陶瓷電容器半導(dǎo)體陶瓷電容器

(1)表面層陶瓷電容器 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。對于分離電容器組件來說,微小型化的基本途徑有兩個(gè):①使介質(zhì)材料的介電常數(shù)盡可能提高;②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。

右圖(a)為表面層陶瓷電容器的一般結(jié)構(gòu),(b)為其等效電路。在半導(dǎo)體陶瓷表面形成表面介質(zhì)層的方法很多,這里僅作簡單介紹。在BaTiO3導(dǎo)體陶瓷的兩個(gè)平行平面上燒滲銀電極,銀電極和半導(dǎo)體陶瓷的接觸介面就會形成極薄的阻擋層。由于Ag是一種電子逸出功較大的金屬,所以在電場作用下,BaTiO3導(dǎo)體陶瓷與Ag電極的接觸介面上就會出現(xiàn)缺乏電子的阻擋層,而阻擋層本身存在著空間電荷極化,即介面極化。這樣半導(dǎo)體陶瓷與Ag電極之間的這種阻擋層就構(gòu)成了實(shí)際上的介質(zhì)層。

這種電容器瓷件,先在大氣氣氛中燒成,然后在還原氣氛中強(qiáng)制還原半導(dǎo)化,再在氧化氣氛中把表面層重新氧化成絕緣性的介質(zhì)層。再氧化層的厚度應(yīng)控制適當(dāng)。若氧化膜太薄,電極和陶瓷間仍可呈現(xiàn)pn結(jié)的整流特性,絕緣電阻和耐電強(qiáng)度都得不到改善。隨著厚度的逐漸增加,pn結(jié)的整流特性消失,絕緣電阻提高,對直流偏壓的依存性降低。但是,再氧化的時(shí)間不宜過長,否則可能導(dǎo)致陶瓷內(nèi)部重新再氧化而使電容器的容量降低。還原處理的溫度為800~1200℃,再氧化處理的溫度為500~900℃。經(jīng)還原處理后的陶瓷材料,絕緣電阻率可降至10~103Ω·cm,表面層的電阻率低于內(nèi)部瓷體的電阻率;薄瓷片的電阻率,一般比處理?xiàng)l件相同的較厚瓷體的電阻率低一些。由于再氧化處理形成的表面絕緣性介質(zhì)層的厚度比較薄,所以盡管其介電常數(shù)不一定很高,但是經(jīng)還原再氧化處理后,該表面層半導(dǎo)體陶瓷電容器的單位面積容量仍可達(dá)0.05~0.06μF/cm2。

(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),簡稱BL電容器。

陶瓷電容器高壓陶瓷電容器

(一)概述

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)、辦公自動化設(shè)備、宇航、導(dǎo)彈、航海等方面。

高壓陶瓷電容器的瓷料主要有鈦酸鋇基和鈦酸鍶基兩大類。

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。

(二)制造工藝要點(diǎn)

(1)原料要精選

影響高壓陶瓷電容器質(zhì)量的因素,除瓷料組成外,優(yōu)化工藝制造、嚴(yán)格工藝條件是非常重要的。因此,對原料既要考慮成本又要注意純度,選擇工業(yè)純原料時(shí),必須注意原料的適用性。

(2)熔塊的制備

熔塊的制備質(zhì)量對瓷料的球磨細(xì)度和燒成有很大的影響,如熔塊合成溫度偏低,則合成不充分。對后續(xù)工藝不利。如合成料中殘存Ca2 ,會阻礙軋膜工藝的進(jìn)行:如合成溫度偏高,使熔塊過硬,會影響球磨效率:研磨介質(zhì)的雜質(zhì)引入,會降低粉料活性,導(dǎo)致瓷件燒成溫度提高。

(3)成型工藝

成型時(shí)要防止厚度方向壓力不均,坯體閉口氣孔過多,若有較大氣孔或?qū)恿旬a(chǎn)生,會影響瓷體的抗電強(qiáng)度。

(4)燒成工藝

應(yīng)嚴(yán)格控制燒成制度,采取性能優(yōu)良的控溫設(shè)備及導(dǎo)熱性良好的窯具。

(5)包封

包封料的選擇、包封工藝的控制以及瓷件表面的清潔處理等對電容器的特性影響很大。岡此,必須選擇抗潮性好,與瓷體表面密切結(jié)合的、抗電強(qiáng)度高的包封料。目前,大多選擇環(huán)氧樹脂,少數(shù)產(chǎn)品也有選用酚醛脂進(jìn)行包封的。還有采取先絕緣漆涂覆,再用酚醛樹脂包封方法的,這對降低成本有一定意義。大規(guī)模生產(chǎn)線上多采用粉末包封技術(shù)。

