纳米纤维素基材料在柔性电子器件中的应用

目的由于纳米纤维素基材料良好的柔韧性、热力学性能和高透明度,近年来在柔性电子产品中引起越来越多的关注。通过综述该领域的研究进展,将有助于研究人员更高效地开展研究。方法综述3类纳米纤维素的制备方法及将纳米纤维素基材料应用在柔性电子产品中的研究进展。分别阐述纳米纤维素基材料应用于器件柔性衬底及绝缘材料的研究实例,并讨论纳米纤维素在各种应用方向中的优势以及存在的问题,最后对材料的未来应用前景进行展望。结论纳米纤维素是天然纤维素与纳米技术结合的产物,可主要划分为纤维素纳米纤丝、纤维素纳米晶以及细菌纤维素3类。近年来,纳米纤维素基材料作为电子器件柔性衬底、绝缘材料等研究均有许多成果问世。虽然纳米纤维素基电子器件的开发还主要停留在实验室阶段,但是与传统的石油化工产品相比,纳米纤维素具有原材料丰富、环保可降解等优点。对纳米纤维素基新型材料的开发利用,有助于解决人类社会中日益严重的电子垃圾问题。

01005型MLCC关键制备工艺研究

为了提高01005型多层陶瓷电容器(MLCC)的切割合格率,对丝印、叠层等关键制备工艺进行了研究。通过试验发现:要获得良好的超小尺寸内电极印刷质量,有必要采用高目数的丝网,还可以适当地缩减电极图案区域以减少电极图案变形。采用具有辅助图案的丝网在介质膜片上印刷内电极,叠层后内电极对位可以满足精度要求。层压需要选择合适的压力和升压速率,防止膜坯巴块发生内部滑移和变形。上述关键工艺的优化为提高01005型MLCC的切割合格率提供了良好的前提条件。

工艺参数、退火温度对钽氮化物薄膜生长速率、相结构及电学性能的影响

钽氮化物(TaNx)因其优秀的物理、化学稳定性及低电阻温度系数(TCR)等特性被广泛运用于薄膜电阻材料。采用反应磁控溅射设备在Si(100)基片上制备钽氮化物(TaNx)薄膜,通过调节不同溅射参数,对比研究了氩氮总流量、氮气含量、溅射功率等条件对薄膜的影响。通过台阶仪、XRD、电学测试等方式表征其薄膜沉积速率、薄膜结构、TCR及电阻率,并总结其影响规律。实验结果表明,薄膜溅射过程中氩氮总流量、氮气含量、溅射功率等工艺参数均会对TaNx薄膜沉积速率产生明显影响;同时工艺参数还会直接改变薄膜的物相结构,影响薄膜结晶质量,从而带来薄膜TCR与电阻率的变化。此外,通过调节退火温度,探究了真空退火温度对薄膜性质的改变规律,并通过SEM表征薄膜形貌。实验结果表明,退火有效提高了薄膜晶粒尺寸,促进了薄膜二次结晶;退火温度的上升使得TaN(111)相强度增大,并在达到300℃后出现TaN(200)相与TaN(111)相;随着退火温度提高,薄膜电阻率呈上升趋势,薄膜TCR的绝对值先减小后增加,在退火温度达到800℃时,膜层出现明显开裂。研究结果表明,通过控制调整制膜工艺可改善TaNx电阻薄膜的沉积速率、物相结构与电学性能。

柔性端电极MLCC工艺研究

为了得到高可靠性、高抗弯曲性能的多层片式陶瓷电容器(MLCC),采用银、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂以及无水乙醇等原材料制备柔性端电极浆料。研究了固化工艺和表面处理技术对柔性端电极MLCC的电性能和可靠性的影响。结果表明:柔性端电极浆料在250℃温度以上固化至少30 min,保证了树脂层良好的连接性及可镀性;电镀前采用抽真空和填充技术进行预处理,保证了柔性端电极MLCC的耐热冲击性能和抗弯曲能力。

低场核磁共振法测定电子浆料的分散性

采用低场核磁共振法快速测定了不同分散工艺、研磨时间、分散剂及含量所制备的导电浆料的横向弛豫时间,结果表明:当以BYK为分散剂,其含量为0.6%时,采用纳米均质分散工艺,研磨时间为30分钟时可制备出稳定分散的导电浆料。相比于其他检测浆料分散性的方法,对于浆料不需进行任何前处理,可直接于浓稠状态下测试,且设备操作简单,能快速得到结果,可有效提高研发和生产效率。

制备工艺对薄介质MLCC介电强度的影响

为了满足电子设备对高容量高耐电压多层陶瓷电容器(MLCC)的要求,采用温度补偿型介质瓷粉匹配镍内电极浆料制备薄介质MLCC。研究了预烧工艺和生倒工艺对薄介质MLCC的介电强度的影响。结果发现:预烧可以减少生坯芯片中的残留碳,从而改善介质致密性和电极连续性,有效提高薄介质MLCC的介电强度。设置合适的加湿气氛和预烧温度,才能将残留碳量降低到符合要求的范围。生倒将生坯芯片的圆角半径控制为105~143μm,可以防止陶瓷芯片损伤和镀液渗入,提高薄介质MLCC的击穿电压值。

