Exceptional reliability of MLCCs enabled by defect-engineered BaTiO3

 

 

 

일반적으로 BaTiO3 기반 다층 세라믹 커패시터(MLCC)의 신뢰성은 주로 하이드록실(OH-)에 의해 기여되며 CO3(2-)의 기여는 무시될 수 있다고 믿어져 왔습니다. 그러나 이 작업에서 BaTiO3 기반 MLCC에 대한 높은 신뢰성을 제공하는 데 Ba/Ti 비율과 CO3(2-)의 기여가 중요한 역할을 한다는 것을 입증했습니다. 다양한 방법으로 제조된 BaTiO3 파우더 기반 MLCC 소자 및 세라믹 칩의 구조 및 성능을 연구하였습니다. 세라믹 또는 MLCC의 결정 내 기공은 주로 소결 중 BaCO3의 분해에서 유래한 것으로 밝혀졌으며, 이는 수열법 분말 및 그 변형 분말에서 유래한 세라믹에 의해 입증되었습니다. 열 자극이 아닌 비화학량론적 Ba/Ti에서 주로 발생하는 Ba 및 Ti 빈 공간의 점 결함은 입자 크기를 결정하는 입자 경계의 이동과 벌크 물질에서 기공이 소멸될 수 있는지 여부에 상당한 영향을 미칩니다. 특히 Ti 공실은 Ba 공실에 비해 이동 거리가 짧기 때문에 고정 효과가 강하고 grain 경계의 이동을 효과적으로 억제합니다. 따라서 2차상 BaCO3와 점결함의 시너지 효과는 구조와 성능의 차이로 이어집니다.

 

본 연구에서, 250 nm BaTiO3 나노 입자, 즉 고체 반응 및 수열 합성을 사용하여 높은 신뢰성을 가진 MLCC를 얻습니다. 결정 내 기공은 주로 BaCO3의 분해에서 비롯되는 신뢰성 손실로 이어지는 것으로 확인되었습니다. H 분말의 가열 처리 및 BaCO3의 첨가. 기공의 형성을 위한 또 다른 조건은 급격한 입자 성장으로 나타나는 바와 같이 입자 경계가 빠르게 이동하여 기공을 입자 경계에서 제거할 수 없다는 것입니다.