為提高陶瓷電容器的擊穿電壓,在電極與介質(zhì)表面交界邊緣四周涂覆一層玻璃釉,可有效地提高電視機(jī)等高壓電路中使用的陶瓷電容器的耐壓和高溫負(fù)荷性能,如涂有一種硼硅酸鉛玻璃釉,可使該電容器在直流電場下的;蕾穿電壓提高1.4倍;在交流電場下的擊穿電壓提高1.3倍。

陶瓷電容器多層陶瓷電容器

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,國家2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中明確提出將表面貼裝元器件等新型元器件作為電子工業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。它不僅封裝簡單、密封性好,而且能有效地隔離異性電極。MLCC在電子線路中可以起到存儲電荷、阻斷直流、濾波、禍合、區(qū)分不同頻率及使電路調(diào)諧等作用。在高頻開關(guān)電源、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電源和移動通信設(shè)備中可部分取代有機(jī)薄膜電容器和電解電容器,并大大提高高頻開關(guān)電源的濾波性能和抗干擾性能。

1.小型化

對于便攜式攝錄機(jī)、手機(jī)等袖珍型電子產(chǎn)品,需要更加小型化的MLCC產(chǎn)品。另一方面,由于精密印刷電極和疊層工藝的進(jìn)步,超小型MLCC產(chǎn)品也逐步面世和取得應(yīng)用。以日本矩形MLCC的發(fā)展為例,外形尺寸已經(jīng)從20世紀(jì)80年代前期的3216減小到現(xiàn)在的0603。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的MLCC主流產(chǎn)品是0603型,已突破了0402型MLCC大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)難關(guān)。0201型MLCC已研制出樣品,產(chǎn)業(yè)化技術(shù)以及國內(nèi)市場需求均處于發(fā)育成熟階段,目前最小的020l型MLCC長邊甚至不到500 μm。

2.低成本化——賤金屬內(nèi)電極MLCC

傳統(tǒng)的MLCC由于采用昂貴的鈀電極或鈀銀合金電極,其制造成本的70%被電極材料占去。包括高壓MLCC在內(nèi)的新一代MLCC,采用了便宜的賤金屬材料鎳、銅作電極,大大降低了MLCC的成本。但是賤金屬內(nèi)電極MLCC需要在較低的氧分壓下燒結(jié)以保證電極材料的導(dǎo)電性,而過低的氧分壓會帶來介質(zhì)瓷料的半導(dǎo)化傾向,不利于元件的絕緣性和可靠性。村田制作所先后開發(fā)出幾種抗還原瓷料,在還原氣氛下燒結(jié),制成的電容器的可靠性可與原先使用貴金屬電極的電容器相媲美,這類電容器一面世便很快進(jìn)入市場。目前,賤金屬化的Y5V組別電容器的銷量已占該組別MLCC的一半左右,另外正在尋求擴(kuò)大賤金屬電極在其他組別電容器上的應(yīng)用。

我國在這方面也有顯著進(jìn)展。清華大學(xué)與元器件廠商合作用化學(xué)方法制備高純鈦酸鋇納米粉(20~100 nm),通過受主摻雜和雙稀土摻雜構(gòu)建“核一殼”結(jié)構(gòu)來提高材料高溫抗還原性和實(shí)現(xiàn)溫度穩(wěn)定特性,研制出一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的溫度穩(wěn)定型高性能納米/亞微米晶抗還原鈦酸鋇瓷料,所研制的材料配方組成、制備方法具有獨(dú)創(chuàng)性,材料綜合性能居國際領(lǐng)先水平。其中高性能X7R(0302)賤金屬內(nèi)電極MLCC瓷料室溫相對介電常數(shù)高達(dá)3 000,陶瓷晶粒尺寸小于300 nm,容溫變化率小于±12%,介電損耗小于2.5×10-2,絕緣電阻率約為1013 Ω·cm。MLCC擊穿場強(qiáng)大于70 MV/m。已制備出超薄層賤金屬內(nèi)電極MLCC產(chǎn)品,陶瓷介質(zhì)單層厚度約為3 μm。

3.大容量化、高頻化

一方面,伴隨半導(dǎo)體器件低壓驅(qū)動和低功耗化,集成電路的工作電壓已由5 V降低到3 V和1.5 V;另一方面,電源小型化需要小型、大容量產(chǎn)品以替代體積大的鋁電解電容器。為了滿足這類低壓大容量MLCC的開發(fā)與應(yīng)用,在材料方面,已開發(fā)出相對介電常數(shù)比BaTiO3高1~2倍的弛豫類高介材料。在開發(fā)新產(chǎn)品過程中,同時(shí)發(fā)展了三種關(guān)鍵技術(shù),即制取超薄生片粉料分散技術(shù)、改善生片成膜技術(shù)和內(nèi)電極與陶瓷生片收縮率相匹配技術(shù)。最近日本的松下電子組件公司成功研制出電容量最大為100μF,最高耐壓為25 V的大容量MLCC,該產(chǎn)品可用于液晶顯示器(LCD)的電源線路。

