1. Kapasitor keramik semikonduktor
Kapasitor keramik semikonduktor dibagi menjadi dua jenis: tipe permukaan dan jenis lapisan batas butir. Mereka biasanya memiliki kapasitas besar, ukuran kecil, dan keramik zirkonia kisaran suhu operasi yang luas. Mereka cocok untuk memfilter, melewati, kopling, dan sirkuit lainnya.
Kapasitor keramik semikonduktor adalah semacam kapasitor miniatur, yaitu kapasitor mendapatkan kapasitas sebesar mungkin dalam volume sekecil mungkin, yang juga merupakan salah satu tren dalam pengembangan kapasitor. Untuk pemisahan komponen kapasitor, ada dua cara dasar untuk miniatur: ① Membuat konstanta dielektrik bahan dielektrik setinggi mungkin; ② Buat ketebalan lapisan dielektrik setipis mungkin.
Di antara bahan keramik, keramik feroelektrik memiliki konstanta dielektrik tinggi dan biasanya digunakan untuk menyiapkan kapasitor keramik. Keramik ferroelektrik yang umum sebagian besar merupakan struktur tipe perovskite, seperti keramik barium titanate dan solusi padatnya, serta tipe perunggu tungsten, yang mengandung struktur seperti senyawa berlapis bismut dan tipe pirroklore. Namun, ketika membuat kapasitor keramik ferroelektrik biasa dengan keramik feroelektrik, sulit untuk membuat dielektrik keramik sangat tipis. Pertama -tama, karena rendahnya kekuatan keramik feroelektrik, mudah untuk pecah ketika tipis, yang sulit untuk melakukan operasi produksi aktual. Kedua, ketika media keramik sangat tipis, mudah untuk menyebabkan berbagai cacat struktural, dan proses produksi sangat sulit.
Kapasitor Keramik Semikonduktor (1) Kapasitor Keramik Jenis Permukaan
Kapasitor keramik semikonduktor tipe permukaan berarti bahwa tubuh keramik telah semikonduktor, dan kemudian permukaannya dioksidasi ulang untuk membentuk lapisan dielektrik yang sangat tipis, dan kemudian elektroda pin keramik zirkonia ditembakkan di kedua sisi keramik untuk membentuk kapasitor.
Biasanya, lapisan isolasi tipis yang terbentuk pada permukaan keramik semikonduktor seperti BATIO3 digunakan sebagai lapisan dielektrik, dan keramik semikonduktor itu sendiri dapat dianggap sebagai rangkaian seri dielektrik. Ketebalan lapisan permukaan isolasi dari kapasitor keramik lapisan permukaan bervariasi dari 0,01 hingga 100 μm menurut metode pembentukan yang berbeda. Ini tidak hanya menggunakan konstanta dielektrik tinggi keramik feroelektrik, tetapi juga secara efektif mengurangi ketebalan lapisan dielektrik, yang merupakan solusi yang efektif untuk menyiapkan kapasitor keramik miniatur mikro.
(2) Kapasitor Keramik Lapisan Batas Butir
Kapasitor keramik semikonduktor jenis batas butir membentuk lapisan isolasi di sepanjang batas butir dari tubuh keramik semikonduktor, dan kemudian menyusup ke elektroda di kedua sisi lembaran keramik, sehingga membentuk beberapa seri dan jaringan kapasitor paralel. Biasanya, oksida logam yang sesuai (seperti CuO atau Cu2O, MnO2, BI2O3, TL2O3, dll.) Dilapisi pada permukaan keramik semikonduktor BATIO3 dengan perkembangan butir yang memadai, dan perlakuan panas dilakukan dalam kondisi pengoksidasi pada suhu yang sesuai. Oksida akan membentuk fase eutektik dengan BATIO3, dengan cepat menyebar dan menembus ke dalam interior keramik di sepanjang pori -pori terbuka dan batas butir, dan membentuk lapisan isolasi larutan padat tipis pada batas butir. Lapisan isolasi larutan padat tipis ini memiliki resistivitas tinggi (hingga 1012-1013 Ω · cm). Meskipun interior butiran keramik adalah alumina keramik masih semikonduktor, seluruh tubuh keramik berperilaku sebagai media isolator dengan konstanta dielektrik tinggi. Kapasitor yang terbuat dari porselen semacam ini disebut kapasitor keramik lapisan batas butir, atau kapasitor BL singkatnya.
2. Kapasitor keramik tegangan tinggi
Dengan perkembangan cepat industri elektronik, blok keramik zirkonia mendesak untuk mengembangkan kapasitor keramik tegangan tinggi dengan tegangan kerusakan tinggi, kerugian rendah, ukuran kecil dan keandalan tinggi. Fungsi khas kapasitor keramik tegangan tinggi adalah untuk menghilangkan gangguan frekuensi tinggi. Penyemprotan elektrostatik dan peralatan elektromekanis lainnya yang membutuhkan tegangan tinggi dan frekuensi tinggi.
