Em nossa vida diária, vários produtos eletrônicos trouxeram grande conveniência à nossa vida, trabalho e estudo. Os produtos eletrônicos são compostos de muitos pequenos componentes eletrônicos, e os capacitores são um dos componentes eletrônicos mais amplamente utilizados. Existem muitos tipos de capacitores e desempenham papéis diferentes flange de cerâmica no circuito. Por exemplo, eles são usados em circuitos de fonte de alimentação para realizar as funções de desvio, desacoplamento, filtragem e armazenamento de energia; Quando usados nos circuitos de sinal, eles completam principalmente as funções de acoplamento, oscilação/sincronização e constante de tempo. Os capacitores de cerâmica, como o nome sugerem, são capacitores cujos materiais dielétricos são cerâmicos. Além desses materiais dielétricos, existem outros materiais dielétricos inorgânicos (como vidro, mica, etc.), materiais dielétricos orgânicos (como polipropileno, poliparefenileno, etc.). Etileno glicol diferencia, etc.). Comparados com outros capacitores, os capacitores de cerâmica geral têm as vantagens de maior temperatura operacional, grande capacidade específica, boa resistência à umidade, baixa perda dielétrica e o coeficiente de temperatura da capacitância pode ser selecionado em uma ampla faixa, de modo que são amplamente utilizados em circuitos eletrônicos. . 1. Capacitores de cerâmica semicondutores Os capacitores de cerâmica semicondutores são divididos em dois tipos: tipo de superfície e tipo de camada limite de grão. Eles geralmente têm grande capacidade, tamanho pequeno e cerâmica de zircônia, uma ampla faixa de temperatura de operação. Eles são adequados para filtrar, ignorar, acoplar e outros circuitos. Os capacitores de cerâmica semicondutores são uma espécie de capacitores miniaturizados, ou seja, os capacitores obtêm a maior capacidade possível no volume o mais pequeno possível, que também é uma das tendências no desenvolvimento de capacitores. Para a separação dos componentes do capacitor, existem duas maneiras básicas de miniaturizar: ① Faça a constante dielétrica do material dielétrico o mais alto possível; ② Faça a espessura da camada dielétrica o mais fina possível. Entre os materiais cerâmicos, a cerâmica ferroelétrica tem uma constante dielétrica alta e geralmente são usados para preparar capacitores de cerâmica. A cerâmica ferroelétrica comum são principalmente estruturas do tipo perovskita, como cerâmica de titanato de bário e suas soluções sólidas, bem como o tipo de bronze de tungstênio, contendo estruturas como compostos em camadas de bismuto e tipo de pirroclore. No entanto, ao fazer capacitores cerâmicos ferroelétricos comuns com cerâmica ferroelétrica, é difícil tornar o dielétrico de cerâmica muito fino. Primeiro de tudo, devido à baixa resistência da cerâmica ferroelétrica, é fácil quebrar quando fino, o que é difícil de realizar operações de produção reais. Segundo, quando o meio de cerâmica é muito fino, é fácil causar vários defeitos estruturais e o processo de produção é muito difícil.
Capacitores de cerâmica semicondutores (1) Capacitores de cerâmica do tipo superfície
O capacitor de cerâmica semicondutor do tipo superfície significa que o corpo cerâmico foi semicondutor e, em seguida, sua superfície é reoxidada para formar uma camada dielétrica muito fina e, em seguida, os eletrodos de pino de cerâmica de zircônia são disparados em ambos os lados da cerâmica para formar um capacitor.
Geralmente, uma fina camada isolante formada na superfície da cerâmica semicondutores, como o Batio3, é usada como uma camada dielétrica, e a cerâmica semicondutora pode ser considerada um circuito em série de dielétricos. A espessura da camada de superfície isolante do capacitor de cerâmica da camada superficial varia de 0,01 a 100 μm de acordo com diferentes métodos de formação. Isso não apenas utiliza a alta constante dielétrica da cerâmica ferroelétrica, mas também reduz efetivamente a espessura da camada dielétrica, que é uma solução eficaz para a preparação dos capacitores cerâmicos de micro-miniatura.
(2) Capacitores de cerâmica da camada de grãos
Os capacitores de cerâmica semicondutores do tipo de limite de grãos formam uma camada isolante ao longo dos limites de grãos do corpo cerâmico semicondutor e, em seguida, infiltrar eletrodos em ambos os lados da folha de cerâmica, formando múltiplas séries e redes de capacitores paralelos. Geralmente, óxidos metálicos apropriados (como CuO ou Cu2O, MnO2, Bi2O3, TL2O3, etc.) são revestidos na superfície da cerâmica semicondutores de Batio3 com desenvolvimento adequado de grãos, e o tratamento térmico é realizado sob condições de oxidação a uma temperatura suficiente. O óxido formará uma fase eutética com batio3, difundida rapidamente e penetrará no interior da cerâmica ao longo dos poros abertos e limites de grão e formará uma fina camada isolante de solução sólida nos limites dos grãos. Esta fina camada isolante de solução sólida tem uma alta resistividade (até 1012-1013 Ω · cm). Embora o interior do grão cerâmico seja cerâmica de alumina ainda um semicondutor, todo o corpo cerâmico se comporta como um meio isolador com uma constante dielétrica alta. Os capacitores feitos desse tipo de porcelana são chamados capacitores de cerâmica da camada de grãos, ou capacitores BL para curta.
