壓電陶瓷過程控制規(guī)范

1、過程控制規(guī)范HFDZ-TSD-824-035壓電陶瓷過程控制規(guī)范201605 25 發(fā)布2016-05-31 實(shí)施無錫市惠豐電子有限公司i=r本規(guī)范制定過程中參照了汽車壓電陶瓷產(chǎn)品的性能要求、汽車壓電陶瓷產(chǎn)品試驗(yàn)方法、GB/T 3389-2008壓電陶瓷材料性能測(cè)試方法。本規(guī)范按GB/T1.1-2009標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則的要求進(jìn)行編制。本規(guī)范由無錫市惠豐電子有限公司技術(shù)部提出。本規(guī)范由無錫市惠豐電子有限公司公司批準(zhǔn)執(zhí)行。本規(guī)范主要起草人：田德輝、譚永光、王寶壓電陶瓷產(chǎn)品過程控制規(guī)范1范圍本規(guī)范規(guī)定了 HFDZ-TSD-824-035壓電陶瓷產(chǎn)品（以下簡稱陶瓷產(chǎn)品）的術(shù)

2、語和定義的要求、試驗(yàn)方法、檢 驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本規(guī)范的引用而成為本規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版本均不適用于本規(guī)范。然而，鼓勵(lì)根據(jù)本規(guī)范達(dá)成協(xié)議的各方研究 是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)范。1壓電陶瓷基體材料組成壓電陶瓷粉料性能檢驗(yàn)要求壓電陶瓷產(chǎn)品粉料料漿顆粒度測(cè)試方法壓電陶瓷產(chǎn)品粉料松裝密度測(cè)試方法壓電陶瓷產(chǎn)品銀層拉拔力測(cè)試方法壓電陶瓷產(chǎn)品銀層百格試驗(yàn)方法壓電陶瓷產(chǎn)品銀層厚度檢驗(yàn)方法壓電陶瓷產(chǎn)品銀層微觀結(jié)構(gòu)壓電陶瓷產(chǎn)品溫度系數(shù)產(chǎn)品測(cè)試方法電陶瓷表

3、面能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)壓電陶瓷產(chǎn)品跌落試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)壓電陶瓷產(chǎn)品外觀缺損標(biāo)準(zhǔn)壓電陶瓷產(chǎn)品高、低溫測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)壓電陶瓷產(chǎn)品跌落試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)壓電陶瓷清潔度測(cè)定一般規(guī)定（JB/T9058-1999）壓電陶瓷產(chǎn)品性能出廠要求壓電陶瓷產(chǎn)品外觀要求壓電陶瓷包裝要求壓電陶瓷產(chǎn)品標(biāo)簽或條形碼要求壓電陶瓷產(chǎn)品運(yùn)輸或貯存要求3術(shù)語和定義穩(wěn)定狀態(tài)是壓電陶瓷的性能達(dá)到穩(wěn)定的出貨狀態(tài)。在此狀態(tài)下，壓電陶瓷的性能符合客戶及出廠的要求。額定工況是標(biāo)定和檢驗(yàn)壓電陶瓷片在穩(wěn)定狀態(tài)下電性能轉(zhuǎn)換的能力的條件。4技術(shù)參數(shù)4.1陶瓷基體材料組成成分Pb304P68%Zr(X17%，Tia11虬NbA2. 3幅SnOi1. 2%Agp0. 05g5粉料性能檢驗(yàn)

4、要求序 號(hào)性能參數(shù)名稱符號(hào)原材料性能檢驗(yàn)要求表允許 公差L1P-32P-33P-41P-42P-43P-44Ai機(jī)電耦合系數(shù)kp0.610.630.650.560.580.610.606%2自由相對(duì)電容率或1450190020001050130017001400士 12.5 %3介質(zhì)損耗tg s0.0050.0150.0200.0050.0060.0050.0054壓電應(yīng)變常數(shù)(x10-12 m/v 或C/N)d33350410430250290330320士 12.5 %5機(jī)械品因素Qm14008575500500110060020%6頻率常數(shù)(Hz/m)Nd2200209019502250

5、2200210022005%7密度(x103kg/m3)P7.687.687.807.607.607.607.600.2 %表序 號(hào)性能參數(shù)名稱符號(hào)原材料性能檢驗(yàn)要求表允許公差P-44BP-48P-51P-52P-53P-61P-811機(jī)電耦合系數(shù)kp0.600.590.650.640.680.530.536%2自由相對(duì)電容率1550130025003500420011001080士 12.5 %3介質(zhì)損耗tg s0.0050.0050.0200.0200.0200.0080.0044壓電應(yīng)變常數(shù)(x10-12m/v 或C/N)d33320300510575590320240士 12.5 %5

