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薄膜电容范文1
传闻:薄膜电容器4季度开始贡献业绩。
记者连线:记者致电江海股份证券部,工作人员表示薄膜电容器还未正式投产,因此还无法贡献业绩。
江海股份(002484)2010年9月上市,主要产品为铝电解电容器系列产品及其主要的原材料化成箔,是国内铝电解电容业的龙头企业,拥有国内生产厂商中最齐全的产品种类。
2012年受制于宏观经济疲软公司工业类电容开工率不足,以及内蒙古化成箔募投项目投资遇电价上涨,公司业绩下滑影响,半年报显示上半年公司营收4.85 亿元,同比下滑2.44%;净利润4496.69 万元,同比下降15.24%;但从单季度来看,公司2 季度净利润2994 万元,环比实现99.27%的增长,同比降幅也明显收窄,综合毛利率连续2 个季度上升,这表明公司经营状况正在好转。公司预计三季度归属于上市公司股东的净利润变动区间6743万元至9271万元,变动幅度—20%至10%。
2011年8月该公司宣布了一项超募资金使用计划:公司使用2亿元超募资金设立全资子公司,投建高压大容量薄膜电容器生产线,建成后将为江海新增100万只/年的薄膜电容器产能。整个项目由10条生产线组成,项目建设周期为30个月,计划在2013年12月投产。项目建设完成后预计实现销售收入5.65亿元,实现年平均税后利润6641万元。
薄膜电容器是江海股份上市后正式涉足的新产品。江海股份目前产品以铝电解电容器为主,但毛利率只有21%左右;而A股目前主营薄膜电容器的公司法拉电子毛利率却能达到35%以上。去年江海股份营业收入达到10.4亿元,但净利润只有1.1亿元;同期法拉电子营收13.3亿元,净利润2.8亿元,毛利率的差距十分明显。
据悉,该公司目前已经建成1条生产线,记者连线工作人员表示还未正式投产,而在投资者互动关系平台上,公司表示薄膜电容器今年销售量很小,对公司业绩贡献很少。预计明年量产,开始贡献业绩。
华虹计通:
项目节点推迟将影响全年业绩
传闻:项目节点推迟将影响全年业绩。
记者连线:记者致电华虹计通证券部,工作人员表示客观来说项目节点推迟也将影响全年业绩。
华虹计通(300330)作为射频识别技术的电子收费与支付系统解决方案设备供应商,该公司于6月19日登陆创业板,发行价为15元,首日开盘价15.5元。当时该公司被多家券商称为“城市轨道交通AFC系统的龙头”,“优秀的AFC系统提供商”,但就在上市不到一个月的时间里,华虹计通半年度业绩公告,半年报数据显示该公司上半年归属于上市公司股东的净利润为1585.79万元,而去年同期净利润为2081.72万元,同比下降23.82%。
公司披露表示,业绩下降一方面是由于项目节点的影响,同时销售收入中毛利率相对较低的AFC系统业务收入占比较大;另一方面是由于应收账款大幅增加,计提的资产减值准备增加。
而在10月13日公司公告的三季报数据中再次表示受部分项目节点的影响, 公司2012 年1—3季度主营业务收入较上年同期略有下降, 因此营业利润出现一定幅度下降。三季报预告今年三季度盈利约:2057万元—2191万元,比上年同期下降约18—23%。至于全年业绩,公司方面表示客观来说也将受到项目节点推迟的影响。
但在二级市场上,该股票作为一只次新股,盘子小,股价9月份在发改委密集批复多个城市轨道交通建设刺激下,连续出现强势放量涨停,之后随大盘出现回落,考虑到稳增长是未来一段时间中国经济主旋律,基础设施建设尤其是城市轨道交通建设将在稳增长政策下扮演重要角色,投资者可以短线关注。
美盛文化:
上市奖金将计入三季度
传闻:公司获1686万上市奖金计入3季度业绩。
记者连线:记者致电美盛文化证券部,工作人员确认该消息属实。
美盛文化(002699)于2012年9月11日登陆资本市场,公司是国内主要的动漫服饰制造商之一,专注于动漫衍生品细分产品动漫服饰的开发、生产和销售,主要产品包括迪士尼形象动漫服饰、电影形象动漫服饰、传统节日动漫服饰以及装饰头巾等。
该公司在国内动漫服饰行业中居于前列。2009年动漫服饰年销售收入在1000万元以上的大型企业约20家,占市场份额60. 5%。而公司2009年销售收入已达1.25亿,堪称行业的龙头企业之一。由于公司在规模上已大幅超越国内的绝大多数同行企业,这使得公司在上游采购和订单争取中具备一定优势,同时,这为公司未来实现外延扩张奠定了基础。
