En nuestra vida diaria, varios productos electrónicos han traído una gran comodidad a nuestra vida, trabajo y estudio. Los productos electrónicos están compuestos por muchos componentes electrónicos pequeños, y los condensadores son uno de los componentes electrónicos más utilizados. Hay muchos tipos de condensadores, y juegan diferentes roles brida de cerámica en el circuito. Por ejemplo, se utilizan en circuitos de fuente de alimentación para realizar las funciones de derivación, desacoplamiento, filtrado y almacenamiento de energía; Cuando se usan en circuitos de señal, completan principalmente las funciones de acoplamiento, oscilación/sincronización y constante de tiempo. Los condensadores de cerámica, como su nombre indica, son condensadores cuyos materiales dieléctricos son cerámicas. Además de estos materiales dieléctricos, existen otros materiales dieléctricos inorgánicos (como vidrio, mica, etc.), materiales dieléctricos orgánicos (como polipropileno, poliparafenileno, etc.). Diformado de etilenglicol, etc.). En comparación con otros condensadores, los condensadores cerámicos generales tienen las ventajas de una temperatura de funcionamiento más alta, una gran capacidad específica, buena resistencia a la humedad, baja pérdida dieléctrica y el coeficiente de temperatura de capacitancia se puede seleccionar en una amplia gama, por lo que se usan ampliamente en circuitos electrónicos. . 1. condensadores de cerámica semiconductores Los condensadores de cerámica semiconductores se dividen en dos tipos: tipo de superficie y tipo de capa límite de grano. Por lo general, tienen gran capacidad, pequeño tamaño y cerámica de circonio, un amplio rango de temperatura de funcionamiento. Son adecuados para filtrar, omitir, acoplar y otros circuitos. Los condensadores de cerámica semiconductores son una especie de condensadores miniaturizados, es decir, los condensadores obtienen una capacidad más grande posible en el volumen lo más pequeño posible, que también es una de las tendencias en el desarrollo de condensadores. Para la separación de los componentes del condensador, hay dos formas básicas de miniaturizar: ① hacer que la constante dieléctrica del material dieléctrico sea lo más alto posible; ② Haga que el grosor de la capa dieléctrica sea lo más delgada posible. Entre los materiales cerámicos, la cerámica ferroeléctrica tiene una constante dieléctrica alta y generalmente se usan para preparar condensadores de cerámica. Las cerámicas ferroeléctricas comunes son en su mayoría estructuras de tipo Perovskita, como la cerámica de titanato de bario y sus soluciones sólidas, así como el tipo de bronce de tungsteno, que contienen estructuras como compuestos en capas de bismuto y tipo de pirocloro. Sin embargo, al hacer condensadores de cerámica ferroeléctrica ordinarios con cerámica ferroeléctrica, es difícil hacer que el dieléctrico de cerámica sea muy delgado. En primer lugar, debido a la baja resistencia de la cerámica ferroeléctrica, es fácil de romper cuando es delgado, lo cual es difícil de llevar a cabo operaciones de producción reales. En segundo lugar, cuando el medio cerámico es muy delgado, es fácil causar varios defectos estructurales, y el proceso de producción es muy difícil.
Condensadores de cerámica semiconductores (1) condensadores de cerámica de tipo de superficie
El condensador de cerámica semiconductora de tipo superficie significa que el cuerpo de cerámica ha sido semiconductor, y luego su superficie se reoxida para formar una capa dieléctrica muy delgada, y luego los electrodos de pasador de cerámica de circonio se disparan a ambos lados de la cerámica para formar un condensador.
Por lo general, una capa aislante delgada formada en la superficie de la cerámica semiconductora como BATIO3 se usa como una capa dieléctrica, y la cerámica semiconductora en sí puede considerarse como un circuito en serie de dieléctricos. El grosor de la capa superficial aislante del condensador de cerámica de la capa superficial varía de 0.01 a 100 μm de acuerdo con diferentes métodos de formación. Esto no solo utiliza la alta constante dieléctrica de la cerámica ferroeléctrica, sino que también reduce efectivamente el grosor de la capa dieléctrica, que es una solución efectiva para preparar condensadores de cerámica de micro miniatura.
(2) Capacitores de cerámica de capa límite de grano
Capa de límite de grano Tipo de condensadores de cerámica semiconductores forman una capa aislante a lo largo de los límites de grano del cuerpo cerámico semiconductor, y luego se infiltran electrodos en ambos lados de la hoja de cerámica, formando así múltiples series y redes de condensadores paralelos. Por lo general, los óxidos metálicos apropiados (como CUO o Cu2O, MNO2, BI2O3, TL2O3, etc.) están recubiertos en la superficie de la cerámica semiconductora BATIO3 con un desarrollo adecuado de grano, y el tratamiento térmico se lleva a cabo bajo condiciones oxidantes a una temperatura adecuada. El óxido formará una fase eutéctica con BATIO3, se difunde rápidamente y penetrará en el interior de la cerámica a lo largo de los poros abiertos y los límites de grano, y formará una capa de solución sólida delgada en los límites del grano. Esta capa de aislamiento de solución sólida delgada tiene una alta resistividad (hasta 1012-1013 Ω · cm). Aunque el interior del grano cerámico es la alúmina de cerámica sigue siendo un semiconductor, todo el cuerpo de cerámica se comporta como un medio aislante con una constante dieléctrica alta. Los condensadores hechos de este tipo de porcelana se llaman condensadores de cerámica de capa límite de grano, o condensadores BL para abreviar.