6、機(jī)械品因素Qm500600706565800100020%6頻率常數(shù)(Hz/m)Nd21902200200019401950235023005%7密度(x103kg/m3)P7.607.607.607.607.507.607.600.2 %注：1、表中的性能參數(shù)指標(biāo)除密度外，均為極化后十天的測(cè)量值;32、用戶對(duì)材料性能有特殊要求時(shí)，可進(jìn)行商討。 抽樣工藝要點(diǎn)：（200.5） x （1.500.10）mm 23.4x50 mm1.8噸/cm2 （10噸半自動(dòng)1#機(jī)8.0噸）（190.1） mm1、標(biāo)準(zhǔn)樣件外形尺寸:2、標(biāo)準(zhǔn)樣件壓制模具:3、標(biāo)準(zhǔn)樣件成型壓力:4、標(biāo)準(zhǔn)樣件電極尺寸:6料漿顆粒度測(cè)試

7、方法顆粒度值對(duì)照表粉料號(hào)P44L1P43P81K2P31P32P33P51P52P53PT-71顆粒度0.90 0.050.7 0.05取二次料料漿一小袋約20g左右，交給測(cè)量人員對(duì)顆粒度進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量前儀器需校驗(yàn)，然后打開電腦上測(cè)量程序，調(diào)整好焦距。將樣品緩緩加入循環(huán)池中，觀察顯示屏上遮光率的變化，遮光率控制在10%20%內(nèi)（13%16%為最佳）點(diǎn)擊連續(xù)測(cè)試，選中平均值后保存和打印，需打印保存三組測(cè)試數(shù)據(jù)和多組數(shù)據(jù)的比擬數(shù)據(jù)，并保存。7粉料松裝密度測(cè)試方法量具：標(biāo)準(zhǔn)量杯、刮刀、電子稱。測(cè)量方法：用標(biāo)準(zhǔn)量杯，根據(jù)不同目數(shù)，在周轉(zhuǎn)箱內(nèi)取樣，裝滿量杯需溢出，用非磁性刮刀，水平刮平 粉料，不要擠壓粉

8、料，并且注意不要搖動(dòng)和震動(dòng)量杯，刮平粉料后輕敲量杯，使其振實(shí)一些，以免在挪動(dòng) 過程中粉料溢出并保證杯子外部不粘粘有粉料，然后放在電子稱上稱重（電子稱精度0.01g）,測(cè)量三次取平均值。測(cè)量值：毛重減杯重除以容積。8銀層拉拔力測(cè)試方法電焊預(yù)熱：將電烙鐵預(yù)熱到420C,用3mm的烙鐵頭在標(biāo)簽紙上燙一個(gè)3mm的圓圈。清理銀層表面、搪錫：1.將銀層便面清理干凈，無雜質(zhì)，灰塵；在試樣的電極焊接面上和金屬引線與焊接的一段涂上焊劑，并搪錫，將銅絲垂直于元件焊點(diǎn)上，電焊貼住銅絲，使銅絲受熱進(jìn)入元件上的焊料里，存放于室內(nèi) 6小時(shí)以上。拉力測(cè)試：用0-10KG推、拉力測(cè)試儀，先校零位后將銅絲一端掛在儀器頂端，（如

9、左圖）開始用力拉焊接點(diǎn)，拉斷后讀取拉力值，銀層拉拔力 3KG為合格。9銀層百格測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試依據(jù)：參考GB-19286-1998色漆和清漆漆膜的劃格試驗(yàn)操作步驟：百格刀在銀層印刷產(chǎn)品表面，縱橫各畫出11條劃線，劃線長度約為20MM ,深度以劃破銀層為宜。用毛刷將劃線邊緣的漆層粉末或絲狀物清除干凈。準(zhǔn)備好長度約為 75MM的3M膠袋（型號(hào)為610#）將3M膠帶的一端從百格的最邊緣，慢慢平貼在百格上面，然后用手指輕輕觸壓，確保膠袋與產(chǎn)品之間無殘留氣泡。在產(chǎn)品的其它平面部位，重復(fù)上述測(cè)試2次。壓平后，等待9030秒，然后左手壓住產(chǎn)品，右手捏住膠帶的自由端，反方向 180度迅速撕除3M 膠帶。仔細(xì)檢查百

