Thermal activation energyon electrical degradation process in BaTiO3 based multilayer ceramiccapacitors for lifetime reliability

J Chun, J Heo, KS Lee, BU Ye, BS Kang, SH Yoon - Scientific Reports, 2024 - nature.com

 

자동차용 다층 세라믹 커패시터의 고용량과 고수명 신뢰성을 위해서는 열 활성화 과정에서의 활성화 에너지를 일반적으로 수명 예측 방법으로 사용되는 Arrhenius 기반 Prokopowicz–Vaskas 방정식을 이용하여 계산할 수 있습니다. 본 연구에서는 프로토타입 다층 세라믹 커패시터에서 활성화 에너지가 대략 1.5 eV 범위에서 일정함을 명확히 관찰되었습니다. 이 값은 이전 문헌에서 보고된 산소 공공의 운동 또는 확산과 관련된 대략 1.0 eV의 활성화 에너지 값보다 높습니다. 세 개의 프로토타입 다층 세라믹 커패시터에 대한 활성화 에너지 값은 산소 공공이 희토류 산화물 첨가제의 효과와 같은 외부 첨가물로 안정화되는 특정 환경에서 얻은 바륨 티타네이트 (BaTiO3)의 에너지 밴드 갭의 절반인 대략 1.6 eV와 근접합니다. 활성화 에너지 값의 명백한 차이로 인해 산소 공공 이동만으로 고장의 전도 메커니즘을 설명하기 어렵습니다. 따라서 BaTiO3 기반 다층 세라믹 커패시터의 고장의 전도 메커니즘을 이해하기 위해서는 전자 과정과 산소 공공을 함께 고려해야 합니다. 이것은 미래에 고수명 신뢰성을 갖는 다층 세라믹 커패시터 개발의 지표로 유용할 수 있습니다.

 

 

 

https://www.nature.com/articles/s41598-024-51254-w.pdf