公司此次IPO共募集42628万元,公司拟以募集资金21350万元投资“动漫服饰扩产建设项目”,完全达产后新增1000万套动漫服饰的产能(2011年公司的动漫服饰销量为455.04万套),预计正常年营业收入33999万元,净利润9818万元。
而公开数据显示,该公司上半年实现净利润仅923.75万元,9月15日该公司公告,获得地方政府1686万元的上市奖励,而这无疑为公司今年的业绩增添了一抹亮色。根据美盛文化的公告,这笔1686万元的奖励将一次性计入公司2012年营业外收入,这也意味着今年公司将因此增加1000万元左右的收益,单从数字上看,这笔收益将超过公司今年上半年实现的净利润。
而从公司最近三季报预告来看,1—9月份归属于母公司所有者的净利润为4750万元—5000万元,同比增长1%—5%。而该笔奖金计入三季度无疑将对三季度业绩产生积极的影响。
沧州明珠:
两项锂电隔膜专利获批
传闻:沧州明珠专利申请已获批。
记者连线:记者致电沧州明珠证券部,该公司工作人员表示在已申请的5项专利中,2项有关锂电隔膜的专利已获批。
沧州明珠(002108)于2007年1月24日登陆资本市场,主营业务为PE管材、BOPA薄膜的生产和销售,2009—2011年实现净利润1.02亿元、1.16亿元、1亿元。
沧州明珠于去年7月推出定向增发预案,公司拟向包括控股股东东塑集团在内的投资者发行不超过4000万股,不低于8.16元/股,募集资金总额不超过32640万元,用于投资建设“年产19800吨聚乙烯(PE)燃气、给水用管材管件项目”和“年产2000万平方米锂离子电池隔膜项目”。
在该次募投项目的可行性分析报告中表示,研发人员经过2年多的研发探索,目前已突破相关技术瓶颈,掌握了多层复合锂电池隔膜的生产工艺,申请的5项发明专利已被受理并进入实质审查阶段,而记者通过连线该公司证券部,目前有关锂电隔膜的2项专利已经获批。
薄膜电容范文2
摘要:
研究了溶剂沸点对溶液法制备Rubrene薄膜特性的影响。使用苯甲醚、氯苯、甲苯和氯仿等溶剂旋涂制备了Rubrene薄膜,并使用椭偏仪对其光学参数进行研究,采用空间电荷限制电流法获得薄膜电学特性。当使用高沸点的苯甲醚作溶剂时,获得的Rubrene薄膜迁移率为1.58×10-5cm2/(V•s),薄膜折射率最大,薄膜均一性和致密性较好,粗糙层厚度最小,仅为11.92nm;而采用低沸点的氯仿作溶剂时,获得的Rubrene薄膜迁移率仅为1.07×10-10cm2/(V•s)。研究结果表明,溶剂的沸点对Rubrene薄膜特性有较大影响,高沸点的溶剂容易获得性能优良的薄膜。
关键词:
Rubrene;空间电荷限制电流;溶剂沸点;椭偏光谱
1引言
有机场效应晶体管(OFET)具有材料来源广、柔性衬底兼容、成本低廉和工艺简单等优点,在有机发光二极管(OLED)、光伏器件、小型电子标签以及生物传感器等方面具有很好的应用前景[1-7]。Rubrene作为一种小分子有机半导体材料,在载流子迁移率、激子扩散长度以及发光效率等方面优势突出,是用于制备OFET的最有前景的材料之一。溶液法成膜具有成本低廉和可操作性强等优点,本文采用溶液旋涂法制备Rubrene薄膜。为了获得高性能的有机薄膜晶体管,制备长程有序分子序列、低陷阱密度和大晶粒尺寸的有源层是至关重要的[8-10]。本文研究了溶剂沸点对Rubrene薄膜特性的影响,使用椭偏仪分析获得Rubrene薄膜的光学特性,采用空间电荷限制电流法(SpaceChargeLimitedCurrent,SCLC)测量空间电荷限制电流与电压的关系,并计算出Rubrene薄膜的零场迁移率和场依赖因子等参数。
2实验
器件制备前,依次采用去离子水、丙酮、酒精、去离子水超声清洗P型硅衬底,然后采用煮沸的RCA标准清洗液清洗Si片,用高纯N2气吹干后再用紫外线处理30分钟。所用的器件结构为:p+Si/PEDOT∶PSS/Rubrene/Ag。将Rubrene分别溶于苯甲醚、氯苯、甲苯和氯仿溶剂。PEDOT∶PSS和Rubrene均购于Aldrich公司。器件制备过程为:首先,在洁净的Si片上以低速400r/min旋转10s,高速2000r/min旋转40s旋涂约45nm的PEDOT∶PSS,置于130℃真空干燥箱中退火15min;然后,将样品分为4组,分别将溶于苯甲醚、氯苯、甲苯和氯仿溶剂的Rubrene在PEDOT∶PSS表面旋涂相同厚度的Rubrene薄膜,并置于100℃真空干燥箱中退火12h;最后,使用喷墨打印制作半径为80μm的银浆电极,并放入100℃真空干燥箱中退火1h。样品的膜厚及相应光学参数由SC630椭圆偏振光谱仪测量分析得到,采用的入射角为70°,波长范围为400~900nm。采用LeiCaDM4000M光学显微镜测量电极面积,使用Agilent4155C半导体参数分析仪测量器件的J-V特性。所有测试过程均在室温、大气环境下进行。