10、格上涂層脫落情況，如果涂層脫落面積小于5%以下，則判定為附著性 OK,否則為NG。10銀層厚度測(cè)試方法10.1被銀前，取5片裸片，在外圓用刻刀刻好編號(hào)，均勻做好4個(gè)記號(hào)，順時(shí)針方向測(cè)量產(chǎn)品厚度，測(cè)量的4個(gè)點(diǎn)并依次記錄測(cè)量值，如下圖：10.2將刻好記號(hào)的產(chǎn)品進(jìn)行印銀操作。將烘好銀刻記號(hào)的產(chǎn)品按順時(shí)針方向測(cè)量并記錄測(cè)量值。（如下圖）用滲銀后產(chǎn)品厚度值減去裸片厚將滲好銀的產(chǎn)品，在測(cè)微儀上測(cè)量產(chǎn)品記號(hào)點(diǎn)厚度并記錄,度值，計(jì)算出銀層厚度，汽車產(chǎn)品銀層厚度4-10um為合格，非汽車內(nèi)產(chǎn)品2-6um為合格。11壓電陶瓷產(chǎn)品銀層微觀結(jié)構(gòu)測(cè)試方法銀漿貯存條件： 必須放在恒溫環(huán)境下貯存。印銀后產(chǎn)品進(jìn)行高溫?zé)y，燒

11、銀溫度一般在720-820C之間，客戶有特殊要求的除外。11.3燒完銀后的產(chǎn)品在1000X顯微鏡觀察銀層微觀結(jié)構(gòu)，如下圖:普通氧化銀漿燒銀后銀層微觀結(jié)構(gòu)不連續(xù)（對(duì)銀層厚度有要求的產(chǎn)品不能使用該銀漿）分子銀漿燒銀后銀層微觀結(jié)構(gòu)，連續(xù)無孔洞，完好（產(chǎn)品有銀層厚度的產(chǎn)品使用此銀漿符合要求）12壓電陶瓷產(chǎn)品溫度系數(shù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在交貨前，壓電陶瓷片性能100%測(cè)試是必要的。在測(cè)試中，有效機(jī)電耦合系數(shù)和電容量必須測(cè)量。對(duì)于每一個(gè)批次，至少隨機(jī)抽32個(gè)產(chǎn)品必須采取隨機(jī)抽樣和標(biāo)記。此外，所測(cè)量的場(chǎng)值分布（以 0.01）和C0的交付批已被記錄在案（包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)Cp/Cpk）與批量發(fā)送。測(cè)試程序和能力：能力是在頻率為

12、1KHz測(cè)電容不得更改超過 5%,從它的初始值為3000 N預(yù)應(yīng)力時(shí)（相當(dāng)于So M扭矩對(duì) 爆震傳感器組件）。有效機(jī)電耦合系數(shù)要確定有效的機(jī)電耦合系數(shù)，串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率必須測(cè)量。測(cè)量應(yīng)在接觸點(diǎn)之間進(jìn)行，而無需顯著影 響的自由振蕩。有效的機(jī)電耦合系數(shù)計(jì)算，使用以下公式：具有FP =并聯(lián)諧振頻率（約 50 kHz） FS 二串聯(lián)諧振頻率在（約 50 kHz ）測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)必須達(dá)到0.005的重復(fù)性。測(cè)量設(shè)備的輸入阻抗不應(yīng)超過下列值：Cinput 1 米老化壓電陶瓷的老化是僅在特定的限制。這個(gè)測(cè)試必須應(yīng)用于每一個(gè)新材料組成的至少50個(gè)產(chǎn)品。為了驗(yàn)證適當(dāng)?shù)睦匣袨?，下面的測(cè)試必須應(yīng)用：壓電陶瓷環(huán)應(yīng)

13、卸下：申請(qǐng)1000次熱循環(huán)的溫度：上限溫度+160 C;0.5 H低溫 W0 C ; 0.5 H溫度速度1.5 C/min和2.5 C /分鐘之間；總周期時(shí)間約 4小時(shí)20分鐘在這些試驗(yàn)中，對(duì)壓電陶瓷特性的變化不得超過以下值：機(jī)電偶合的初始值的能力 13%變化；改變有效機(jī)電耦合系數(shù)V創(chuàng)始彳1的5%。溫度系數(shù)的測(cè)量測(cè)定了壓電陶瓷參數(shù)的溫度穩(wěn)定性，對(duì)每種新材料組成的至少50個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)定。測(cè)量是在極化后10天后的產(chǎn)品做樣品。參考溫度應(yīng)在 20C和25C之間。由于非線性性能的溫度系數(shù)必須被確定為最小和最大工作溫度。溫度系數(shù)必須用以下公式計(jì)算:K哂區(qū)通戶/丁/)CO (Tmax是在最大溫度C0容量(T

