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【專題文件】半導體(tǐ)陶瓷電容原理及失效原因分(fēn)析

發布時間:2018-05-26

1.表面型半導體(tǐ)陶瓷電容器的等效電路 

a爲正常狀态下(xià)的等效電路,其中(zhōng)上、下(xià)兩個電容器代表上、下(xià)兩個介質層的電容;兩個箭頭表示和N型半導瓷的接觸狀态;中(zhōng)間部分(fēn)則表示半導體(tǐ)瓷中(zhōng)尚有一(yī)定的電阻。 b和c則分(fēn)别表示兩邊或一(yī)邊介質層被損壞後的不正常情況。介質層被損壞的程度不同則二極管的正、反電阻也不同,因此它并不意味着是一(yī)個常規的二極管。

2.表面型半導體(tǐ)陶瓷芯片半導化機理

主晶相爲鈣钛礦結構(BaTiO3),在H2、N2氣氛下(xià)還原處理,其反應過程如下(xià):  2BaTiO3+ H2---- 2BaTiO2.5+H2O+Vo(氧缺位),Ti4+----Ti3+ + e(電子電荷)。由于缺位的出現,恰是一(yī)個2價正離(lí)子,氧缺位在整個瓷體(tǐ)中(zhōng)均勻分(fēn)布。e爲電子電荷,在未激發之前它是停留在氧缺位附近Ti3+上的介穩電子,但受到電場激發之後将形成“自由”電子而參與導電。這時整個瓷片具有電子導電特性,屬于n型半導體(tǐ)。

3.半導體(tǐ)陶瓷電容在低電壓環境中(zhōng)出現燒熔失效問題探讨

     ①表面介質層:半導體(tǐ)瓷介電容芯片起絕緣作用的介質層很薄(約20微米),芯片生(shēng)産、運輸及後工(gōng)序裝配過程中(zhōng)容易損壞介質層,造成絕緣電阻降低。 
     ②在低的直流電場長時間作用下(xià),半導層中(zhōng)氧缺位向負極闆旁移動積累大(dà)量正電荷,并将和負極闆間形成較高的電場強度,而電子向正極移動在正極累積大(dà)量負電荷,和正極形成較高的電場強度。當電場強度達到一(yī)定值時,它迫使介質層會向極闆發射電子,而構成傳導電流。
      如果介質層絕緣電阻低,介質層承受不了高的場強,電容性能進一(yī)步劣化,絕緣更低直至短路,在這個過程中(zhōng)産生(shēng)大(dà)量熱能而使産品本體(tǐ)出現燒熔的現象。




    


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