3结果与讨论
采用椭圆偏振光谱仪提取Rubrene薄膜的光学参数,分析溶剂沸点对Rubrene薄膜光学性能的影响,并根据空间电荷限制电流的电学特性分析溶剂沸点对Rubrene薄膜电学性能的影响。
3.1Rubrene薄膜光学参数的获取椭圆偏振光谱仪通过测量光在两种介质的界面上反射时偏振状态的变化,可以获取物质的介电函数、膜厚等参数,具有高灵敏度、高精度、绝对值测量和非破坏性等优点[11]。Rubrene薄膜的能级带隙约为2.2eV,在600~900nm波段范围内为透明薄膜,可采用柯西模型对样品参数进行分析。经拟合后产生的数据与实验数据基本一致。Rubrene溶液中溶剂对折射率的影响如图1所示。可以看出,样品折射率随着溶剂沸点的增大而增大,当溶剂为苯甲醚、氯苯、甲苯和氯仿时,样品的折射率在波长为800nm时分别为1.779,1.743,1.705和1.697。导致Rubrene薄膜折射率变大的原因主要有:1)Rubrene薄膜的表面平整度变好,即薄膜表面粗糙层厚度减小;2)薄膜结晶质量变好。为了验证溶剂沸点的增大可降低薄膜表面粗糙层厚度,使用有效介质近似模型(EffectiveMediumApproximation,EMA)获得Rubrene薄膜表面粗糙层厚度。假定薄膜内部致密,将Rubrene薄膜分为内部致密层和表面粗糙层,使用的样品结构如图2所示。表1给出了Rubrene薄膜的椭圆偏振光谱仪分析结果。由表1可以看出,EMA模型分析得到的Rubrene薄膜表面粗糙层厚度确实随着溶剂沸点的增大而减小。Rubrene薄膜的能级带隙约为2.2eV,在400~600nm波段有较大的光吸收,因而采用F&B模型[12]进行拟合,得到的光学带隙如表1所示,消光系数如图3所示。U.Zhokhavets等人的研究结果表明:在低光子能量下,聚合物的消光系数与薄膜结晶度正相关,即薄膜有序度提高时,薄膜消光系数变大[13]。由图3可以看出,随着溶剂沸点的增大,Rubrene薄膜的消光系数变大,也是薄膜有序度提高所致,与U.Zhokhavets等人的研究结果相同。椭偏拟合的Rubrene薄膜光学带隙随溶剂沸点的增大仅略微减小。由以上对Rubrene薄膜光学参数的分析可知,使用高沸点溶剂可降低Rubrene薄膜的表面粗糙层厚度、提高薄膜有序度,从而使薄膜折射率变大、消光系数变大和光学带隙变窄。
3.2Rubrene薄膜电学参数的分析为了研究溶剂沸点对Rubrene薄膜电学性能的影响,制备了Rubrene薄膜器件。所制备的器件结构为p+Si/PEDOT∶PSS/Rubrene/Ag,器件的能级示意图如图4所示。Rubrene的最低未占有分子轨道(LowestUnoccupiedMolecularOrbit,LUMO)能级为3.2eV,与Ag电极功函数4.3eV相差1.1eV,势垒较高,可有效阻碍电子的注入而形成单载流子空穴注入器件。PEDOT的最高占有分子轨道(HighestOccupiedMolecularOrbit,HOMO)能级为5.1eV,与Rubrene的HOMO能级5.4eV相近[14],因此用PEDOT∶PSS修饰电极有利于空穴注入,形成SCLC所需的欧姆接触。由于PEDOT的HOMO能级与Ag的功函数均小于Rubrene的HOMO能级,应施加偏置电压以降低注入势垒,且应在Ag端施加负电压。
3.2.1场依赖的空间电荷限制电流理论当注入到空间电荷区中的载流子浓度大于平衡载流子浓度和掺杂浓度时,注入的载流子成为空间电荷的主要成分,整个空间电荷及其产生的电场分布由载流子来控制,这就是空间电荷效应。实际上,溶液法制备的Rubrene薄膜由于分子排列的无序性、溶剂杂质的残留和结构缺陷等因素,会在带隙中形成陷阱,此时载流子迁移率会表现出很强的场依赖性。由(5)式可知,ln(J/E2)与槡E之间存在线性关系。通过绘制ln(J/E2)对应槡E的关系曲线,根据拟合直线的截距和斜率,可以计算出Rubrene的载流子零场迁移率μ0和场依赖因子γ。