排胶工艺对MLCC热应力裂纹的影响

NP0特性多层陶瓷电容器(MLCC)在电子产品中广泛使用,在使用过程中不可避免会出现温度变化,芯片内部易产生热应力。应力会使MLCC内部瓷介在最薄弱的地方产生微裂纹,影响产品的可靠性。研究了排胶工艺对NP0特性薄介质MLCC热应力裂纹的影响。结果发现通过优化排胶工艺可以使得生坯中排胶后的残留碳减少,从而减少其在高温烧结过程中与内电极的氧化镍反应后导致瓷介存在的体积变化,可以有效预防NP0特性薄介质热应力裂纹的产生。

高Q值铜内电极MLCC烧结工艺研究

提出了一种高Q值铜内电极多层陶瓷电容器(MLCC)的烧结工艺。研究了烧结工艺中烧结温度、保温时间以及烧结环境对高Q值铜内电极MLCC的损耗和绝缘性能的影响,结果发现,合适的烧结温度可以使陶瓷晶粒生长充分,同时可以防止铜内电极出现挥铜现象。合适的保温时间可以在一定程度上改善瓷体颜色发白的现象。特殊的烧结环境可以使陶瓷芯片烧结更加致密,从根本上解决颜色发白的问题,从而解决铜内电极MLCC沉积后存在的损耗上升和绝缘性能下降的问题。

铜端头制备工艺对小尺寸MLCC可焊性的影响

为了保证小尺寸多层陶瓷电容器(MLCC)良好的可焊性,研究了铜端头制备工艺对小尺寸MLCC可焊性的影响。结果发现:铜端头的尺寸和形状的一致性是防止小尺寸MLCC回流焊发生立碑和移位的关键。封端前将陶瓷体作等离子预处理可以有效防止流挂现象,但还要配以合适的浸浆参数才能保证铜端头的一致性。烧端时采用加湿保护气氛进行排胶,并且加湿温度为40~45 ℃时,可以获得致密性好的无氧化的铜端头。致密的铜端头可有效抵挡镀液渗透,提高小尺寸MLCC的可焊性。

大功率三端子电容器的设计工艺优化

为开发大功率三端子电容器,对产品的设计及生产工艺进行了深入研究,优化了产品的内部结构及生产工艺。在电容器内部增加陶瓷缓冲层结构可解决电容器陶瓷体的开裂问题,增加镍浆的印刷厚度,并利用快速烧成窑炉改善内部镍金属电极的连续性。通过改进工艺,改善了端电极铜层疏松多孔的结构。制出的三端子电容器可满足10 A额定电流的工作环境。

基于高加速寿命试验的MLCC寿命建模研究

为了解决多层片式陶瓷电容器(MLCC)在高可靠产品应用、研发验证和产品改进等环节对快速可靠性评价技术的需求,提出了一种基于Procopowicz-Vaskas模型(P-V模型)的高加速寿命试验(HALT)评价方法,开展了某10μF 6.3 V MLCC产品在9组不同高温、高电压下的HALT研究。获得了样品在不同温度和电压应力下的失效分布特征,其P-V寿命模型参数的激活能为1.30 eV、电场加速因子为3.79。建立了高容量MLCC产品的HALT寿命模型,为其可靠性快速评价提供了参考。

MLCC产业现状及质量分析

随着多层陶瓷电容器(MLCC)制造工艺和技术的不断发展,MLCC对质量可靠性的要求也在不断地提高。随着5G、新能源汽车和通信等行业对集成电路的需求的增大,MLCC的市场规模将会进一步地提升,技术发展也会更加的多元和多样化。对目前MLCC存在的主要失效模式、失效机理和质量问题进行了梳理,对今后提高MLCC的可靠性和质量具有重要的意义。

微波固相合成纳米钛酸锂粉体及其性能研究

以锐钛矿型TiO_(2)为钛源、Li_(2)CO_(3)为锂源,SiC微球为微波良导体,采用微波微区域固相法制备了形貌均一且具有良好分散性的Li_(4)Ti_(5)O_(12)粉体。利用XRD、SEM、TG、蓝电测试系统等仪器对样品的结构及电学性能进行表征。结果表明,SiC微球能形成多点均匀热源,可有效降低粉体的煅烧温度,并提高粉体的分散和均匀性,在700℃保温40 min的条件下,合成了平均粒径为200 nm的纯相钛酸锂粉体,较传统固相合成钛酸锂粉体温度降低100℃以上,合成时间缩短90%。

高分散纳米钛酸钡粉体的常压水热制备及性能研究

以氯化钡和四氯化钛为原料,氢氧化钠为矿化剂,采用常压水热法,通过控制分散剂PVP的加入量,制备出了高分散纳米立方相钛酸钡粉体,并且经975℃/5 h条件煅烧后获得了粒径约为230 nm,形貌均匀统一且具有良好分散性的四方相钛酸钡粉体。利用XRD、FT-IR、PSD、SEM等表征方法对样品的理化性能进行了表征与分析,结果表明PVP能有效地提高纳米钛酸钡粉体的分散性,且有利于煅烧后粉体分散性的保持。