2. condensadores de cerámica de alto voltaje
Con el rápido desarrollo de la industria electrónica, es un bloque de cerámica de circonio urgente para desarrollar condensadores de cerámica de alto voltaje con alto voltaje de descomposición, baja pérdida, tamaño pequeño y alta confiabilidad. La función típica de los condensadores de cerámica de alto voltaje es eliminar la interferencia de alta frecuencia. Pulverización electrostática y otros equipos electromecánicos que requieren alto voltaje y alta frecuencia.
Por lo general, se extruye una cerámica constante dieléctrica alta en un tubo redondo, disco o disco como medio, recubierto con una película de metal (generalmente plateada) y sinterizada a alta temperatura para formar electrodos, se usan cables de acero cubierto de cobre, y el La superficie está recubierta con esmalte protector o encapsulada con epoxi. Entre ellos, los materiales cerámicos a base de titanato de bario tienen las ventajas del alto coeficiente dieléctrico y las buenas características de voltaje de resistencia de CA, pero también tienen desventajas como la tasa de cambio de capacitancia aumenta con la temperatura media y la resistencia a los aislamiento; Los cristales de titanato de estroncio son cristales cúbicos a temperatura ambiente, la estructura de perovskita es un cuerpo paraeléctrico sin polarización espontánea. Bajo alto voltaje, el coeficiente dieléctrico de los materiales cerámicos a base de titanato de estroncio cambia poco, y la tasa de cambio de pérdida y capacidad de capacitancia es pequeña. Estas ventajas lo convierten en un medio para condensadores de alto voltaje. Muy beneficioso.
Condensadores de cerámica de alto voltaje
3. condensadores de cerámica de chip multicapa
Los condensadores de cerámica de chip de múltiples capas, también conocidos como MLCC (condensadores de cerámica de múltiples capas), son el tipo de componentes de chip más utilizados. También se llama condensador monolítico Chip. Tiene la barra de cerámica de alúmina las características del tamaño pequeño, el alto volumen específico y la alta precisión. Se puede montar en placas de circuito impreso y sustratos de circuitos integrados híbridos para reducir efectivamente la información electrónica. El volumen y el peso del producto final mejoran la confiabilidad del producto.
Estructura de MLCC
MLCC puede desempeñar el papel de la carga de almacenamiento, bloquear la CC, filtrar, distinguir diferentes frecuencias y circuitos de ajuste en circuitos electrónicos. En las fuentes de alimentación de conmutación de alta frecuencia, las fuentes de alimentación de redes de computadoras y los equipos de comunicación móvil, puede reemplazar parcialmente condensadores de películas orgánicas y condensadores electrolíticos, y mejorar en gran medida el rendimiento de filtrado y el rendimiento anti-interferencia de las alimentaciones de conmutación de alta frecuencia, que se ajustan al miniaturización y peso ligero de la industria de TI. , Dirección de desarrollo multifuncional de alto rendimiento.
Tres principales tendencias de desarrollo de MLCC:
(1) miniaturización
Para productos electrónicos de bolsillo, como videocámaras y teléfonos móviles, se requieren más productos MLCC miniaturizados. Por otro lado, debido al avance de los electrodos impresos de precisión y los procesos de laminación, los productos MLCC ultra pequeños también han estado disponibles y aplicados gradualmente.
(2) Reducción de costos
Debido a que los MLCC tradicionales usan electrodos de paladio costosos o electrodos de aleación de plata, el 70% de sus costos de fabricación están ocupados por materiales de electrodos. La nueva generación de MLCC, incluidos los MLCC de alto voltaje, usa materiales metálicos como el níquel y el cobre como electrodos, lo que reduce en gran medida el costo de los MLCC. Costo, pero el electrodo interno metálico debe ser sinterizado a una presión parcial de oxígeno más baja para garantizar la conductividad del material del electrodo, y la presión parcial de oxígeno demasiado baja provocará la tendencia semiconductora del material cerámico dieléctrico, que no es propicio para la aislamiento y confiabilidad.
(3) Gran capacidad y alta frecuencia
Por un lado, con la unidad de bajo voltaje y el bajo consumo de dispositivos semiconductores, el voltaje operativo de los circuitos integrados se ha reducido de 5V a 3V y 1.5V; Por otro lado, la miniaturización de los suministros de energía requiere productos de condensadores pequeños y grandes para reemplazar el voluminoso condensador de electrólisis de aluminio. Con el fin de cumplir con el desarrollo y la aplicación de tales MLCC de gran capacidad de gran capacidad de alúmina y alúmina, en términos de materiales, se han desarrollado materiales dieléctricos de tipo relajación con relativa permitividad 1-2 veces más alta que BATIO3.
El rápido desarrollo de la industria de la comunicación tiene requisitos de frecuencia más altos y más altos para los componentes, lo que puede reemplazar los condensadores de películas en algunas aplicaciones de alta frecuencia. En la actualidad, los productos MLCC de alta frecuencia y ultra alta frecuencia de mi país todavía tienen una cierta brecha en comparación con los países extranjeros. La razón principal es la falta de investigación y desarrollo de materias primas básicas y sus formulaciones.
