容量增加,根據(jù)該公司的記載和生產(chǎn)是以月產(chǎn)五百成只起步。

在用于發(fā)動機控制系統(tǒng)和航天探測設(shè)備的耐高溫電子系統(tǒng)中,需要穩(wěn)定的耐高溫(300~600C)多層陶瓷電容器作傳感器。所用材料應(yīng)與高溫半導(dǎo)體(SiC、金剛石)相容。美國賓州大學正在尋求順電和弛豫型的I類介質(zhì)瓷BaZrO3、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、PMN和PZT,高Tc鐵電體La2Ti2O、Sr2Nb2O,和反鐵電體Biz(Mg4/Nb2/3)O7。控制最佳組成的純度、加工方法和缺陷,可優(yōu)化材料,從而導(dǎo)致600C下的電阻率和擊穿強度提高。

隨著日趨嚴厲的環(huán)保法規(guī)的出臺,必須開發(fā)對環(huán)境無污染的低燒介質(zhì)瓷料:它不產(chǎn)生像PbO這一類揮發(fā)物質(zhì),不需要在以溶劑為基礎(chǔ)的粘合劑系統(tǒng)中加工。美國TAM陶瓷公司正在研究采用CuO基焙燒輔助料來必須開發(fā)低燒結(jié)Z5U和Y5V介質(zhì)瓷料。根據(jù)所要求的介電常數(shù)(高達10000以上),瓷料含各種比值的BaCuO2:WO3或BaCuO2:MoO3。在1100C下焙燒2小時,密度可超過理論值的95%。WOz使居里溫度下移,而MoO3卻沒有影響。

對于諸如VLSIDRAM(超大規(guī)模集成電路動態(tài)隨機存取存儲器)元件用的電荷儲存電容器和高速開關(guān)VLSI器件中控制同聲噪音用的低感去耦電容器,要求介質(zhì)材料漏電流低,擊穿強度高和介電常數(shù)高,對于256位的DRAM,要求電荷儲存密度在(20~115)pC/cm2的范圍內(nèi),漏電流密度在(30~360)mA/cm2范圍內(nèi),介質(zhì)厚度在(0.01~0.2)μm范圍內(nèi)。美國Arizona州立大學的初步研究表明,用溶膠凝膠法制得的非鐵電鈣鈦礦型PLT(含摩爾分數(shù)為28%La的鈦酸鉛)薄膜有希望滿足這些要求。這類薄膜的厚度為0.5μm,作成1mm的電容器,在200V下介電常數(shù)為850,電荷儲存密度為15.8μC/cm2,漏電流密度為0.5mA/cm2’,估計充電時間為0.1ns。

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陶瓷電容器未來的發(fā)展趨勢

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