MLCC热应力损伤与噪声相关性研究

论文摘要

多层陶瓷电容器（MLCC）由几百层多层介质材料和金属电极叠加构成,对热应力十分敏感。在热应力作用下MLCC性能会产生退化,表现为绝缘电阻减小,漏电流增大,严重时会出现开路、短路等。MLCC现有的热应力损伤检测手段或具有破坏性,或过于复杂,为了得到对MLCC热应力损伤更为灵敏、简便和无损的检测方法,本文在已有的漏电流和噪声检测基础上,提出了基于漏电流的MLCC热应力损伤噪声检测方法。通过对MLCC进行热应力实验,优选出噪声灵敏参量,建立了MLCC热应力损伤噪声表征模型,进而确立噪声灵敏检测方法,并提取出可推广到类似结构的材料与器件中的应力损伤噪声检测方法。本文主要完成的工作及得到的结论有：1)对MLCC热应力损伤缺陷形成微观机制和常见的宏观机制进行总结,确定了MLCC介质材料的重要作用。当MLCC处于干燥环境,表面无杂质,并且未被污染时,在额定电压偏置下漏电流起源于Pool-Frenkel效应；2)设计了高温储存和手工焊接热应力实验,对三种型号的MLCC进行试验,优选出噪声幅值B作为噪声灵敏参量；3)结合一个样品的实验数据,在已有的1/f2噪声模型基础上建立了经验性的MLCC热应力损伤噪声表征模型,并利用其余的数据对该模型进行了实验验证,确定了该模型的正确性。4)在实验和理论模型的基础上,提出了MLCC热应力损伤判据,确定出MLCC热应力损伤噪声检测技术,并提取出了在类似结构中建立应力损伤噪声检测技术的流程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 论文结构与安排
• 第二章 MLCC热应力损伤机理及评估方法
• 2.1 MLCC材料及性能
• 2.1.1 MLCC材料
• 2.1.2 MLCC性能
• 2.2 MLCC热应力损伤机理
• 2.2.1 MLCC缺陷形成微观机制
• 2.2.2 MLCC宏观热应力损伤机制
• 2.2.3 MLCC热应力损伤小结
• 2.3 常规MLCC热应力损伤分析和检测方法
• 2.4 基于漏电流的MLCC热应力损伤噪声检测方法
• 2.4.1 MLCC漏电流产生机制
• 2.4.2 MLCC热应力损伤噪声检测方法概述
• 2.5 本章小结
• 第三章 MLCC热应力损伤灵敏参量优选
• 3.1 试验设计
• 3.1.1 实验准备
• 3.1.2 测试平台
• 3.2 测试流程
• 3.2.1 高温储存试验流程
• 3.2.2 手工焊接试验流程
• 3.3 电测试与噪声测试灵敏性比较
• 3.3.1 参数提取
• 3.3.2 电测量参数与噪声参数灵敏度比较
• 3.3.3 热应力损伤灵敏参量优选结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 MLCC热应力损伤与噪声相关性
• 4.1 MLCC噪声产生机制分析
• 4.2 MLCC热应力损伤低频噪声表征模型
• 4.2.1 热应力损伤低频噪声表征模型
• 4.2.2 噪声模型验证分析与应用
• 4.3 MLCC热应力损伤噪声检测方法的建立及推广
• 4.3.1 MLCC热应力损伤噪声检测方法概述
• 4.3.2 类似结构和材料中的应力损伤噪声检测方法推广
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究生在读期间研究成果