Biasanya, keramik konstan dielektrik tinggi diekstrusi ke dalam tabung bundar, cakram atau cakram sebagai medium, dilapisi dengan film logam (biasanya perak) dan disinter pada suhu tinggi untuk membentuk elektroda, timbal baja berbalut tembaga kaleng digunakan, dan digunakan Permukaan dilapisi dengan enamel pelindung, atau dienkapsulasi dengan epoksi. Di antara mereka, bahan keramik berbasis titanate barium memiliki keunggulan koefisien dielektrik tinggi dan karakteristik tegangan AC yang baik, tetapi mereka juga memiliki kelemahan seperti peningkatan laju perubahan kapasitansi dengan suhu menengah dan penurunan resistensi isolasi; Kristal strontium titanate adalah kristal kubik pada suhu kamar, struktur perovskit adalah tubuh paraelektrik tanpa polarisasi spontan. Di bawah tegangan tinggi, koefisien dielektrik bahan keramik berbasis strontium titanate sedikit berubah sedikit, dan laju perubahan dielektrik dan perubahan kapasitansi kecil. Keuntungan ini menjadikannya media untuk kapasitor tegangan tinggi. Sangat bermanfaat.
Kapasitor keramik tegangan tinggi
3. Kapasitor keramik chip multilayer
Kapasitor keramik chip multi-lapisan, juga dikenal sebagai MLCC (kapasitor keramik multi-lapisan), adalah jenis komponen chip yang paling banyak digunakan. Ini juga disebut kapasitor monolitik chip. Ini memiliki batang keramik alumina karakteristik ukuran kecil, volume spesifik tinggi dan presisi tinggi. Ini dapat dipasang pada papan sirkuit cetak dan substrat sirkuit terintegrasi hibrida untuk secara efektif mengurangi informasi elektronik. Volume dan berat produk akhir meningkatkan keandalan produk.
Struktur MLCC
MLCC dapat memainkan peran menyimpan muatan, memblokir DC, memfilter, membedakan frekuensi yang berbeda dan sirkuit tuning di sirkuit elektronik. Dalam catu daya switching frekuensi tinggi, catu daya jaringan komputer dan peralatan komunikasi seluler, sebagian dapat menggantikan kapasitor film organik dan kapasitor elektrolitik, dan sangat meningkatkan kinerja penyaringan dan kinerja anti-interferensi dari catu daya switching frekuensi tinggi, sesuai dengan The The miniaturisasi dan bobot ringan industri TI. , arah pengembangan multi-fungsional yang berkinerja tinggi.
Tiga tren pengembangan utama MLCC:
(1) miniaturisasi
Untuk produk elektronik berukuran saku seperti camcorder dan ponsel, diperlukan lebih banyak produk MLCC miniatur. Di sisi lain, karena kemajuan elektroda cetak presisi dan proses laminasi, produk MLCC ultra-kecil juga secara bertahap flensa keramik tersedia dan diterapkan.
(2) Pengurangan Biaya
Karena MLCC tradisional menggunakan elektroda paladium mahal atau elektroda paduan perak, 70% dari biaya pembuatannya ditempati oleh bahan elektroda. Generasi baru MLCC, termasuk MLCC tegangan tinggi, menggunakan bahan logam seperti nikel dan tembaga sebagai elektroda, yang sangat mengurangi biaya MLCC. biaya, tetapi elektroda dalam logam perlu disinter pada tekanan parsial oksigen yang lebih rendah untuk memastikan konduktivitas bahan elektroda, dan tekanan parsial oksigen yang terlalu rendah akan membawa kecenderungan semikonduktor bahan keramik dielektrik, yang tidak kondusif terhadap isolasi dan keandalan.
(3) kapasitas besar dan frekuensi tinggi
Di satu sisi, dengan drive tegangan rendah dan konsumsi daya rendah perangkat semikonduktor, tegangan operasi sirkuit terintegrasi telah dikurangi dari 5V menjadi 3V dan 1.5V; Di sisi lain, miniaturisasi catu daya membutuhkan produk kapasitor kecil dan besar untuk menggantikan kapasitor elektrolisis aluminium besar. Untuk memenuhi pengembangan dan penerapan MLCC yang berkapasitas besar dan alumina keramik, dalam hal bahan, bahan dielektrik tinggi tipe relaksasi dengan permitivitas relatif 1-2 kali lebih tinggi dari BATIO3 telah dikembangkan.
Perkembangan cepat industri komunikasi memiliki persyaratan frekuensi yang lebih tinggi dan lebih tinggi untuk komponen, yang dapat menggantikan kapasitor film dalam beberapa aplikasi frekuensi tinggi. Saat ini, produk MLCC frekuensi tinggi dan frekuensi tinggi negara saya masih memiliki celah tertentu dibandingkan dengan negara-negara asing. Alasan utamanya adalah kurangnya penelitian dan pengembangan bahan baku dasar dan formulasinya.