1. Yarıiletken seramik kapasitörler
Yarı iletken seramik kapasitörler iki tipe ayrılır: yüzey tipi ve tane sınır tabakası tipi. Genellikle büyük kapasiteye, küçük boyuta ve zirkonya seramikine sahiptirler. Filtreleme, baypas, kuplaj ve diğer devreler için uygundurlar.
Yarı iletken seramik kapasitörler bir tür minyatür kapasitörlerdir, yani kapasitörler mümkün olduğunca küçük bir hacimde mümkün olduğunca büyük bir kapasite elde eder, bu da kapasitlerin gelişimindeki eğilimlerden biridir. Kapasitör bileşenlerinin ayrılması için, minyatürleştirmenin iki temel yolu vardır: ① Dielektrik malzemenin dielektrik sabitini olabildiğince yüksek hale getirin; ② Dielektrik tabakanın kalınlığını olabildiğince ince hale getirin.
Seramik malzemeler arasında, ferroelektrik seramikler yüksek dielektrik sabiti vardır ve genellikle seramik kapasitörler hazırlamak için kullanılır. Yaygın ferroelektrik seramikler, çoğunlukla baryum titanat seramikleri ve katı çözeltileri gibi perovskit tipi yapılar ve ayrıca bismut katmanlı bileşikler ve pyrochlor tipi gibi yapılar içeren tungsten bronz tipi yapılardır. Bununla birlikte, ferroelektrik seramikli sıradan ferroelektrik seramik kapasitörler yaparken, seramik dielektriği çok ince hale getirmek zordur. Her şeyden önce, ferroelektrik seramiklerin düşük mukavemeti nedeniyle, ince olduğunda kırılması kolaydır, bu da gerçek üretim operasyonlarını gerçekleştirir. İkincisi, seramik ortam çok ince olduğunda, çeşitli yapısal kusurlara neden olmak kolaydır ve üretim süreci çok zordur.
Yarıiletken Seramik Kapasitörler (1) Yüzey tipi seramik kapasitörler
Yüzey tipi yarı iletken seramik kapasitör, seramik gövdenin yarı iletken olduğu anlamına gelir ve daha sonra yüzeyi çok ince bir dielektrik tabaka oluşturmak için yeniden oksitlenir ve daha sonra bir kapasitör oluşturmak için zirkonya seramik pim elektrotları seramiğin her iki tarafına ateşlenir.
Genellikle, batio3 gibi yarı iletken seramiklerin yüzeyinde oluşan ince bir yalıtım tabakası bir dielektrik tabaka olarak kullanılır ve yarı iletken seramiğin kendisi bir seri dielektrik devresi olarak kabul edilebilir. Yüzey tabakası seramik kapasitörünün yalıtım yüzey tabakasının kalınlığı, farklı oluşum yöntemlerine göre 0.01 ila 100 μm arasında değişir. Bu sadece ferroelektrik seramiklerin yüksek dielektrik sabitini kullanmakla kalmaz, aynı zamanda mikro-minyatür seramik kapasitörlerin hazırlanması için etkili bir çözüm olan dielektrik tabakanın kalınlığını etkili bir şekilde azaltır.
(2) tane sınırı tabakası seramik kapasitörler
Tahıl sınırı tabakası tipi yarı iletken seramik kapasitörler, yarı iletken seramik gövdenin tane sınırları boyunca bir yalıtım tabakası oluşturur ve daha sonra seramik tabakanın her iki tarafında elektrotları sızdırır, böylece birden fazla seri ve paralel kapasitör ağları oluşturur. Genellikle, uygun metal oksitler (CuO veya Cu2O, MNO2, Bi2O3, TL2O3, vb.) Yeterli tahıl gelişimi ile Batio3 yarı iletken seramiklerinin yüzeyi üzerinde kaplanır ve ısıl işlem uygun bir sıcaklıkta oksitleyici koşullar altında gerçekleştirilir. Oksit, Batio3 ile ötektik bir faz oluşturacak, açık gözenekler ve tane sınırları boyunca seramik iç kısmına hızla yayılacak ve nüfuz edecek ve tane sınırları üzerinde ince bir katı çözelti yalıtım tabakası oluşturacaktır. Bu ince katı çözelti yalıtım tabakası yüksek bir dirençlere sahiptir (1012-1013 Ω · cm'ye kadar). Seramik tanesinin içi alümina seramik hala bir yarı iletken olmasına rağmen, tüm seramik gövdesi yüksek dielektrik sabiti olan bir izolatör ortamı olarak davranır. Bu tür porselenden yapılmış kapasitörlere, tane sınır tabakası seramik kapasitörleri veya kısaca BL kapasitörleri denir.
2. Yüksek voltajlı seramik kapasitörler
Elektronik endüstrisinin hızlı gelişimi ile, yüksek arıza voltajı, düşük kayıp, küçük boyut ve yüksek güvenilirliğe sahip yüksek voltajlı seramik kapasitörler geliştirmek için acil zirkonya seramik bloğudur. Yüksek voltajlı seramik kapasitörlerin tipik fonksiyonu, yüksek frekanslı paraziti ortadan kaldırmaktır. Elektrostatik püskürtme ve yüksek voltaj ve yüksek frekans gerektiren diğer elektromekanik ekipman.