3.2.2实验结果的拟合采用不同沸点的溶剂制备所得器件的电流密度-电压曲线如图5所示。5中,随着溶剂沸点的增加,器件的电流密度明显提高。分别取四个器件高偏压空间电荷限制电流区域的数据,绘制ln(J/E2)对应槡E函数的图像,如图6所示。将曲线进行拟合,发现器件的拟合直线与实验数据吻合度较好。通过对比图6的结果发现,随着溶剂沸点的增大,拟合直线的截距随之变大,而斜率变化不大,仅略有降低。一般文献中Rubrene的介电常数为2.62[17],通过(5)式可计算出Rubrene的零场迁移率和场依赖因子,如表2所示。可以看出,所得器件的零场迁移率随溶剂沸点的增大而增大。采用苯甲醚作溶剂时,器件零场迁移率最大,达到1.58×10-5cm2/(V•s);而采用氯仿作溶剂时,器件零场迁移率仅为1.07×10-10cm2/(V•s)。器件的场依赖因子随溶剂沸点的增大略有降低。采用苯甲醚作溶剂时,场依赖因子为0.00128(cm/V)1/2;而采用氯仿作溶剂时,场依赖因子为0.00588(cm/V)1/2。由以上Rubrene薄膜电学性能分析可知,随着溶剂沸点的提高,Rubrene器件的零场迁移率变大。这是因为当使用溶液旋涂法制备薄膜时,高沸点的溶剂会降低溶剂的挥发速度,使得薄膜有充足的时间进行自组装,从而形成热稳定结构[18,19];而使用低沸点溶剂时,溶剂挥发速度较快,限制了薄膜结晶的时间,使得薄膜性能变差。
4结论
薄膜电容范文3
1概述
20世纪60年代后期,随着聚丙烯电工薄膜的出现,电力电容器很快地从全纸介质经过纸膜复合介质向全膜介质发展,产生了全膜电力电容器。欧美发达国家在20世纪80年代初就已经实现了全膜化,而当时我国才开始进行全膜电容器研究。20世纪80年代中后期,我国的主要电容器生产企业(桂林电力电容器厂、西安电力电容器厂、上海电机厂电容器分厂)分别从美国通用电气公司(GE)、爱迪生公司和西屋公司引进了全膜电容器制造技术和关键设备,经过消化吸收和改进,我国在20世纪90年代中期也实现了全膜化。全膜电容器具有以下优点:
①击穿场强高(平均值达240MV/m),局部放电电压高,绝缘裕度大;
②介质损耗低(平均水平为0.03%),消耗有功少,发热少,节能,而且运行温升低,产品寿命长;
③比特性好(平均为0.2kg/kvar),重量轻,体积小;④运行安全可靠。由于薄膜一旦击穿,击穿点可靠短路,避免发生由于纸介质击穿碳化造成击穿点接触不良而反复放电造成电容器爆裂的严重故障。由于全膜电容器的显著特点,因此,一出现就得到了的推广应用,产品也得到了不断的发展。目前,先进国家的全膜电容器的设计场强已达到了80MV/m,比特性已达到了0.1kg/kvar。我国的制造企业也正在努力研究、提高全膜电容器的技术水平。本文就主要影响全膜电容器技术水平的三个主要因素,介质材料、结构、工艺进行简要分析。
2介质材料
全膜电容器的固体介质材料是聚丙烯薄膜,液体介质材料是芳香烃类的混合油,目前大多数企业使用苄基甲苯、苯基乙苯基乙烷,也有少数企业用二芳基乙烷。
2.1聚丙烯薄膜
聚丙烯薄膜最早由GE公司在20世纪70年代初应用在电容器上,而且GE公司首创了电力电容器用聚丙烯薄膜生产技术(管膜法)。此后,西欧出现了平膜法生产技术。目前,我国引进了10多条管膜法和平膜法生产线,可以生产粗化膜(单面粗化和双面粗化)和光膜(主要用于自愈式电容器),薄膜厚度最小可达4μm,全膜电容器所用的膜厚通常在10μm以上。经过20多年的发展,国产的聚丙烯薄膜性能与先进国家的已经处于同一水平上,无论是电性能、机械性能还是工艺性能都基本接近,有的性能甚至超过先进国家的水平。以国内电容器生产企业常用的15μm厚的粗化膜为例,国产膜与进口膜性能比较列于表1。
随着全膜电容器技术水平的提高,厚度薄的聚丙烯薄膜的应用越来越大,例如12μm及以下的薄膜将占主导地位。厚度减少后,薄膜制造厂的质量控制难度将会增大,当然薄膜的性能稳定性也会受影响。从国家标准GB/T12802-1996《电容器用聚丙烯薄膜》的规定中可见,12μm膜的(元件法)直流介电强度中值比15μm的低20MV/m(6%),10μm膜的的比15μm膜的低30MV/m(10%)。更主要的是薄膜越薄,电弱点越多,接GB/T12802-1996的规定,12μm以上的薄膜电弱点≤0.5个/m2,而10μm的≤0.6个/m2。如果按2m2/kvar计算,则一台200kvar电容器可能会有多达200个的电弱点,即200个绝缘缺陷。对于高场强电容器,由于运行的场强提高了,选用更薄的薄膜,电容器的损坏几率也会提高。因此,聚丙烯薄膜的性能必须得到提高以后才能应用到更高电场强度(60MV/m以上)的全膜电容器。实际上,某些厂家薄膜的性能指标,比如介电强度和电弱点远高于国标要求值,只是在质量稳定性上需加强控制,即可满足高场强电容器的要求。
