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[2018年IEEE国际集成电路物理与失效分析研讨会(IPFA) - 新加坡(2018.7.16-2018.7.19)] 2018年IEEE国际集成电路物理与失效分析研讨会(IPFA) - 基于压电力显微镜的多层陶瓷电容器特性表征

DOI：10.1109/IPFA.2018.8452613 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 材料中电学响应与力学响应之间的耦合是一种基本特性，为从传感器、执行器到能量收集和生物等众多应用提供了功能基础。大多数材料在纳米尺度的畴中表现出机电耦合。因此，要理解这些材料的结构与功能之间的关系，需要进行纳米尺度的表征。这种特性可以通过压电力显微镜（PFM）以非破坏性的方式直接测量，这是Park Systems公司所有原子力显微镜（AFM）的标准模式。此外，PFM还可作为一种光谱工具来评估压电畴的翻转。在此，我们展示了PFM在多层陶瓷电容器失效分析中的应用。通过形貌与电信号的关联成像，揭示了器件中可能直接影响器件性能的不连续结构?；乖谔囟ㄑ沟缜蚪辛斯馄撞饬?，以评估畴特性，例如翻转极化方向所需的电场（矫顽电压）。
作者： Gerald Pascual，Cathy Lee，John Paul Pineda，Byong Kim，Keibock Lee
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过表征横截面、识别不连续性以及测量矫顽电压等畴特性，展示压电力显微镜（PFM）在多层陶瓷电容器（MLCC）失效分析中的实用性。

研究成果

横向压电力显微镜（LPFM）有效表征了多层陶瓷电容器（MLCC）横截面，识别出压电畴区，区分了电极与介质层，并揭示了影响器件性能的缺陷。光谱分析提供了矫顽电压和磁滞回线的定量测量数据，实现了机电特性及结构-性能关系的纳米级分析，为失效分析应用提供支持。

研究不足

局限性包括由于悬臂梁几何结构导致的垂直与横向信号串扰、因摩擦等效应造成的横向针尖位移相对于表面位移的低估，以及来自电容相互作用等外部因素的潜在伪影。

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