通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對元器件的頻率要求越來越高。美國Vishay公司推出的Cer—F系列MLCC的高頻特性可以與薄膜電容器相媲美,在高頻段的某些應(yīng)用中可以替代薄膜電容器。而我國高頻、超高頻MLCC產(chǎn)品與國外仍有一定的差距,主要原因是缺乏基礎(chǔ)原料及其配方的研發(fā)力度。隨著技術(shù)不斷更新,現(xiàn)已不斷涌現(xiàn)出了低失真率和沖擊噪聲小的產(chǎn)品、高頻寬溫長壽命產(chǎn)品、高安全性產(chǎn)品以及高可靠低成本產(chǎn)品。

陶瓷電容器造價(jià)信息

市場價(jià) 信息價(jià) 詢價(jià)
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價(jià)
(除稅)
工程建議價(jià)
(除稅)
行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)日期
片式多層陶瓷電容器 型號 0603B103K500NT介質(zhì)材料 陶瓷(介) 應(yīng)用范圍 調(diào)諧外形 疊片形 功率特性 中功率頻率特性 中頻 調(diào)節(jié)方式 固定引線類型 無引線 允許偏差 ±10(%)耐壓值 50(V) 標(biāo)稱容量 10nF(uF)額定壓 50(V) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

風(fēng)華

個(gè) 13% 武漢霖瑞電子科技有限公司
電容器 BSMJS-0-0.45-30-3-D 查看價(jià)格 查看價(jià)格

13% 重慶宇軒機(jī)電設(shè)備有限公司
高壓陶瓷電容 103M/1KV 片徑9 黃色 國標(biāo) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

德爾

個(gè) 13% 東莞市德爾創(chuàng)電子有限公司
高壓陶瓷電容 101K /1KV 片徑6 黃色 非標(biāo) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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個(gè) 13% 東莞市德爾創(chuàng)電子有限公司
高壓陶瓷電容 222M/1KV 片徑7 黃色 非標(biāo) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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個(gè) 13% 東莞市德爾創(chuàng)電子有限公司
高壓陶瓷電容 103M/1KV 片徑9 黃色 非標(biāo) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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高壓陶瓷電容 103Z/1KV 片徑8 黃色 非標(biāo) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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高壓陶瓷電容 102K /1KV 片徑6 藍(lán)色 國標(biāo) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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材料名稱 規(guī)格/型號 除稅
信息價(jià)
含稅
信息價(jià)
行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時(shí)間
熒光燈電容器 4.75mFb 查看價(jià)格 查看價(jià)格

十個(gè) 韶關(guān)市2010年2月信息價(jià)
熒光燈電容器 3.7mFb 查看價(jià)格 查看價(jià)格

十個(gè) 韶關(guān)市2009年10月信息價(jià)
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十個(gè) 韶關(guān)市2009年6月信息價(jià)
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十個(gè) 韶關(guān)市2009年6月信息價(jià)
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十個(gè) 韶關(guān)市2009年4月信息價(jià)
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十個(gè) 韶關(guān)市2009年2月信息價(jià)
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十個(gè) 韶關(guān)市2008年12月信息價(jià)
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十個(gè) 韶關(guān)市2008年12月信息價(jià)
材料名稱 規(guī)格/需求量 報(bào)價(jià)數(shù) 最新報(bào)價(jià)
(元)
供應(yīng)商 報(bào)價(jià)地區(qū) 最新報(bào)價(jià)時(shí)間
片式多層陶瓷電容器 型號 0603B103K500NT介質(zhì)材料 陶瓷(瓷介) 應(yīng)用范圍 調(diào)諧外形 疊片形 功率特性 中功率頻率特性 中頻 調(diào)節(jié)方式 固定引線類型 無引線 允許偏差 ±10(%)耐壓值 50(V) 標(biāo)稱容量 10nF(uF)額定壓 50(V)|4822k 1 查看價(jià)格 武漢霖瑞電子科技有限公司 湖北  武漢市 2015-04-30
電容器 BSMJ0.25-20-3YN|3只 1 查看價(jià)格 長江電氣集團(tuán)股份有限公司 湖北   2022-09-16
電容器 75w|78個(gè) 3 查看價(jià)格 常州飛蒲司照明電器有限公司 全國   2022-07-19
電容器 BkmJ0.525-30-3|20臺 1 查看價(jià)格 廣東忠業(yè)電氣有限公司 天津   2022-06-28
電容器 TBB12|1臺 1 查看價(jià)格 意大利督凱提北京代表處 四川  攀枝花市 2022-02-23
電容器 BSMJ0.45-30-3|10只 1 查看價(jià)格 指明集團(tuán)有限公司 江西   2021-07-29
電容器 30KVAR|7個(gè) 1 查看價(jià)格 佛山市迅景電氣有限公司 全國   2019-08-26
電容器 HPCL-50.0-480-3P|100臺 2 查看價(jià)格 英博電氣(北京)有限公司 全國   2019-05-07