从试验的统计得出,降低粗糙度可有效提高薄膜的电气强度,减少电弱点。随着电容器生产工艺的提高和液体介质的发展,浸渍问题已经得到解决。因此,为了提高薄膜的介电强度和减少电弱点,应该使用单面粗化膜或粗糙度更小的薄膜生产高场强全膜电容器。即薄膜制造企业今后应重点控制介电强度和电弱点这两个指标。
2.2液体介质液体介质应渗透到电容器固体介质内的所有空隙,消除产品内的残存气体,提高产品局放性能。因此,对液体介质的基本要求有三个方面:①介电强度高,一般要求达到60kV/2.5mm以上;②析气性好,能够溶解和吸收更多气体;③粘度低,能够充分浸渍和渗透聚丙烯薄膜。
目前普遍使用的苄基甲苯、苯基乙苯基乙烷和二芳基乙烷都能满足以上要求,只是二芳基乙烷的粘度较高,低温性能稍差。
如果用于生产高场强电容器时,液体介质中还必须加入添加剂,以提高液体介质的抗老化性能。
3结构
全膜电容器主要有两种基本结构,一种是隐箔式结构(也叫引线片式结构,如图1a),另一种是凸箔式结构(如图1b)。
为了改善电极的边缘电场畸变,非凸出的铝箔电极边缘通常进行折边处理,尤其在凸箔式结构中普遍采用。由于隐箔式结构需要引线片引出电极,存在接触电阻和尖角,而且不适宜进行折边处理,因此,随着场强的提高,已逐渐淘汰,现基本采用凸箔式带折边的结构。
固体介质通常由两层或三层粗化的聚丙烯薄膜组成。介质的厚度对电极边缘的电场畸变有影响,因此在选择时要注意。
电极边缘的电场强度Ee可按下式计算:式中:εm—固体介质相对介电常数;εy—液体介质相对介电常数;d—电极间距离;δ—铝箔电极厚度;E—均匀处的电场强度从(1)式中可见,铝箔折边,相当于使δ增加一倍,因此,使边缘电场下降到折边前的(30%左右)。相反,如果选用较厚的聚丙烯薄膜或选用三层聚丙烯薄膜时,会使电极间的距离d增大,从而使边缘电场畸变加剧,不利于产品运行。
实际应用中,有的企业为了减少产品的串联数,提高了元件电压,在基本保持电场强度(E)不变的情况下,选择了较厚的薄膜或选择三层膜结构。理论和试验数据表明,这种结构的局部放电性能最差,实际的运行损坏情况也证明了这一点。另外,有的企业为了降低薄膜弱点重合的概率,选择三层膜结构;从理论上分析,三层膜结构确实可以减少弱点重合的概率,但三层膜结构势必要使用厚度更薄的薄膜,薄膜的性能(介电强度、电弱点)将会影响其效果,甚至适得其反。三层膜结构即使可以减少弱点重合概率,实际应用中还有一个因素必须考虑。在产品进行出厂耐压试验时,极间施加2.15Un的试验电压,如果三层膜中的一层存在电弱点时,所有电压加在另外两层膜上,以等厚的三层膜设计场强为55MV/m分析,其试验耐受场强由118MV/m只上升到177MV/m,而薄膜浸油后的击穿场强通常在200MV/m以上,即此台电容器有可能通过出厂试验而将隐患带到电网中。两膜结构时,若其中一层存在电弱点时,其试验耐受场强将上升到236MV/m,即出厂试验时就可将有弱点的产品挑出,而保证出厂产品的质量。实际应用中,三层膜结构的产品出厂合格率确实高于两膜结构,但其早期损坏率也高于两膜结构的产品。超级秘书网
无论是两层膜结构还是三层膜结构,最好选择厚度相同的薄膜。
4工艺
电力电容器制造包括四个方面的工艺:机加工工艺;元件卷制工艺;真空浸渍工艺和油处理工艺。其中后三者为电力电容器的专业工艺。机加工工艺只影响产品外观质量,油处理工艺影响液体介质的性能和质量。下面重点分析元件卷制工艺和真空浸渍工艺。
4.1元件卷制工艺元件卷制是在净化间内,利用卷制机,将固体介质材料(聚丙烯薄膜)和电极材料(铝箔)卷制成为元件的过程。
在元件卷制工艺中,洁净度单位空间中悬浮的尘埃的颗粒是影响产品质量的最主要因素,尤其对全膜电容器而言,由于薄膜具有静电吸附的作用,很容易吸附环境中的尘埃。如果吸附的是导电性颗粒,会使极间电场畸变或产生浮动电位从而使介质击穿;如果吸附的是非导电性颗粒,颗粒在电场作用下会首先击穿从而使介质也击穿。
4.2真空浸渍工艺真空浸渍是利用加热抽真空的方法将电容器内的水份和气体排除后,注入合格的液体介质的过程。
真空浸渍工艺要解决两个关键问题,一是如何尽可能地排除水份和气体;二是如何使液体介质能够充分渗透产品内的所有空隙。
根据真空理论,真空度越高,气体的排除越彻底。但是,即使把真空度提高到1.33×10-1Pa,空隙的气体分子密度仍高达3.2×1016个/m3,如果进一步提高到1.33×10-4Pa,气体密度仍达到3.2×1013个/m3。再加上真空罐内表面和产品表面的吸附气体,想通过抽真空的办法彻底排除气体和水份是不可能的,也是不经济的,实际生产中,真空度最高只到1.33×10-1Pa。通过两种途径解决这个问题,一是利用液体介质的溶气能力将残存的气体溶解;二是在注入液体介质的同时,继续抽真空。随着全膜电容器的电场强度的提高,必须采用边注油边抽真空的方法。
