Réduction de l'épaisseur des couches diélectriques à base de titanate de baryum pour condensateurs céramiques

par Román Jabir Nava Quintero

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Juan A. Aguilar Garib et de Sophie Guillemet.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Ce travail est centré sur la formulation des barbotines pour le coulage en bande de couches céramiques d'épaisseur inférieure à 3,5 ìm pour les condensateurs multicouches. Des particules de 100 nm et 200 nm de BaTiO3 sont mises en suspension dans différentes solutions de toluène, éthanol, méthanol, xylène et eau, avec un dispersant et un PVB comme liant. Au moyen de la rhéomètrie oscillatoire, un protocole expérimental original a été développé pour formuler les barbotines avec des propretés rhéologiques appropriées pour le coulage en bande. En raisons des applications futures des couches, leurs propriétés électriques ont été mesurées après frittage sur une feuille de platine. Il est démontré dans cette recherche que la contribution élastique de la viscosité doit être petite et que la poids moléculaire des liants est le facteur le plus important pour réduire la viscosité des barbotines non aqueuses. L'emploi de nanoparticules ne conduit pas nécessairement à la réduction de l'épaisseur de la couche à cause de la formation d'agrégats qui est catastrophique pour la production des bandes homogènes. Il a été aussi démontré que la sélection des solvants et des dispersants dépend de la taille des particules de BaTiO3. Il est conclu dans cette recherche que le coulage en bande de couches de 2 ìm d'épaisseur est un limite pour cette technique. Les mesures électriques confirment que les couches obtenues par cette technique, avec la méthode proposée pour la formulation des barbotines, conviennent pour la fabrication de condensateurs.

  • Titre traduit

    Thickness reduction of dielectric layers based on barium titanate for ceramic capacitors


  • Résumé

    This work is centered in formulation design of barbotines for tape casting of ceramic layers thinner than 3,5 ìm for multilayer capacitors. Particles of 100 nm and 200 nm of BaTiO3 were mixed in different solutions of toluene, ethanol, methanol, xylene and water, with a dispersant and a PVB as bonding. Using oscillatory rheometry, an original experimental protocol was developed for formulating the barbotines with appropriated rheological properties for thin tape casting. Giving the foreseen application for the layers, their electrical properties were measured after sintered over a platinum foil. It was demonstrated in this research that elastic contribution of viscosity must be small and that molecular weight of the bonding is the most important factor for reducing the viscosity of the non-aqueous barbotines. Using nanoparticles does not necessarily leads to reduction of the layer thickness because of the formation of clusters, which is catastrophic for the production of homogeneous bands. It was also demonstrated that the selection of solvent and dispersant is a function of the particle size of BaTiO3. It is concluded in this research that 2 ìm thickness tape casting is the limit for this technique, while electric measurements confirmed that the layers produced by this technique with the proposed method for formulation of the suspensions are suitable for building capacitors.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (124-IV p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0253
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