陶瓷介電電容器是陶瓷用介電材料的電容器。根據(jù)陶瓷材料的不同,可將電容器分為容量為1~300pF的低頻陶瓷介電電容器和容量為300~22000pF的高頻陶瓷介電電容器。按結(jié)構(gòu)形式可分為圖像電容器、管狀電容器、矩形電容器、片狀電容器、穿孔電容器等。本文收集整理了一些資料,期望能對(duì)各位讀者有比較大的參閱價(jià)值。
一、陶瓷電容器的分類和特性
1、半導(dǎo)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(nèi)獲得盡可能大的容量,這是電容器發(fā)展的趨向之一。對(duì)于分離電容器組件來說,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(shù)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(shù)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(qiáng)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(dǎo)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(dǎo)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(shù),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(dǎo)體陶瓷的表面上,涂覆適當(dāng)?shù)慕饘傺趸铮ɡ鏑uO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等),在適當(dāng)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,沿開口氣孔和晶界迅速擴(kuò)散滲透到陶瓷內(nèi)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(dá)1012~1013Ω·cm),盡管陶瓷的晶粒內(nèi)部仍為半導(dǎo)體,但是整個(gè)陶瓷體表現(xiàn)為顯介電常數(shù)高達(dá)2×104到8×104的絕緣體介質(zhì)。用這種瓷制備的電容器稱為晶界層陶瓷電容器(boundarg layer ceramic capacitor),簡(jiǎn)稱BL電容器。
3、高壓陶瓷電容器
隨著電子工業(yè)的高速發(fā)展,迫切要求開發(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,國(guó)內(nèi)外研制成功的高壓陶瓷電容器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、激光電源、磁帶錄像機(jī)、彩電、電子顯微鏡、復(fù)印機(jī)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、宇航、導(dǎo)彈、航海等方面。
鈦酸鋇基陶瓷材料具有介電系數(shù)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(jié)構(gòu),是順電體,不存在自發(fā)極化現(xiàn)象,在高電壓下鈦酸鍶基陶瓷材料的介電系數(shù)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(yīng)用最廣泛的一類,它是將內(nèi)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,又稱片式獨(dú)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(yīng)了IT產(chǎn)業(yè)小型化、輕量化、高性能、多功能的發(fā)展方向。
二、陶瓷電容使用注意事項(xiàng)
1、陶瓷電容殼體損壞
殼體損壞的陶瓷電容容易漏電流,漏電流過大時(shí)散發(fā)大量的熱使溫度升高,溫度升高到一定程度上燒毀電路,引起火災(zāi)。
在使用陶瓷電容時(shí)都會(huì)先對(duì)陶瓷電容進(jìn)行檢查,如發(fā)現(xiàn)陶瓷電容上有裂紋、有雜質(zhì)時(shí)不要使用該陶瓷電容,換個(gè)新的殼體沒有損傷的陶瓷電容。
2、工作環(huán)境溫度
通常情況下陶瓷電容的工作溫度范圍是-25℃ ~ +85℃,在使用陶瓷電容前要確認(rèn)工作環(huán)境溫度。工作環(huán)境溫度過低,對(duì)陶瓷電容的影響不大,但要注意避免陶瓷電容結(jié)露,工作性能下降。
溫度過高,電流浪涌過大,陶瓷電容容量下降,縮短陶瓷電容的工作時(shí)間,還會(huì)導(dǎo)致陶瓷電容擊穿失效,嚴(yán)重時(shí)燒毀電路,給公司帶來?yè)p失。換個(gè)溫度適宜通風(fēng)的工作環(huán)境或者在陶瓷電容工作時(shí)加散熱器或者電風(fēng)扇使溫度下降保證陶瓷電容的正常工作。
3、工作電壓
在使用陶瓷電容前要注意電路中的工作電壓不能超過陶瓷電容的額定電壓。超過額定電壓容易導(dǎo)致陶瓷電容短路失效,電子產(chǎn)品不能正常工作,需要換個(gè)額定電壓大于工作電壓的陶瓷電容,保證電路的正常運(yùn)行。
相信通過閱讀上面的內(nèi)容,大家對(duì)陶瓷電容器有了初步的了解,同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過程中,做好總結(jié),這樣才能不斷提升自己的專業(yè)水平。