它的外形以片式居多,也有管形、圓形等形狀。

陶瓷電容器是以陶瓷材料為介質(zhì)的電容器的總稱。其品種繁多,外形尺寸相差甚大。按

使用電壓可分為高壓,中壓和低壓陶瓷電容器。按溫度系數(shù),介電常數(shù)不同可分為負(fù)溫度系數(shù)、正溫度系數(shù)、零溫度系數(shù)、高介電常數(shù)、低介電常數(shù)等。此外,還有I型、II型、III型的分類方法。一般陶瓷電容器和其他電容器相比,具有使用溫度較高,比容量大,耐潮濕性好,介質(zhì)損耗較小,電容溫度系數(shù)可在大范圍內(nèi)選擇等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于電子電路中,用量十分可觀。

這幾種是:Y5V,X5R,X7R,NPO(COG)

那么這些材質(zhì)代表什么意思呢?第一位表示低溫,第二位表示高溫,第三位表示偏差

Y5V表示工作在-30~+85度,整個(gè)溫度范圍內(nèi)偏差-82%~+22%

X5R表示工作在-55~+85度,整個(gè)溫度范圍內(nèi)偏差正負(fù)15%

X7R表示工作在-55~+125度,整個(gè)溫度范圍內(nèi)偏差正負(fù)15%

NPO(COG)是溫度特性最穩(wěn)定的電容器,電容溫漂很小(什么是溫漂?你上網(wǎng)查查),整個(gè)溫度范圍容量很穩(wěn)定,溫度也是-55~125度,適用于振蕩器,超高頻濾波去耦,但容量一般做不大,幾千個(gè)pF吧。

陶瓷電容器陶瓷電容器種類常見問題

  • 大容量陶瓷電容器價(jià)格是多少?

    據(jù)我所知,大容量陶瓷電容器的價(jià)格不貴,像深圳市索信電子有限公司的報(bào)價(jià)是280元,品牌是美志的,型號是MZS70XC50KV103K,材質(zhì)是陶瓷的;深圳市六朋電子有限公司的報(bào)價(jià)是380元,品牌是mzc,...

  • 什么是陶瓷電容器

    陶瓷電容器   (ceramic   capacitor;ceramic   condenser   )  &...

  • 陶瓷電容器原理是什么

    陶瓷電容的原理,用高介電常數(shù)的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì),并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器,用于高穩(wěn)定...

陶瓷電容器分類

陶瓷電容器又分為高頻瓷介電容器和低頻瓷介電容器兩種。具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器,用于高穩(wěn)定振蕩電路中,作為回路電容器。低頻瓷介電容器用在對穩(wěn)定性和損耗要求不高的 場合或工作頻率較低的回路中起旁路或隔直流作用,它易被脈沖電壓擊穿,故不能使用在脈沖電路中。高頻瓷介電容器適用于高頻電路。

多層陶瓷電容器常見小缺陷的規(guī)避方法

因其小尺寸、低等效串聯(lián)電阻(ESR)、低成本、高可靠性和高紋波電流能力,多層陶瓷 (MLC) 電容器在電源電子產(chǎn)品中變得極為普遍。一般而言,它們用在電解質(zhì)電容器 leiu 中,以增強(qiáng)系統(tǒng)性能。相比使用電解電容器鋁氧化絕緣材料時(shí)相對介電常數(shù)為 10 的電解質(zhì),MLC 電容器擁有高相對介電常數(shù)材料 (2000-3000) 的優(yōu)勢。這一差異很重要,因?yàn)殡娙葜苯优c介電常數(shù)相關(guān)。在電解質(zhì)的正端,設(shè)置板間隔的氧化鋁厚度小于陶瓷材料,從而帶來更高的電容密度。

溫度和DC偏壓變化時(shí),陶瓷電容器介電常數(shù)不穩(wěn)定,因此我們需要在設(shè)計(jì)過程中理解它的這種特性。高介電常數(shù)陶瓷電容器被劃分為 2 類。圖 1 顯示了如何以 3 位數(shù)描述方法來對其分類,諸如:Z5U、X5R 和 X7R 等。例如,Z5U 電容器額定溫度值范圍為 +10 到 +85o C,其變化范圍為 +22/–56%。再穩(wěn)定的電介質(zhì)也存在一定的溫度電容變化范圍。

圖 1 :2類電介質(zhì)使用 3 位數(shù)進(jìn)行分類。注意觀察其容差!

