陶瓷電容器的種類(lèi)
時(shí)間：2022-09-16
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陶瓷材料具有優(yōu)越的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)等性質(zhì)，可用作電容器介質(zhì)、電路基板及封裝材料等。陶瓷材料是由氧化物或其他化合物制成坯體后，在接近熔融的溫度下，經(jīng)高溫焙燒制得的材料。通常包括原料粉碎、漿料制備、坯件成型和高溫燒結等重要過(guò)程。陶瓷是一個(gè)復雜的多晶多相系統，一般由結晶相、玻璃相、氣相及相界交織而成，這些相的特征、組成、相對含量及其分布情況，決定著(zhù)整個(gè)陶瓷的基本性質(zhì)。
陶瓷材料做成的陶瓷電容器也叫瓷介電容器或獨石電容器，根據陶瓷材料的不同，可以分為低頻陶瓷電容器和高頻陶瓷電容器兩類(lèi)，按結構形式分類(lèi)，又可分為圓片狀電容器、管狀電容器、矩形電容器、片狀電容器、穿心電容器等多種。
陶瓷電容器的種類(lèi)有哪些？
1、半導體陶瓷電容器
電容器的微小型化即電容器在盡可能小的體積內獲得盡可能大的容量，這是電容器發(fā)展的趨向之一。對于分離電容器組件來(lái)說(shuō)，微小型化的基本途徑有兩個(gè)，即使介質(zhì)材料的介電常數盡可能提高和使介質(zhì)層的厚度盡可能減薄。
在陶瓷材料中，鐵電陶瓷的介電常數很高，但是用鐵電陶瓷制造普通鐵電陶瓷電容器時(shí)，陶瓷介質(zhì)很難做得很薄。首先是由于鐵電陶瓷的強度低，較薄時(shí)容易碎裂，難于進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)操作，其次，陶瓷介質(zhì)很薄時(shí)易于造成各種各樣的組織缺陷，生產(chǎn)工藝難度很大。
表面層陶瓷電容器是用BaTiO3等半導體陶瓷的表面上形成的很薄的絕緣層作為介質(zhì)層，而半導體陶瓷本身可視為電介質(zhì)的串聯(lián)回路。表面層陶瓷電容器的絕緣性表面層厚度，視形成方式和條件不同，波動(dòng)于0.01～100μm之間。這樣既利用了鐵電陶瓷的很高的介電常數，又有效地減薄了介質(zhì)層厚度，是制備微小型陶瓷電容器一個(gè)行之有效的方案。
2、晶界層陶瓷電容器
晶粒發(fā)育比較充分的BaTiO3半導體陶瓷的表面上，涂覆適當的金屬氧化物（例如CuO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等），在適當溫度下，于氧化條件下進(jìn)行熱處理，涂覆的氧化物將與BaTiO3形成低共溶液相，沿開(kāi)口氣孔和晶界迅速擴散滲透到陶瓷內部，在晶界上形成一層薄薄的固溶體絕緣層。這種薄薄的固溶體絕緣層的電阻率很高（可達1012～1013Ω·cm），盡管陶瓷的晶粒內部仍為半導體，但是整個(gè)陶瓷體表現為顯介電常數高達2×104到8×104的絕緣體介質(zhì)。用這種瓷制備的電容器稱(chēng)為晶界層陶瓷電容器（boundarg layer ceramic capacitor），簡(jiǎn)稱(chēng)BL電容器。
3、高壓陶瓷電容器
隨著(zhù)電子工業(yè)的高速發(fā)展，迫切要求開(kāi)發(fā)擊穿電壓高、損耗小、體積小、可靠性高的高壓陶瓷電容器。近20多年來(lái)，國內外研制成功的高壓陶瓷電容器已經(jīng)廣泛應用于電力系統、激光電源、磁帶錄像機、彩電、電子顯微鏡、復印機、辦公自動(dòng)化設備、宇航、導彈、航海等方面。
鈦酸鋇基陶瓷材料具有介電系數高、交流耐壓特性較好的優(yōu)點(diǎn)，但也有電容變化率隨介質(zhì)溫度升高、絕緣電阻下降等缺點(diǎn)。鈦酸鍶晶體的居里溫度為-250℃，在常溫下為立方晶系鈣鈦礦結構，是順電體，不存在自發(fā)極化現象，在高電壓下鈦酸鍶基陶瓷材料的介電系數變化小，tgδ及電容變化率小，這些優(yōu)點(diǎn)使其作為高壓電容器介質(zhì)是十分有利的。
4、多層陶瓷電容器