微波烧结钛酸钡陶瓷的微观结构及介电性能

为了提高BaTiO_(3)陶瓷的性能,以固相法合成的高四方相钛酸钡粉体为原料,采用微波烧结法和传统烧结法制备了钛酸钡陶瓷,通过XRD、SEM、XPS、LCR分析仪对样品进行表征,并分析了微波烧结与传统烧结制备的钛酸钡陶瓷的成分偏析差别。实验结果表明,微波烧结制备的钛酸钡陶瓷颗粒尺寸均匀,界面处Ba原子偏析少,因而钛酸钡陶瓷的常温介电常数得到显著的提升。经微波1 100℃烧结2 h的钛酸钡陶瓷的颗粒尺寸为1μm,其在10 kHz下的常温介电常数为5 688,介电损耗为0.021,而经传统1 250℃烧结2 h的钛酸钡陶瓷断面未出现明显颗粒,其在10 kHz下的常温介电常数仅为3 257,介电损耗为0.021。

MLCC在5G领域的应用及发展趋势

为满足日益增长的海量数据传输的需求,具有超高传输效率的第五代移动通讯技术(5G)在未来几年将全面实现商业化,作为新一代移动通讯技术,其高频谱效率和高带宽体验将带来更多的创新应用。通讯技术的发展将促使各类电子产品的增长和升级换代,多层陶瓷电容器(MLCC)作为三大基础电子元器件之一,将迎来新的增长机遇。为满足5G市场应用的需求,高性能MLCC将逐渐向高频、低功耗、小型化、高容量方向发展。本文介绍了运用于5G通讯和终端产品中的M LCC种类,及其所需满足的性能;主要分析了材料、产品设计和工艺技术方面对M LCC性能的影响,及国内高性能M LCC制造所面临的挑战。

多层陶瓷电容器端电极用低温烧结铜浆及烧结特性研究

多层陶瓷电容器(MLCC)端电极低温烧结技术仍是目前研究的重点与难点。为了改善MLCC低温烧结铜端电极的烧结形貌与质量,开发出适用于低温烧结的端电极铜浆的新型玻璃粉,探讨了玻璃粉的转变温度、含量、粒径以及玻璃粉与陶瓷基片的烧结润湿性与铜浆烧结特性之间的关系。此外,研究了铜粉形貌、粒径等对端电极烧结特性的影响。结果表明:当玻璃粉转变温度为577.6℃,铜浆中玻璃粉含量为质量分数10%(D_(50)=2.0μm),类球形铜粉Cu-2和板状铜粉Cu-4的质量比为6∶4(D_(50)=1.4μm)时,得到烧结质量最佳的MLCC铜端电极,其致密度高达99.87%。

一种高频片式叠层电感器内电极银浆的制备及印刷特性研究

为了提高高频片式叠层电感器内电极银浆的印刷性能,研究了银粉形貌、树脂类型以及添加剂对内电极银浆印刷特性的影响。结果表明:当银粉Ag-1(D50为1.6μm)与Ag-3(D50为2.1μm)的质量比为3∶7,乙基纤维素树脂EC45与EC20的质量比为2∶1,氟碳表面助剂添加量为0.5%(质量分数)时,内电极银浆印刷电极图形平直,精度高,表面平整。制作的电感器在设计电感值2.5 nH时,Q值(500 MHz)为23,RDC范围为0.06~0.11Ω。

固液悬浮体系下超声波浓度测量技术进展

在工业生产和科学实验中,固液悬浮体系是一种非常重要的流体类型,其浓度与均匀性变化直接决定了最终制品的物理化学性能及服役稳定性。对其进行实时、原位、高精度测量具有重要意义。因为超声波技术具有非接触、精度高、响应速度快等优点,所以该文重点介绍了基于该技术实现固液悬浮体系浓度测量的方法,回顾了国内外发展状况,特别是对该技术在浆液混合过程监控方向的应用做出了介绍和总结。最后,对该领域的发展趋势进行了展望。

高频功率磁技术的发展现状及展望

信息与通信技术的飞速发展促使电力电子技术朝着高效率、高功率密度方向发展。作为变换器中重要的无源元件之一,磁性元器件对变换器效率和功率密度有着十分重要的影响。一般而言,高性能的变换器较难直接选用市场上现成的磁元件,需要开展磁元件的定制设计,以匹配电源的应用场景和指标要求。高性能功率磁元件的优化设计往往涉及多方面因素,从元件封装形式选择、磁材选型、磁芯和绕组设计、应用场景等方面均需予以权衡,以便达到或接近最优设计,支撑变换器系统的指标达成。从高频功率磁性材料、磁元件仿真设计、磁元件建模、磁元件应用等四方面对高频功率磁技术的国内外发展现状进行了系统调研,并对该领域的发展趋势进行了展望。