當(dāng)我們研究偏壓電容依賴度時(shí),情況變得更加糟糕。圖 2 顯示了一個(gè) 22 uF、6.3伏、X5S 電容器的偏壓依賴度。我們常常會把它用作一個(gè) 3.3 伏負(fù)載點(diǎn) (POL) 穩(wěn)壓器的輸出電容器。3.3 伏時(shí)電容降低 25%,導(dǎo)致輸出紋波增加,從而對控制環(huán)路帶寬產(chǎn)生巨大影響。如果您曾經(jīng)在 5 伏輸出時(shí)使用這種電容器,則在溫度和偏壓之間,電容降低達(dá) 60% 之多,并且由于 2:1 環(huán)路帶寬增加,可能產(chǎn)生一個(gè)不穩(wěn)定的電源。許多陶瓷電容器廠商都沒有詳細(xì)說明這一問題。

圖 2:注意電容所施加偏壓變化而降低

陶瓷電容器的第二個(gè)潛在缺陷是,它們具有相對較小的電容和低ESR。在頻域和時(shí)域中,這會帶來一些問題。如果它們被用作某個(gè)電源的輸入濾波電容器,則它們很容易隨輸入互連電感諧振,形成一個(gè)振蕩器。要想知道是否存在潛在問題,可將寄生互連電感估算為每英寸 15 nH,然后根據(jù)這兩篇文章介紹的方法把濾波輸出阻抗與電源輸入電阻進(jìn)行對比。第二個(gè)潛在問題存在于時(shí)域中,我們可在以太網(wǎng)電源 (POE) 等系統(tǒng)中看到它們的蹤影。

在這些系統(tǒng)中,電源通過大互連電感連接至負(fù)載。負(fù)載通過一個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)開啟,并可能會使用陶瓷電容器構(gòu)建旁路。這種旁路電容器和互連電感可以形成一個(gè)高 Q諧振電路。由于負(fù)載電壓振鈴可以高達(dá)電源電壓的兩倍,因此在負(fù)載下關(guān)閉開關(guān)會形成一個(gè)過電壓狀態(tài)。這會引起意外電路故障。例如,在 POE 中,負(fù)載組件的額定電壓變化可以高達(dá)電源額定電壓的兩倍。

第三個(gè)潛在缺陷的原因是陶瓷電容器為壓電式。也就是說,當(dāng)電容器電壓變化時(shí),其物理尺寸改變,從而產(chǎn)生可聽見的噪聲。例如,我們將這種電容器用作輸出濾波電容器時(shí)(存在大負(fù)載瞬態(tài)電流),或者在"綠色"電源中,其在輕負(fù)載狀態(tài)下進(jìn)入突發(fā)模式。這種問題的變通解決方案如下:

· 轉(zhuǎn)而使用更低介電常數(shù)的陶瓷材料,例如:COG 等。

· 使用不同的電介質(zhì),例如:薄膜等。

· 使用加鉛和表面貼裝技術(shù) (SMT) 組件,可緊密貼合印制線路板 (PWB)。

· 使用更小體積器件,降低電路板應(yīng)力。

· 使用更厚組件,降低施加電壓應(yīng)力和物理變形。

SMT陶瓷電容器存在的另一個(gè)問題是,在PWB彎曲時(shí),由于電容器和 PWB 之間存在的熱膨脹系數(shù) (TCE) 錯(cuò)配,它們的軟焊接頭往往會裂開。您可以采取一些預(yù)防措施來減少這種問題的發(fā)生:

· 封裝尺寸限制為 1210。

· 使電容器遠(yuǎn)離高曲率地區(qū),例如:拐角區(qū)等。

· 使電容器朝向電路板短方向。

· 使電路板安裝點(diǎn)遠(yuǎn)離邊角。

· 在所有裝配過程均注意可能出現(xiàn)的電路板彎曲。

總之,如果您注意其存在的一些小缺點(diǎn),則相比電解電容器,多層陶瓷電容器擁有低成本、高可靠性、長壽命和小尺寸等優(yōu)勢。它們具有非常寬的電容容差范圍,因此您需要對其溫度和偏壓變化范圍內(nèi)的性能進(jìn)行評估。它們均為壓電式,其意味著它們會在有脈沖電流的系統(tǒng)中產(chǎn)生可聽見的噪聲。最后,它們很容易出現(xiàn)破裂,因此我們必須采取預(yù)防措施來減少這一問題的發(fā)生。所有這些問題都有相應(yīng)的解決辦法。因此,MLC 電容器仍會變得越來越受歡迎。

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。

陶瓷電容器陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)

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?zé)Y(jié)等重要過程。陶瓷是一個(gè)復(fù)雜的多晶多相系統(tǒng),一般由結(jié)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,決定著整個(gè)陶瓷的基本性質(zhì)。

陶瓷中的晶相通常指那些大小不同、形狀不一、取向隨機(jī)的晶粒,晶粒的直徑通常為幾微米至幾十微米。晶相可以同屬一種化合物或一種晶系,也可以是不同化合物或不同晶系。陶聲中若存在兩種以上組成和結(jié)構(gòu)互不相同的晶粒時(shí),則稱其為多晶相陶瓷,其中相對含量最多產(chǎn)品相稱為主晶相,其他的稱為副品相。其中主晶相的性能基本上決定了材料的性能,如相對f電常數(shù)、電導(dǎo)率、損耗及熱膨脹系數(shù)等。所以,要獲得性能良好的陶瓷,就必須選擇適當(dāng)?shù)模壕?。此外,還應(yīng)考慮晶粒的大小、均勻程度、晶粒取向、晶界形成及雜質(zhì)分布等情況。