多層陶瓷電容器（Multilayer Ceramic Capacitor，MLCC）是片式元件中應用最廣泛的一類(lèi)，它是將內電極材料與陶瓷坯體以多層交替并聯(lián)疊合，并共燒成一個(gè)整體，又稱(chēng)片式獨石電容器，具有小尺寸、高比容、高精度的特點(diǎn)，可貼裝于印制電路板（PCB）、混合集成電路（HIC）基片，有效地縮小電子信息終端產(chǎn)品（尤其是便攜式產(chǎn)品）的體積和重量，提高產(chǎn)品可靠性。順應了IT產(chǎn)業(yè)小型化、輕量化、高性能、多功能的發(fā)展方向。
陶瓷材料做成的陶瓷電容器也叫瓷介電容器或獨石電容器，根據陶瓷材料的不同，可以分為低頻陶瓷電容器和高頻陶瓷電容器兩類(lèi)，按結構形式分類(lèi)，又可分為圓片狀電容器、管狀電容器、矩形電容器、片狀電容器、穿心電容器等多種。
陶瓷電容器的種類(lèi)有哪些？
1、半導體陶瓷電容器
電容器的微小型化即電容器在盡可能小的體積內獲得盡可能大的容量，這是電容器發(fā)展的趨向之一。對于分離電容器組件來(lái)說(shuō)，微小型化的基本途徑有兩個(gè)，即使介質(zhì)材料的介電常數盡可能提高和使介質(zhì)層的厚度盡可能減薄。
在陶瓷材料中，鐵電陶瓷的介電常數很高，但是用鐵電陶瓷制造普通鐵電陶瓷電容器時(shí)，陶瓷介質(zhì)很難做得很薄。首先是由于鐵電陶瓷的強度低，較薄時(shí)容易碎裂，難于進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)操作，其次，陶瓷介質(zhì)很薄時(shí)易于造成各種各樣的組織缺陷，生產(chǎn)工藝難度很大。
表面層陶瓷電容器是用BaTiO3等半導體陶瓷的表面上形成的很薄的絕緣層作為介質(zhì)層，而半導體陶瓷本身可視為電介質(zhì)的串聯(lián)回路。表面層陶瓷電容器的絕緣性表面層厚度，視形成方式和條件不同，波動(dòng)于0.01～100μm之間。這樣既利用了鐵電陶瓷的很高的介電常數，又有效地減薄了介質(zhì)層厚度，是制備微小型陶瓷電容器一個(gè)行之有效的方案。
2、晶界層陶瓷電容器
晶粒發(fā)育比較充分的BaTiO3半導體陶瓷的表面上，涂覆適當的金屬氧化物（例如CuO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等），在適當溫度下，于氧化條件下進(jìn)行熱處理，涂覆的氧化物將與BaTiO3形成低共溶液相，沿開(kāi)口氣孔和晶界迅速擴散滲透到陶瓷內部，在晶界上形成一層薄薄的固溶體絕緣層。這種薄薄的固溶體絕緣層的電阻率很高（可達1012～1013Ω·cm），盡管陶瓷的晶粒內部仍為半導體，但是整個(gè)陶瓷體表現為顯介電常數高達2×104到8×104的絕緣體介質(zhì)。用這種瓷制備的電容器稱(chēng)為晶界層陶瓷電容器（boundarg layer ceramic capacitor），簡(jiǎn)稱(chēng)BL電容器。
3、高壓陶瓷電容器
隨著(zhù)電子工業(yè)的高速發(fā)展，迫切要求開(kāi)發(fā)擊穿電壓高、損耗小、體積小、可靠性高的高壓陶瓷電容器。近20多年來(lái)，國內外研制成功的高壓陶瓷電容器已經(jīng)廣泛應用于電力系統、激光電源、磁帶錄像機、彩電、電子顯微鏡、復印機、辦公自動(dòng)化設備、宇航、導彈、航海等方面。
鈦酸鋇基陶瓷材料具有介電系數高、交流耐壓特性較好的優(yōu)點(diǎn)，但也有電容變化率隨介質(zhì)溫度升高、絕緣電阻下降等缺點(diǎn)。鈦酸鍶晶體的居里溫度為-250℃，在常溫下為立方晶系鈣鈦礦結構，是順電體，不存在自發(fā)極化現象，在高電壓下鈦酸鍶基陶瓷材料的介電系數變化小，tgδ及電容變化率小，這些優(yōu)點(diǎn)使其作為高壓電容器介質(zhì)是十分有利的。
4、多層陶瓷電容器
多層陶瓷電容器（Multilayer Ceramic Capacitor，MLCC）是片式元件中應用最廣泛的一類(lèi)，它是將內電極材料與陶瓷坯體以多層交替并聯(lián)疊合，并共燒成一個(gè)整體，又稱(chēng)片式獨石電容器，具有小尺寸、高比容、高精度的特點(diǎn)，可貼裝于印制電路板（PCB）、混合集成電路（HIC）基片，有效地縮小電子信息終端產(chǎn)品（尤其是便攜式產(chǎn)品）的體積和重量，提高產(chǎn)品可靠性。順應了IT產(chǎn)業(yè)小型化、輕量化、高性能、多功能的發(fā)展方向。