2. Capacitores de cerâmica de alta tensão
Com o rápido desenvolvimento da indústria eletrônica, é um bloco de cerâmica de zircônia urgente para desenvolver capacitores de cerâmica de alta tensão com alta tensão de ruptura, baixa perda, tamanho pequeno e alta confiabilidade. A função típica dos capacitores cerâmicos de alta tensão é eliminar a interferência de alta frequência. Pulverização eletrostática e outros equipamentos eletromecânicos que requerem alta tensão e alta frequência.
Geralmente, uma cerâmica constante dielétrica alta é extrudada em um tubo redondo, disco ou disco como um meio, revestido com um filme de metal (geralmente prateado) e sinterizado a alta temperatura para formar eletrodos, cabos de aço de cobre em estanho são usados e os fios de aço revestidos de cobre e os cabos de aço revestidos de cobre e os cabos A superfície é revestida com esmalte protetor ou encapsulada com epóxi. Entre eles, os materiais cerâmicos à base de titanato de bário têm as vantagens de alto coeficiente dielétrico e boas características de tensão de AC, mas também têm desvantagens, como a taxa de alteração da capacitância, aumenta com a temperatura média e a resistência do isolamento; Os cristais de titanato de estrôncio são cristais cúbicos à temperatura ambiente A estrutura de perovskita é um corpo paraelétrico sem polarização espontânea. Sob alta tensão, o coeficiente dielétrico de materiais de cerâmica à base de titanato de estrôncio muda pouco, e a perda de perda dielétrica e a taxa de mudança de capacitância são pequenas. Essas vantagens o tornam um meio para capacitores de alta tensão. Muito benéfico.
Capacitores de cerâmica de alta tensão
3. Capacitores de cerâmica de chip multicamadas
Os capacitores de cerâmica de chip de várias camadas, também conhecidos como MLCC (capacitores de cerâmica de camadas múltiplas), são o tipo de componentes de chip mais amplamente utilizados. Também é chamado de capacitor monolítico de chip. Possui barra de cerâmica de alumina as características de tamanho pequeno, alto volume específico e alta precisão. Pode ser montado em placas de circuito impresso e substratos de circuito integrado híbrido para reduzir efetivamente as informações eletrônicas. O volume e o peso do produto final melhoram a confiabilidade do produto.
Estrutura do MLCC
O MLCC pode desempenhar o papel de armazenar carga, bloquear DC, filtrar, distinguir diferentes frequências e circuitos de ajuste em circuitos eletrônicos. Em fontes de alimentação de comutação de alta frequência, fontes de alimentação de rede de computadores e equipamentos de comunicação móvel, ele pode substituir parcialmente os capacitores de filmes orgânicos e os capacitores eletrolíticos e melhorar bastante o desempenho da filtragem e o desempenho anti-interferência de fontes de alimentação de comutação de alta frequência, conformando-se com o miniaturização e peso leve da indústria de TI. , direção de desenvolvimento multifuncional de alto desempenho.
Três principais tendências de desenvolvimento do MLCC:
(1) miniaturização
Para produtos eletrônicos de tamanho de bolso, como câmeras e telefones celulares, são necessários produtos MLCC mais miniaturizados. Por outro lado, devido ao avanço de eletrodos impressos de precisão e processos de laminação, os produtos MLCC ultra-pequenos também se tornaram gradualmente flange cerâmica e aplicados.
(2) redução de custo
Como os MLCCs tradicionais usam eletrodos de paládio caros ou eletrodos de liga de prata, 70% de seus custos de fabricação são ocupados por materiais de eletrodo. A nova geração de MLCCs, incluindo MLCCs de alta tensão, usa materiais de metal como níquel e cobre como eletrodos, o que reduz bastante o custo dos MLCCs. custo, mas o eletrodo interno de metal precisa ser sinterizado a uma pressão parcial de oxigênio mais baixa para garantir a condutividade do material do eletrodo, e a pressão parcial de oxigênio muito baixa trará a tendência semicondutora do material cerâmico dielétrico, que não é conduzido para o isolamento e confiabilidade.
(3) grande capacidade e alta frequência
Por um lado, com o acionamento de baixa tensão e o baixo consumo de energia de dispositivos semicondutores, a tensão operacional de circuitos integrados foi reduzida de 5V para 3V e 1,5V; Por outro lado, a miniaturização de fontes de alimentação requer produtos de capacitores pequenos e grandes para substituir o volumoso capacitor de eletrólise de alumínio. Para atender ao desenvolvimento e aplicação de MLCCs de grande capacidade de cerâmica de baixa tensão e alumina, em termos de materiais, foram desenvolvidos materiais de alta dielétrica do tipo relaxamento com permissividade relativa 1-2 vezes maior que o BATIO3.
O rápido desenvolvimento do setor de comunicação possui requisitos de frequência cada vez mais altos para componentes, que podem substituir os capacitores de filmes em algumas aplicações de alta frequência. Atualmente, os produtos MLCC de alta frequência e ultra-alta frequência do meu país ainda têm uma certa lacuna em comparação com países estrangeiros. O principal motivo é a falta de pesquisa e desenvolvimento de matérias -primas básicas e suas formulações.