晶粒間界是指兩個(gè)晶粒之間的過渡區(qū),在這個(gè)過渡區(qū)內(nèi),品格結(jié)構(gòu)的完整性或化學(xué)成分與晶粒體內(nèi)有顯著的區(qū)別。在晶粒間界上通常聚集著大量的位錯(cuò)、熱缺陷與雜質(zhì)缺陷,因而對陶瓷材料的力學(xué)性能和電學(xué)性能有重大影響。

氣相一般分布于晶界、重結(jié)晶晶體內(nèi)和玻璃相中,它是陶瓷組織結(jié)構(gòu)中很難避免的一部分。其來源于燒成過程中各個(gè)晶粒之間不可能實(shí)現(xiàn)完全緊密的鑲嵌,玻璃相也不可能完全填充各個(gè)晶粒的空隙;也可能是由于坯料燒結(jié)時(shí)釋放出氣體而形成的氣孔。氣相會嚴(yán)重地影響陶瓷材料的電學(xué)性能、力學(xué)性能和熱學(xué)性能。一般希望陶瓷中氣相的含量越少越好。

陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)決定了材料的一系列力學(xué)性能和電學(xué)性能。一致的晶粒組成,微細(xì)晶粒的均勻分布及致密的燒結(jié)體,可使陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度和介電性能達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。

陶瓷電容器電容器瓷介的特點(diǎn)與分類

陶瓷電容器(如圖所示)是在陶瓷基體兩面形成金屬層后焊接引線制成的,這些用作電容器的陶瓷材料被稱為瓷介。

與其他電容器的介質(zhì)材料相比,介電陶瓷有如下特點(diǎn):

①介電常數(shù)和介電常數(shù)的溫度系數(shù)及其機(jī)械性能和熱物理性能可調(diào)控,且介電常數(shù)也較大。

②有些介電陶瓷(強(qiáng)介瓷,主要為鐵電瓷)的介電常數(shù)能隨電場強(qiáng)度發(fā)生變化,可以用它制造非線性電容器,有時(shí)稱為壓敏電容器。

③原料豐富,成本低,易于大量生產(chǎn)。

除表面層型和晶界層型瓷介外,瓷介最大的缺點(diǎn)是難以做得很薄,故使電容器的容量受到要大限制。此外,瓷介常含有氣隙,致使其抗電強(qiáng)度不高,一般不超過35kV/mm。

電容器瓷介有多種分類方法。按用途可分為:1類瓷,用于制造1類(高頻)瓷介電容器;2類瓷,用于制造2類(鐵電)瓷介電容器;3類瓷,用于制造3類(半導(dǎo)體)瓷介電容器。其中相對介電常數(shù)較大(ε=12~600)的1類瓷稱為高介瓷;而把相對介電常數(shù)更高(ε=103~104)的2類瓷稱為強(qiáng)介瓷;而相對介電常數(shù)較低(ε<10.5)的3類瓷稱為低介瓷。高介瓷和低介瓷的tanδ很小,適合于制造高頻電路中的電容器,故稱之為高頻瓷。由于強(qiáng)介瓷的tanδ大,只適合于制造低頻電路中應(yīng)用的電容器,因而又稱之為低頻瓷。工程上一般采用混合分類的方法,將電容器瓷分為高介瓷、強(qiáng)介瓷、獨(dú)石瓷和半導(dǎo)體晶界瓷。下面主要介紹幾種低介、高介瓷和強(qiáng)介瓷的性能特點(diǎn)。

陶瓷電容器低介瓷

滑石瓷是一種典型的低介瓷?;墒且蕴烊换?MgO·4SiO2·H2O)為主要原料制備而成的,故此取名滑石瓷。它的主晶相是原頑輝石,即偏硅酸鎂(MgO-SiO2)?;傻呐浞街谐饕煞只?,為改進(jìn)工藝條件及改善瓷料的性能,還引進(jìn)了一系列的添加物,如黏土、菱鎂礦、碳酸鋇等。

滑石瓷是一種低介結(jié)構(gòu)陶瓷,屬于硅酸鹽中的MgO—Al2O3一SiO2系統(tǒng)?;傻奶攸c(diǎn)是介電常數(shù)很低,介質(zhì)損耗很小,工藝性能好,便于制造形狀復(fù)雜的零件。另外,它的礦源豐富,產(chǎn)品成本低,因此一直是應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)陶瓷之一。