前面已经分析过,薄膜之间具有静电吸附作用,要使液体介质充分渗透到薄膜之间确实很困难,但是压力浸渍工艺的应用有效地解决了浸渍问题。目前,实际应用中的压力浸渍工艺有两种方式;一种是油位差压力浸渍;另一种是利用外力的压力浸渍。油位差压力浸渍如图2所示。其高度差通常只有3m左右,因此压力只有0.3MPa左右,而且顶上的储油罐必须破空。油位差压力浸渍工艺时间较长。
利用外力的压力浸渍如图3所示。其压力可任意调节,可利用强压力进行浸渍,而且不需破空,油路处于密封状态。由于利用了强压力,因此浸渍彻底,而且工艺时间较短。如果压力浸渍工艺效果能进一步提高,则对聚丙烯薄膜的粗化要求可以降低,进而使薄膜的性能提高,提高产品可靠性。
5结论
全膜电容器的技术水平的提高,必须重点研究解决以下四个方面的问题:
①聚丙烯薄膜的性能必须提高,尤其是厚度规格小的薄膜,随着电场强度的提高,薄膜的介电强度和电弱点尤其重要;
②电容器结构的选择必须综合考虑材料的性能和工艺水平;
薄膜电容范文4
高压部分主要由整流、滤波、高压开关管、开关脉冲形成电路以及过流、过压保护和EMC等电路组成。对于电源高压侧的摩机,大家常常更换高压滤波电容,但对其容量选择则有许多不同的意见。根据经验,开关电源的初级侧高压滤波电容容量常选择3pF/W,即当开关电源输出功率在1W时,此电容为3pF。卫视机功耗常在20w以下,根据上述经验公式,此电容容量可选择60pF左右,即68pF。我曾试验过将此电容容量增至100pF,效果较68μF稍好,但100μF电容价格要高于68μF电容近一倍。所以建议使用68μF,此时性价比最高。
低压部分主要是由30V、22V、12V、5V、3.3V各路电压的高频整流滤波及电压反馈光耦等构成。因开关变换器是以脉冲形式向电源汲取电能,故当滤波电容器中流过较大的高频电流时,要求用于开关稳压电源输出整流的电解电容器阻抗频率特性在300kHz甚至500kHz左右仍不呈现上升趋势,而普通电解电容器在100kHz后就开始呈现上升趋势(见图2),用于开关电源输出整流滤波效果相对较差。同时普通电解电容器温升相对较高。当负载为突变情况时.用普通电解电容器的瞬态响应远不如高频电解电容器。由于铝电解电容器在高频段不能很好地发挥作用,应辅之以高频特性好的陶瓷电容器或无感薄膜电容器,其主要优点是:高频特性好,ESR低,如MMK5型容量1μF电容器,谐振频率达2MHz以上,等效阻抗却小于0.02Ω,远低于电解电容器,而且容量越小谐振频率越高(可达50MHz以上)。在铝电解电容器两脚上并联上高频特性好的小容量陶瓷电容器或无感薄膜电容器,这样将得到很好的电源输出频率响应或动态响应。
对于各电压支路滤波电容容量的选择,应结合各路电源负载的大小及对纹波敏感的程度而做出处置。在此建议如下:
30V:10~22pF/50V电容.并联一只O.1μF陶瓷电容器:
22V:470pF/35V电容,并联两只0.1μF陶瓷电容器;
12V:1000μF/35V电容。并联两只0.1μF陶瓷电容器:
薄膜电容范文5
【P键词】GaN基;聚酰亚胺(PI);金属遮光层;微图形
1 背景介绍
氮化镓(GaN)三族氮化物宽禁带半导体材料体系,由于其宽广的带隙(从0.6eV的红外区域一直覆盖到6.1eV的深紫外区域)和优异的光学、电学性质,在蓝、绿、紫外(UV)及深紫外波段的发光二极管(LED)和激光器(LD)等光电子器件领域有着广阔的应用[1]。由于一些GaN芯片的特殊设计,经常需要一种粘附性良好不易被显影液、去胶液等溶胀又具有一定厚度且具有光敏特性的绝缘材料来充当图形表面的保护膜、层间的绝缘膜、深沟槽的填充物,尤其是随着芯片大集成化、高密度化,多芯片组件(MCM)应运而生[2],其关键技术就是需要填充深沟槽将多芯片组件表面平坦化。
聚酰亚胺(PI)是一种综合性能十分优异的材料:耐高低温性能优异,分解温度在500℃左右,250℃下可以连续使用70000h,在热力学温度4K(-269℃)的液态氦中仍不会脆裂;机械强度高,高温下只发生很小的蠕变,耐磨减磨性良好,200℃经过1500h老化处理其拉伸强度降低较少;电学性能良好,介电常数为3.4左右,介电损耗为10-3;热膨胀系数低,不会因为温度变化而发生覆膜脱粘现象;耐化学药品性能好,可以耐有机溶剂、耐稀酸[3-4]。聚酰亚胺(PI)、旋涂玻璃介质膜(SOG)、苯丙环丁烯(BCB)为代表的耐热性树脂已被广泛用作电子学领域中的半导体元件表面保护膜、层间绝缘膜、沟槽填充物等。尤其是PI相对SOG有着理想的膜厚及良好粘附性,PI相对BCB其成本优势显而易见,因此PI在众多耐热性树脂中更是脱颖而出,首推为最理想的使用材料。
