基于车用MLCC柔性树脂浆制备与工艺研究

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针对片式元器件中多层片式瓷介电容器的需求不断上升,2018年出现供不应求的局面,尤其对特殊领域应用的多层片式瓷介电容器,比如汽车电子系列、高压高容系列、高Q高容系列。同时也随着清洁能源的提倡,纯电动车也逐渐被很多国家以及相应的政府大力推广,纯电动汽车中的多层片式瓷介电容器多达18000只,但普通的车用系列不能满足纯电动的抗弯曲,会因外界机械应力过大,使PCB板弯曲,最终导致产品端电极脱落、瓷体分层不良的现象,直接导致产品失效。而对于增加了树脂层的多层片式瓷介电容器,对环境适应力增强,抗弯曲能力可达3mm以上(常规多层片式瓷介电容器抗弯曲能力约为1mm)。柔性树脂端浆国内研究较少,基本依赖国外进口。为了完善公司从基础材料的研究、产品研发设计、产品可靠性检测为一体的研发产品系统,需要开发适用于自身车用CT49R型多层片式瓷介电容器柔性端头树脂浆。本课题主要分析了端头应力失效机理主要是端头作为外部电极与内部电极以及介电材料相互接触的位置,该位置的五种材料的膨胀系数各不相同,在高温碰撞、高温循环等内部或者外部环境的条件下各个材料层之间的接触的界面容易产生应力且该应力分布不均匀,导致产品内部分层以及45°角开裂等。通过借鉴于多层片式瓷介电容器电极内浆的制备方法,对关键材料的选取,包含导电功能相、树脂种类、有机载体,同时以树脂浆的物理性能(包含树脂浆的外观、粘度)、应用性能(包含电容量变化率、抗弯曲能力等)来评估树脂浆的性能,本文主要通过正交实验方法对树脂浆各成份以及封端工艺中温度与时间进行优化对比,选取最佳的成份比例组合。并对多层片式瓷介电容器引入的树脂层进行可靠性试验,评估当多层片式瓷介电容器瓷介电容器引入新的结构与材料是否影响产品的可靠性,主要包含耐焊接热、稳态湿热、高温寿命。最后获得最佳的树脂浆各成份比例配方:银(64%± 1%)、树脂(8%±0.1%)、有机载体(28%±1%,其中有机载体比例:有机溶剂1(50.8%)、有机溶剂2(42.4%)、粘结剂(5.1%)、分散剂(1.7%);固化工艺中的固化温度为200℃,固化时间为50min。树脂浆应用在CT49R型产品端头中,以沾封的方式制作树脂层,其抗弯曲能力达7mm,与国际水平相当。
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