Genellikle, yüksek dielektrik sabit bir seramik, bir metal film (genellikle gümüş) ile kaplanmış ve elektrotlar, kalaylı bakır kaplı çelik uçlar oluşturmak için yüksek sıcaklıkta sinterlenmiş bir yuvarlak tüp, disk veya diske ekstrüde edilir ve Yüzey koruyucu emaye ile kaplanır veya epoksi ile kapsüllenir. Bunlar arasında, baryum titanat bazlı seramik malzemeler yüksek dielektrik katsayı ve iyi AC'ye dayanma voltaj özelliklerine sahip, ancak orta sıcaklık ve yalıtım direnci azalmaları ile kapasitans değişim oranı artışları gibi dezavantajlara sahiptir; Stronsiyum titanat kristalleri oda sıcaklığında kübik kristallerdir Perovskit yapısı, spontan polarizasyon olmayan bir paraelektrik gövdedir. Yüksek voltaj altında, stronsiyum titanat bazlı seramik malzemelerin dielektrik katsayısı çok az değişir ve dielektrik kayıp ve kapasitans değişim oranı küçüktür. Bu avantajlar onu yüksek voltajlı kapasitörler için bir ortam yapar. Çok faydalı.
Yüksek voltajlı seramik kapasitörler
3. Çok katmanlı çip seramik kapasitörler
MLCC (çok katmanlı seramik kapasitörler) olarak da bilinen çok katmanlı çip seramik kapasitörleri, en yaygın kullanılan çip bileşenleridir. Ayrıca Chip monolitik kapasitör olarak da adlandırılır. Alümina seramik çubuğu küçük boyut, yüksek spesifik hacim ve yüksek hassasiyet özelliklerine sahiptir. Elektronik bilgileri etkili bir şekilde azaltmak için basılı devre kartlarına ve hibrit entegre devre substratlarına monte edilebilir. Son ürünün hacmi ve ağırlığı ürün güvenilirliğini artırır.
MLCC'nin yapısı
MLCC, şarj depolama, DC'yi engelleme, filtreleme, farklı frekansları ayırt etme ve elektronik devrelerde devreleri ayarlama rolünü oynayabilir. Yüksek frekanslı anahtarlama güç kaynaklarında, bilgisayar ağı güç kaynakları ve mobil iletişim ekipmanlarında, organik film kapasitörlerini ve elektrolitik kapasitörleri kısmen değiştirebilir ve yüksek frekanslı anahtarlama güç kaynaklarının filtreleme performansını ve anti-etkileşim performansını büyük ölçüde artırabilir, BT endüstrisinin minyatürleştirme ve hafif ağırlığı. , yüksek performanslı, çok fonksiyonlu gelişim yönü.
MLCC'nin üç ana kalkınma eğilimi:
(1) minyatürleştirme
Kameralar ve cep telefonları gibi cep boyutlu elektronik ürünler için daha minyatürleştirilmiş MLCC ürünleri gereklidir. Öte yandan, hassas baskılı elektrotların ve laminasyon işlemlerinin ilerlemesi nedeniyle, ultra küçük MLCC ürünleri de yavaş yavaş seramik flanşın kullanılması ve uygulanması.
(2) Maliyet azaltma
Geleneksel MLCC'ler pahalı palladyum elektrotları veya gümüş alaşım elektrotları kullandığından, üretim maliyetlerinin% 70'i elektrot malzemeleri tarafından işgal edilmektedir. Yüksek voltajlı MLCC'ler de dahil olmak üzere yeni nesil MLCC'ler, MLCC'lerin maliyetini büyük ölçüde azaltan elektrotlar olarak nikel ve bakır gibi metal malzemeler kullanır. maliyet, ancak metal iç elektrot, elektrot malzemesinin iletkenliğini sağlamak için daha düşük bir oksijen kısmi basınçta sindirilmelidir ve çok düşük oksijen kısmi basınç, dielektrik seramik malzemenin yarı iletken eğilimi ortaya çıkarır, bu da elverişli olmayan yalıtım ve güvenilirlik.
(3) Büyük kapasite ve yüksek frekans
Bir yandan, düşük voltajlı tahrik ve yarı iletken cihazların düşük güç tüketimi ile, entegre devrelerin çalışma voltajı 5V'den 3V ve 1.5V'ye düşürülmüştür; Öte yandan, güç kaynaklarının minyatürleştirilmesi, hacimli alüminyum elektroliz kapasitörünün yerini almak için küçük ve büyük kapasitör ürünlerini gerektirir. Bu tür düşük voltajlı ve alümina seramik büyük kapasiteli MLCC'lerin geliştirilmesi ve uygulanması için, malzemeler açısından, Batio3'ten 1-2 kat daha yüksek nispi geçirgenliğe sahip gevşeme tipi yüksek dielektrik malzemeler geliştirilmiştir.
İletişim endüstrisinin hızlı gelişimi, bazı yüksek frekanslı uygulamalarda film kapasitörlerinin yerini alabilen bileşenler için daha yüksek ve daha yüksek frekans gereksinimlerine sahiptir. Şu anda, ülkemin yüksek frekanslı ve ultra yüksek frekanslı MLCC ürünleri, yabancı ülkelere kıyasla hala belirli bir boşluğa sahiptir. Bunun ana nedeni, temel hammaddelerin araştırma ve geliştirilmesinin ve formülasyonlarının geliştirilmesinin eksikliğidir.