电容器陶瓷-高频

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1、第二章电容器陶瓷片状电容器贴片式多层陶瓷电容器MLCC1.电容的基础知识1）概念：能存储电荷的容器。电容器基本模型是一种中间被电介质材料隔开的的双层导体电极所构成的单片器件。这种介质必须是纯绝缘材料。电容器常用的介质材料有空气、天然介质、合成材料。电容器所用陶瓷介质是以钛酸盐为主要成份。通交隔直在充电或放电的过程中，两极板上的电荷有积累过程，或者说极板上的电压有建立过程，因此电容器上的电压不能突变。2）电容器两个重要的特性2.电容器的分类陶瓷介质类（1、2、3类）有机薄膜类（聚酯PET、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、聚2,6萘乙烯酯PEN、聚苯

2、硫醚PPS）电解类：钽、铝电解液、有机半导体络合盐TCNQ、导电聚合物阴极聚吡咯（PPY）聚噻吩（PTN）其他类（云母、云母纸、空气）陶瓷电容器以其体积小、容量大、结构简单、优良的高频特性、品种繁多、价格低廉、便于大批量生产而广泛应用于家用电器、通信设备、工业仪器仪表等领域。陶瓷电容器是目前飞速发展的电子技术的基础之一,今后,随着集成电路（IC)、大规模集成电路(LSI)的发展,可以预计,陶瓷电容器将会有更大的发展。1、对电容器瓷的一般要求：①介电常数大，以制造小体积、重量轻的陶瓷电容器，ε↑→电容器体积↓→整机体积、重量↓②介质损耗小，tgδ=（1~6

3、）×10-4，保证回路的高Q值。高介电容器瓷工作在高频下时ω↑、tgδ↑。③对I类瓷，介电系数的温度系数αε要系列化。对II类瓷，则用ε随温度的变化率表示（非线性）。I类瓷II类瓷§2-1概述④体积电阻率ρv高（ρv>1012Ω·cm）为保证高温时能有效工作，要求ρv高⑤抗电强度Ep要高a、小型化，使Ε=V/d↑b、陶瓷材料的分散性，即使Ε

4、低频）（高频）Ⅲ类瓷：超高ε,半导体陶瓷Ⅰ类瓷是电容量随温度变化稳定度高的电容器瓷，主要用于高频谐振回路中。Ⅰ类瓷主要以钛、锆、锡的化合物及固溶体为主晶相。（主要用于：高频热稳定电容器瓷，高频热补偿电容器瓷）Ⅱ类瓷以高介电常数为特征，为具有钙钛矿型结构的铁电强介瓷料，如BaTiO3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3。（主要用于：低频高介电容器瓷）Ⅲ类瓷：半导体陶瓷§2-1概述高频介质陶瓷：制造Ⅰ类瓷介电容器（GB3663-83)的陶瓷电介质。与装置瓷、铁电陶瓷相比：①介电常数高，8.5～900；②介质损耗小，一般tgδ小于6×10-4；③介电系数温度系数的

5、范围很宽，且要求系列化。一、高频电容器瓷的分类二、值不同的原因三、ε的对数混合法则四、产生高介电系数的原因五、含钛陶瓷的介质损耗§2-2电容器瓷的介电特性一、高频电容器瓷的分类按按αε的值分按主晶相分铌铋锌系：ZnO－Bi2O3-Nb2O5锆酸盐瓷：CaZrO3锡酸盐瓷：CaSnO3、SrSnO3钛酸盐瓷：CaTiO3、SrTiO3、MgTiO3金红石瓷：TiO2»><000332：、、、：、、：CaZrO3SrSnO3CaSnO3MgTiO3SrTiOCaTiOTiOaaaeeBaO•4TiO2§2-2电容器瓷的介电特性e有正、负、零，取决于不同温度下质

6、点的极化程度，也决定于相应温度下单位体积的质点数。a、TiO2、CaTiO3b、CaSnO3、CaZrO3c、BaO·4TiO2二、值不同的原因§2-2电容器瓷的介电特性三、ε的对数混合法则对于n相系统：§2-2电容器瓷的介电特性由以上法则，在生产实践中，可用具有不同εi、αi材料通过改变浓度比来获得满足各种温度系数要求的材料。如：由αε>0+αε<0的瓷料获得αε≈0的瓷料。§2-2电容器瓷的介电特性金红石型和钙钛矿型结构的陶瓷具有特殊的结构，离子位移极化后，产生强大的局部内电场，并进一步产生强烈的离子位移极化和电子位移极化，使得作用在离子上的内电场得到

7、显著加强，故ε大。钛酸锶铋也是利用SrTiO3钙钛矿型结构的内电场，而加入钛酸铋等，使之产生锶离子空位，产生离子松弛极化，从而使ε增大。四、产生高介电系数的原因§2-2电容器瓷的介电特性低温下高频电容器瓷的tgδ较小，但在一定的频率下，当温度超过某一临界温度后，由离子松弛极化和电子电导所引起的大量能量损耗，使材料的介质损耗急剧地增大。另外：①TiO2的二次再结晶，破坏晶粒的均匀度，使材料的机械性能和介电性能恶化；②Ti4+→Ti3+→tgδ↑五、含钛陶瓷的介质损耗§2-2电容器瓷的介电特性一、热补偿电容器瓷二、热稳定电容器瓷三、温度系数系列化的电容器瓷§2

8、-3高频电容器瓷一、温度补偿电容器陶瓷高频温度补偿电容器陶瓷的介电