14、min)是容量在最低溫度Keff (TmaX是有效機(jī)電耦合系 數(shù)Keff最大溫度(Tmin)是有效機(jī)電耦合系數(shù)在最低溫度。最高溫度是最高溫度(Tmax = +160 C);最低氣溫是最低溫度(Tmin=-40 C) ; TRE既 參考溫度(20 C TRER 25 C)在測(cè)量過程中，溫度必須穩(wěn)定在 1個(gè)以內(nèi)13.壓電陶瓷表面能測(cè)試要求概述：表面能是一個(gè)描述元件表面潔凈度的一個(gè)參數(shù)，這不是唯一能證明元件表面是否能充分附合粘 接特性的要求。表面能測(cè)試：幾種原理可測(cè)試參數(shù)。原理為測(cè)油墨在表面的能力傾向，油墨越擴(kuò)散說明表面能越 好。OKNG14壓電陶瓷產(chǎn)品跌落試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)該項(xiàng)目測(cè)試汽車用壓電陶瓷元件的強(qiáng)度

15、。測(cè)試方法參照 GB/T2423.8-1995 , Test Ed測(cè)試參數(shù)：水泥地或鋼質(zhì)板跌落高度:40CM跌落試驗(yàn)判定準(zhǔn)則：無破碎和開裂，經(jīng)測(cè)量產(chǎn)品波形完好。15壓電陶瓷清潔度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)概述此標(biāo)準(zhǔn)定義各種外部事項(xiàng)對(duì)元件的影響等級(jí)，對(duì)每一事項(xiàng)污染等級(jí)是不同的。此標(biāo)準(zhǔn)描述測(cè)試原理及存在的顆粒。污染類型匯總毛刺；材料元件的顆粒（例如：金屬毛刺在金屬材料，塑料毛刺在產(chǎn)品成型線上）。去毛刺：用金屬刷人工去除毛刺。油脂；用于生產(chǎn)元件潤滑作用（例如：轉(zhuǎn)動(dòng)潤滑油脂）?；覊m；大氣中的微顆粒，生產(chǎn)廠房和包裝過程中產(chǎn)生的。外部顆粒；其他元件材料本身的顆粒。污染等級(jí)所有元件必須無油漬，污染，硅油，模具油，滑堿或其他外

16、部顆粒（3, 4, 5）測(cè)試步驟必須取開始包裝的最終產(chǎn)品， 并未經(jīng)額外清洗工序的元件， 50件，通過超聲波槽清洗， 溶劑（Desodo 60 或Diosal TE213等同）ET 5qm過濾器過濾，過濾前后差異反映元件表面，得到數(shù)值單位mg/mm2用超聲清洗槽50pcs元件。元件被放在隔柵欄里，用含清洗溶劑的超聲波槽震35KHz,30分鐘。在過濾前稱重。備注：過濾器的重量操作后須對(duì)比的。收集超聲槽里的進(jìn)入罐子，在去除產(chǎn)品后，帶有顆粒的液體被收集和罐，帶有溶劑和顆粒的超聲槽內(nèi)液 體需倒進(jìn)一個(gè)罐子里。遵循方案為過濾須加一真空泵，加速和促進(jìn)過濾。液體被倒入一通道，它會(huì)引導(dǎo)液體進(jìn)入長頸瓶，如圖 所示，

17、泵的電源開啟當(dāng)所有液體過濾，清理通道和罐子邊緣。烘干過濾器，過濾器用 80 C 30分鐘烘干，去掉所有液體。稱重過濾器：過濾器在烘箱出來30秒后須立即稱重，若不太可能的話，將過濾器用自專封帶封后放入盒內(nèi)避免受潮。計(jì)算過濾前和過濾后過濾器重量差異，這個(gè)數(shù)值即為元件表面顆粒和污染物的重量。這個(gè)值再反映到元 件的表面。要求最大顆粒800um ;最大顆粒重量 5g/m21016壓電陶瓷性能出廠要求所有測(cè)量環(huán)境在 235C條件下測(cè)量QuantitySymbolRangeUnitRamarkCapacityCo850 1170pF1Nominal effective electromechanical c

18、oupling factorNom Ketf34.0 一 36。%2Tolerance effective electromechanical coupling factorTol KcH40 . +4,0%2Operating temperatureTTO +160cAgingChange of capacity-6,0 t. +6.0%3Change of coupling factor-9.0，+ +9.0%3Temperature coefficientCapacityTmmCo0,20 0,40%k4Capacity (加加TfflitaC 00.20 .l0,404Effectiv

19、e electromechanical coupling factor (Tmax)TfiUixKefl-0.10.,+0.03%Ki4Effective electromechanical coupling factor7 fumK* 中35 +0.10%Ki416.1汽車陶瓷產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的所有規(guī)定，并按規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣和有關(guān)技術(shù)文件制造, 所有材料和元器件都應(yīng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。17外觀銀層表面無手感劃痕、漏底、氣孔、雜質(zhì)等缺陷。外圓無銀面缺損允許有兩個(gè)w0.1mm2。產(chǎn)品表面不可有開裂、氣孔、嚴(yán)重缺損、色差等缺陷。詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)見內(nèi)部外觀檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)18包裝18. 1壓電陶瓷包裝前應(yīng)