滑石瓷的介電常數(shù)雖然不高,但它具有高的絕緣強(qiáng)度,而且高頻下的介質(zhì)損耗角正切值很低,其tanδ值可低達(dá)(3.5~4)×10-4,因而可用來制造各種小容量的高壓電容器、高壓大功率瓷介電容器?;蛇€具有較高的靜態(tài)抗彎強(qiáng)度、較小的線膨脹系數(shù)和較好的化學(xué)穩(wěn)定性。滑石瓷還可用于各種類型的絕緣子、線圈骨架、高頻瓷軸、波段開關(guān)、電子管座及電阻基體等。它可以用于制造絕大部分的結(jié)構(gòu)零件。

陶瓷電容器高介瓷與強(qiáng)介瓷

高介瓷的主要品種有金紅石瓷、鈦酸鈣瓷、鈦酸鎂系瓷、鈦酸鋯系瓷和鋯酸鹽瓷;強(qiáng)介瓷主要是以鈦酸鋇為主晶相的鈦酸鋇系瓷。

金紅石瓷又稱二氧化鈦瓷,其主晶相為金紅石(TiO2),屬四方(正方)晶系。這種瓷料的相對介電常數(shù)約為80~90,介電常數(shù)的溫度系數(shù)αε為-(750~850)×10-6/℃,介質(zhì)損耗小,適合于制造高頻瓷介電容器。此外,這種瓷料的成型性能比其他高介電容器瓷好,因而也是制造大功率瓷介電容器的主要瓷料之一。

鈦酸鈣瓷以鈦酸鈣(CaTiO3)為主晶相,屬鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。這種瓷料的相對介電常數(shù)高,約140~150,介質(zhì)損耗小,約為(2~4)×10-4,它是一種常用的電容器陶瓷,可用于制造對容量穩(wěn)定性要求不高的槽路電容器、高頻旁路電容器和耦合電容器,還可作為各種電容器瓷料的溫度系數(shù)調(diào)節(jié)劑。鈦酸鈣瓷的相對介電常數(shù)很高,但介電常數(shù)的溫度系數(shù)卻為很大的負(fù)值,可以制造出一種相對介電常數(shù)與鈦酸鈣相當(dāng),而溫度系數(shù)卻和金紅石相當(dāng)?shù)拟佀徕}一鉍化合物一鈦酸鍶系瓷。

鈦酸鎂系瓷主要包括鈦酸鎂瓷、鈦酸鎂一鈦酸鈣系瓷、鈦酸鎂一鈦酸鑭一鈦酸鈣系瓷等。其中鈦酸鎂瓷主晶相為正鈦酸鎂(2MgO·TiO2)。相對介電常數(shù)約16~18,αε=(30±10)×10-6/℃,tanδ=(1~3)×10-4,很適于制造熱穩(wěn)定性高的瓷介電容器。

鈦酸鋯系瓷的主晶相是鈦酸鋯(ZrTiO3),這類瓷具有良好的介電性能,介質(zhì)損耗小,在高溫下的介電性能及穩(wěn)定性優(yōu)于其他瓷介。

鋯酸鹽瓷的主要優(yōu)點(diǎn)是高溫介電性能比含鈦陶瓷高,含鈦的金紅石瓷、鈦酸鎂瓷等通常只能在85℃下工作。工作溫度太高且在直流電場作用下,含鈦陶瓷容易發(fā)生電化學(xué)老化,即絕緣電阻逐漸減小,介質(zhì)損耗逐漸增大,以致最后不能使用。鋯酸鹽瓷大部分能工作在155℃甚至更高溫度下,而很少發(fā)生電化學(xué)老化。在鋯酸鹽化合物中,適宜于制造高頻電容器的材料只有鋯酸鈣和鋯酸鍶兩種。

鈦酸鋇系瓷的相對介電常數(shù)很高(4 000~6 000),故又稱強(qiáng)介瓷,這類瓷主要是鐵電瓷。鐵電瓷的特點(diǎn)是相對介電常數(shù)隨外加電場強(qiáng)度的變化而改變,即具有非線性。根據(jù)非線性強(qiáng)弱。可分為強(qiáng)非線性瓷和弱非線性瓷。弱非線性瓷主要用作電容器介質(zhì),而制造電壓敏感電容器時(shí),則采用強(qiáng)非線性瓷。介電陶瓷主要用于制造體積很小、容量上限較大和用于低頻電路的電容器。因此,對它的主要要求首先是相對介電常數(shù)大及其溫度穩(wěn)定性好,其次才是抗電強(qiáng)度高和介質(zhì)損耗角正切值小等。而一般規(guī)律是相對介電常數(shù)越大的強(qiáng)介瓷,其非線性越強(qiáng),相對介電常數(shù)隨溫度的變化率也越大。

矩形片狀陶瓷電容器矩形電容命名方法有多種,常見的有:

(1)同內(nèi)矩形片狀陶瓷電容器矩形電容命名系列

代號 溫度特性容量 誤差耐壓包裝

CC3216 CH 151K 101WT

(2)美國Predsidio公司系列

代號 溫度特性 容量 誤差包裝

CCl206 NPO151JZT

與片狀電阻相同,以上代號中的字母表示矩形片狀陶瓷電容器,4位數(shù)字表示其長、寬度,厚度略厚一點(diǎn),一般為1~2mm。

與片狀電阻相似,容量的前兩位表示有效數(shù),第3位表示有效數(shù)后零的個(gè)數(shù),單位為pF。如151表示150pF、1p5表示1.5pF。

誤差部分字母含義:C為±0.25pF,D為±0.5pF,F(xiàn)為±1 pF,J為±5pF,K為±10pF,M為±20pF,I為-20%~81%。

陶瓷電容器陶瓷電容器種類文獻(xiàn)

陶瓷電容器基礎(chǔ)知識 陶瓷電容器基礎(chǔ)知識

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陶瓷電容器基礎(chǔ)知識

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積層陶瓷電容器 積層陶瓷電容器

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C3216/C3225系列陶瓷電容通過優(yōu)化內(nèi)部電極結(jié)構(gòu),取得優(yōu)異的AC耐壓特性,從而在原有的直流耐壓基礎(chǔ)上,保證了交流耐壓特性。同時(shí),該產(chǎn)品在額定電壓為DC 630V的情況下?lián)碛?種形狀(即3216尺寸和3225尺寸),3216尺寸的容量范圍為1.0~15.0nF,

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介電體層電極陶瓷電容器顆粒電體層

民用直流高壓陶瓷電容器,主要應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備檢測儀器中。如X-RAY,CT機(jī),直流高壓發(fā)生器,主要做倍壓,分壓,耦合,載波等作用。直流高壓陶瓷電容器因使用場合不同,對電容器的選取亦不同。通常,Y5V,Y5U等低頻介質(zhì)陶瓷電容器只能應(yīng)用在1KHZ以內(nèi)的場合,主要是在工頻50HZ環(huán)境一應(yīng)用。Y5T,Y5P等II類陶瓷電容器則可以在高頻(30KHZ~100KHZ)環(huán)境下應(yīng)用。N4700則可以應(yīng)用在550KHZ以上的高頻環(huán)境。材料等級越高,頻率范圍越高,比如說NP0,N150,N750等,能在1GHZ以上應(yīng)用。

民用的直流高壓陶瓷電容器主要包括以下參數(shù):

1.電壓等級;

2.容量等級;

3.溫度系數(shù);

4.外觀尺寸;

5.頻率特性;

6.損耗因素;

7.絕緣電阻;

8.漏電流;

9.內(nèi)阻 。

JEC小編給大家?guī)砹巳N處理陶瓷電容器故障的方法,很多剛接觸陶瓷電容器的小白遇到故障的時(shí)候不會應(yīng)對,看完本文闡述的相信大家都會有個(gè)大致的方向,下次遇見這種故障問題都會熟心應(yīng)手。

方法一:當(dāng)陶瓷電容器爆炸著火時(shí),就立即斷開電源,并用砂子和干式滅火器滅火。

方法二:當(dāng)陶瓷電容器的保險(xiǎn)熔斷時(shí),應(yīng)向調(diào)度匯報(bào),待取得同意后再拉開陶瓷電容器的斷路器。切斷電源對其進(jìn)行放電,先進(jìn)行外部檢查,如套管的外部有無閃絡(luò)痕跡,外殼是否變形,漏油及接地裝置有無短路現(xiàn)象等,并搖測極間及極對地的絕緣電阻值,檢查陶瓷電容器組接線是否完整、牢固,是否有缺相現(xiàn)象,如未發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象,可換好保險(xiǎn)后投入。如送電后保險(xiǎn)仍熔斷,則應(yīng)退出故障陶瓷電容器,而恢復(fù)對其余部分送電。如果在保險(xiǎn)熔斷的同時(shí),斷路器也跳閘,此時(shí)不可強(qiáng)送。須待上述檢查完畢換好保險(xiǎn)后再投入。

方法三:陶瓷電容器的斷路器跳閘,而分路保險(xiǎn)未斷,應(yīng)先對陶瓷電容器放電三分鐘后,再檢查斷路器電流互感器電力電纜及陶瓷電容器外部等。若未發(fā)現(xiàn)異常,則可能是由于外部故障母線電壓波動所致。經(jīng)檢查后,可以試投;否則,應(yīng)進(jìn)一步對保護(hù)全面的通電試驗(yàn)。通過以上的檢查、試驗(yàn),若仍找不出原因,則需按制度辦事,對陶瓷電容器逐漸進(jìn)行試驗(yàn)。未查明原因之前,不得試投。

以上就是陶瓷電容器的故障處理方法,處理故障也是有步驟的,要謹(jǐn)記,不要慌亂。工程可根據(jù)小編所說的實(shí)地操作一下哦。

以上資訊來自東莞市智旭電子有限公司研發(fā)部提供,更多資訊請大家移步至網(wǎng)站中智旭資訊中獲取。www.jec365.com

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