光敏性PI经紫外线(i,g线)曝光后发生光固化交联反应,将非曝光区用有机或水性溶剂溶解后,可得到高分辨率的图形,此图形经加热固化后形成的聚酰亚胺层膜具有低介电常数和低吸水率及优良的热稳定性、机械性能及光学性能。然而目前工艺上PI旋涂的基材一般为硅片、陶瓷、耐热性树脂、载体膜、铝板、不锈钢板、各种合金板等支撑的基材,几乎找不到GaN基上使用PI的案例。这主要是因为GaN特殊的结构特性和光学特性,导致单纯使用紫外光刻技术无法使负性光敏聚酰亚胺在GaN基上形成标准有效的微图形,进而在制作工艺上阻碍了一些设计良好的半导体发光器件制造方案之实施。本文将制备一层几何图形金属作为遮光层,再利用聚酰亚胺负性感光性的性质来制备聚酰亚胺微图形, 使以上阻碍迎刃而解,为半导体发光器件制造中GaN基表面保护膜、层间绝缘膜、沟槽填充物的制备工艺提供一些参考思路。
2 实验部分
2.1 材料与设备
2.1.1 材料
蓝宝石或Si或SiC为衬底的GaN基;负性光刻胶;去离子水;去胶液;丙酮;无水乙醇;盐酸;乙酸丁酯;ZKPI-520I型负性光敏聚酰亚胺;金属Ni或Ti;
2.1.2 设备
匀胶机;光刻机;烘箱;金属蒸发台;
2.2 实验方法
2.2.1 流程
制备光刻胶掩膜层蒸镀金属层形成几何图形的金属遮光层 制备聚酰亚胺微图形亚胺化(低温固化)去除金属遮光层亚胺化(高温固化)
2.2.2 制备
1)利用常规紫外光刻技术在5片以蓝宝石为衬底的GaN基上制备光刻胶几何图形掩膜层。
2)利用真空蒸镀设备在上述GaN基上蒸镀100nm Ni金属层。
3)用110℃去胶液3min将Ni金属层进行Lift-off技术工艺,Lift-off工艺后先浸入丙酮中10~30sec,再浸入无水乙醇中10~30sec,取出后用去离子水冲洗干净,放入烘箱烘干,得到具有几何图形的金属Ni遮光层。
4)利用旋涂方法在上述5片GaN基上涂布一层均匀的负型聚酰亚胺薄膜,5片GaN基分别为1000rpm12sec、2000rpm14 sec、3000 rpm16 sec、4000 rpm17 sec、5000 rpm18 sec,然后进行前烘,温度110℃,烘烤时间为5min。
5)利用步骤1)中所用的光刻掩模版套刻对聚酰亚胺薄膜进行曝光,5片的曝光时间分别为20sec、18sec、16sec、14sec、12sec,用聚酰亚胺相应的显影液显影3min,然后在乙酸丁酯中定影2min,得到聚酰亚胺的微图形,其图形与金属层的几何图形相反。
6)对5片GaN片材上的聚酰亚胺微图形进行0~300℃的低温固化,如图1。
7)用体积浓度为50%盐酸水溶液去除GaN片材上残余的Ni金属遮光层,时间5min。
8)对GaN片材上的聚酰亚胺微图形进行330℃,60min的高温固化,完成聚酰亚胺微图形的制备。
2.3 测试
采用显微镜观察以上5片GaN基聚酰亚胺微图形的表面形貌。
采用台阶仪测量以上5片GaN基聚酰亚胺微图形的厚度。
采用电容仪测试以上5片GaN基聚酰亚胺微图形的薄膜电容,在相对湿度为50%、温度为18℃、频率范围在50KHZ~800KHZ下测得薄膜电容值,再通过式(1)计算获得薄膜的介电常数,测试3次取平均值。
其中ε为薄膜的介电常数,C为测得的薄膜电容值,d为薄膜的厚度,s为电极面积,ε0为真空介电常数,ε0=8.85*10^(-12)F/m。
3 结果与讨论
以上制备的5片GaN基聚酰亚胺图形均不易被显影液、去胶液等溶胀,机械强度高,耐热性好,同时与GaN粘附性良好,表面平坦,显微镜观察的表面形貌如图2和图3。台阶仪测得5片的PI薄膜厚度为2um~7um,旋涂转速与厚度关系如图4。5片样片通过电容仪测试电容再计算得出的介电常数均在4以下。
4 结论
该制作方法工艺简便,易操作,成本较低,且成品率高。制备出的聚酰亚胺图形与GaN粘附性良好,同时不易被显影液、去胶液等溶胀,而且低介电常数绝缘性能较好,厚度根据需要可以做到2um~7um,机械性能优良,用此聚酰亚胺微图形可以充当GaN芯片的表面保护膜、层间绝缘膜、深沟槽填充物,尤其能够解决多芯片组件(MCM)的表面平坦化,具有极大的经济价值和使用价值。
【参考文献】
[1]郭伟玲,钱可元,王军喜.LED器件与工艺技术[M].北京:电子工业出版社2015.
[2]王秀峰,伍媛婷.微电子材料与器件制备技术[M].北京:化学工业出版社,2008.
薄膜电容范文6
关键词 高末帘栅过荷故障;处理预案;实例分析;快速定位
中图分类号TN9 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)83-0216-02
0 引言
国家广电总局725台有12部DF100A短波发射机,虽然已经全部实现自动化,由于机器多、任务重、倒频次数的增加,发射机故障率也随之增多,在发射机运行中经常出现高未帘栅过荷的故障,为了减少停播,保证播出质量,我们摸索出一整套高未帘栅过荷故障的判断、分析、处理预案,经过多年实践,实用效果很好,对安全播出起到了重要保障作用。提高了判断故障的准备性,缩短了停播时间。现将这套预案介绍给大家。
1 高末帘栅工作原理
2 高末帘栅过荷故障的特点
高末帘栅过荷故障现象:在播音中,高末帘栅过荷,发射机面板指示灯6S20变红,发射机高压掉,重加加不上。如图2所示:
引起1K22B高压断继电器得电,1K22B常闭接点22 21打开,高压掉。由于高末帘栅过荷导致1K40继电器得电,1K40常开接点8 12 闭合,1K33继电器得电。6S20高末帘栅过荷提示灯变红。
3 高末帘栅过荷故障预案及直流回路分析
1)高末帘栅过荷故障我们可以通过二种方法来判断:
(1)测法
甩开帘栅回路中的3R25,用2500V摇表摇测绝缘,一端接地,一端接帘栅极,若摇测绝缘很低,则可判断PA帘栅负载回路有故障。(即3R25以后到PA管帘栅级之间元器件有问题)若绝缘度很高,则应检查供电回路。(即3R25到帘栅模块之间的元器件有问题)如图所示。
另外,当出现帘栅流过荷时,我们甩开3R25后,降功率加高压,如果不过荷,说明故障就在负载回路。如果过荷,说明故障在电源回路。在处理电源回路故障时要注意:甩开帘栅模块输入光缆,这样可以排除九单元调制器控制器(9A4板),因为帘栅控制回路安装在音频通路板上(9A4)上,若公共通路9A4有问题时会导致帘栅过荷。
(2)表值观察法
①观察帘栅压表值,降功率到零,或去掉激励,加高压观察帘栅压;若是正常,帘栅压为零;若是有表值,则可快速判断为帘栅模块击穿所致;
②观察帘栅流表值,当PA帘栅极有通地现象时,或者帘栅回路中电容击穿时,此时帘栅流很大。降功率到零,一加高压帘栅流就会很大,稍微一升就会过荷掉高压。此时我们检查帘栅处的各电容就可轻松判断出故障。当帘栅级出现帘栅电流过小,此时是因为帘栅回路有开路现象,当帘栅极防振电阻3R25、电感L16断开时会导致阻抗变大,相当于开路,所以帘栅流会很小或没有。
通过以上两种方法可以我们总结出了以下经验:当高末帘栅过荷时(1)我们首先降功率为零,看是否过荷?如果过荷,甩开帘栅模块控制光缆,看是否过荷,如果不过说明9A4板故障;如果过荷说明模块IGBT有故障或是模块本身有问题。(2)当降功率为零后,如果不过荷,我们稍升功率这时帘栅压很小,帘栅流很大,说明模块输出引线到3C31帘栅薄膜电容之间元器件有问题。这时分开分析负载回路和电源回路就可轻松判断。
2)直流回路分析如下:
由图3所示可知高末帘栅直流回路路径是 :帘栅级――阴级灯丝――灯丝变压器次级――地――帘栅流分流器(2R7)――帘栅模块――帘栅阻流圈――陷入电路(R24、R25、L16)――帘栅级。
通过直流回路分析:可以判断帘栅流的方向,由于PA管采用阴地线路,帘栅薄膜电容3C31使射频信号通地,在一定程度上防止直通和反作用。所以无高频电流。当出现故障时,我们只考虑直流通路即可轻松判断帘栅流大小和方向。
故障实例分析:
故障实例一
(1)故障现象
播音中忽然掉高压,高末帘栅过荷指示灯变红,复位后重加现象依旧。
(2)故障判断
高末帘栅连续过荷,且降功率到零,重加稍微升功率,帘栅流很大,屏流很小,再升即掉高压。首先帘栅流变大,运用表值观察法分析帘栅级有通地现象,造成帘栅流变大。一般为负载回路有故障。
(3)故障分析
甩开3R25,用2500V摇表摇测绝缘,绝缘很低,则负载回路故障,逐一检查3R25到电子管之间元器件,电流变大一般检查电容即可,通常为3C31击穿所至。
(4)故障处理
更换管座,卸下电子管帘栅盘,换上耐压高的薄膜电容后,发射机正常。还应检查放电球距离是否合适,保护是否灵敏。
故障实例二
(1)故障现象
高末帘栅连续过荷,降功率无效,将功率降到零,帘栅压仍有700V。
(2)故障判断
甩开3R25,甩开光缆加高压,降功率为零,仍有帘栅压,可判断电源回路有故障,3C45到模块之间有问题,考虑到帘栅流变大可能为3C45、C1电容击穿所至,但是根据降功率后仍有帘栅压可快速判断为帘栅模块损坏。
(3)故障分析
由于高末模块IGBT击穿时,造成加高压时(降功率)有700V帘栅压加至电子管,不受九单元控制,使帘栅先上。正常顺序:(风― 水――灯丝――栅级――屏级――帘栅级)瞬间电流很大,引起帘栅过荷。另外,帘栅电源有两块模块组成,判断故障时,甩开其中一块模块输入端的三个保险,降功率加高压看帘栅压有没有,如果有
说明另一块模块损坏。如果没有,说明此模块损坏。
(4)故障处理
更换功率模块。