Dans notre vie quotidienne, divers produits électroniques ont apporté une grande commodité à notre vie, notre travail et notre étude. Les produits électroniques sont composés de nombreux petits composants électroniques, et les condensateurs sont l'un des composants électroniques les plus utilisés. Il existe de nombreux types de condensateurs, et ils jouent différents rôles à la bride en céramique dans le circuit. Par exemple, ils sont utilisés dans les circuits d'alimentation pour réaliser les fonctions de contournement, de découplage, de filtrage et de stockage d'énergie; Lorsqu'ils sont utilisés dans les circuits de signal, ils complètent principalement les fonctions de couplage, d'oscillation / synchronisation et de constante de temps. Les condensateurs en céramique, comme son nom l'indique, sont des condensateurs dont les matériaux diélectriques sont de la céramique. En plus de ces matériaux diélectriques, il existe d'autres matériaux diélectriques inorganiques (tels que le verre, le mica, etc.), les matériaux diélectriques organiques (tels que le polypropylène, le polyparaphénylène, etc.). éthylène glycol difformé, etc.). Par rapport aux autres condensateurs, les condensateurs en céramique généraux présentent les avantages d'une température de fonctionnement plus élevée, d'une grande capacité spécifique, d'une bonne résistance à l'humidité, d'une faible perte diélectrique et du coefficient de température de capacité peut être sélectionné dans une large plage, ils sont donc largement utilisés dans les circuits électroniques. . 1. Condensateurs en céramique semi-conducteurs Les condensateurs en céramique semi-conducteurs sont divisés en deux types: type de surface et type de couche limite de grain. Ils ont généralement une grande capacité, une petite taille et une céramique en zircone une large plage de températures de fonctionnement. Ils conviennent au filtrage, au contournement, au couplage et à d'autres circuits. Les condensateurs en céramique semi-conducteurs sont une sorte de condensateurs miniaturisés, c'est-à-dire que les condensateurs obtiennent une capacité aussi grande que possible dans un volume aussi petit que possible, qui est également l'une des tendances du développement de condensateurs. Pour la séparation des composants des condensateurs, il existe deux façons de base de miniaturiser: ① rendre la constante diélectrique du matériau diélectrique aussi élevé que possible; ② Rendre l'épaisseur de la couche diélectrique aussi mince que possible. Parmi les matériaux en céramique, les céramiques ferroélectriques ont une constante diélectrique élevée et sont généralement utilisées pour préparer des condensateurs en céramique. La céramique ferroélectrique commune est principalement des structures de type pérovskite, telles que la céramique de titanate de baryum et leurs solutions solides, ainsi que de type bronze de tungstène, contenant des structures telles que les composés en couches de bismuth et le type pyrochlore. Cependant, lors de la fabrication de condensateurs en céramique ferroélectrique ordinaire avec de la céramique ferroélectrique, il est difficile de rendre le diélectrique en céramique très mince. Tout d'abord, en raison de la faible résistance de la céramique ferroélectrique, il est facile de se casser lorsqu'il est mince, ce qui est difficile à effectuer des opérations de production réelles. Deuxièmement, lorsque le milieu céramique est très mince, il est facile de provoquer divers défauts structurels et le processus de production est très difficile.
Condensateurs en céramique semi-conducteurs (1) condensateurs en céramique de type de surface
Condensateur en céramique semi-conducteur de type de surface signifie que le corps céramique a été semi-conducteur, puis sa surface est réoxydée pour former une couche diélectrique très mince, puis des électrodes de broche céramique en zircone sont tirées des deux côtés de la céramique pour former un condensateur.
Habituellement, une fine couche isolante formée à la surface des céramiques semi-conductrices telles que BATIO3 est utilisée comme couche diélectrique, et la céramique semi-conductrice elle-même peut être considérée comme un circuit série de diélectriques. L'épaisseur de la couche de surface isolante de la couche de surface condensateur en céramique varie de 0,01 à 100 μm selon différentes méthodes de formation. Cela utilise non seulement la constante diélectrique élevée de la céramique ferroélectrique, mais réduit également efficacement l'épaisseur de la couche diélectrique, qui est une solution efficace pour préparer des condensateurs en céramique micro-miniature.
(2) Condensateurs en céramique de la couche de frontières
Les condensateurs en céramique semi-conducteurs de type semi-conducteur forment une couche isolante le long des joints de grains du corps céramique semi-conducteur, puis infiltrent des électrodes des deux côtés de la feuille de céramique, formant ainsi plusieurs séries et réseaux de condensateurs parallèles. Habituellement, les oxydes métalliques appropriés (tels que CuO ou Cu2O, MNO2, Bi2O3, Tl2O3, etc.) sont enduits à la surface de la céramique semi-conducteurs BATIO3 avec un développement adéquat de céréales, et un traitement thermique est effectué dans des conditions oxydantes à une température appropriée. L'oxyde formera une phase eutectique avec Batio3, diffuse rapidement et pénétrer dans l'intérieur de la céramique le long des pores ouverts et des frontières de grains, et former une couche isolante de solution solide mince sur les frontières de grains. Cette couche isolante de solution solide mince a une résistivité élevée (jusqu'à 1012-1013 Ω Ω · cm). Bien que l'intérieur du grain céramique soit la céramique d'alumine toujours un semi-conducteur, tout le corps céramique se comporte comme un milieu isolant avec une constante diélectrique élevée. Les condensateurs fabriqués de ce type de porcelaine sont appelés condensateurs en céramique de la couche de frontières de grains, ou condensateurs BL pour faire court.
2. Condensateurs en céramique haute tension
Avec le développement rapide de l'industrie électronique, il est urgent de zircone en céramique de développer des condensateurs en céramique à haute tension avec une tension de dégradation élevée, une perte faible, une petite taille et une forte fiabilité. La fonction typique des condensateurs en céramique haute tension est d'éliminer les interférences à haute fréquence. Pulvérisation électrostatique et autres équipements électromécaniques nécessitant une haute tension et une haute fréquence.
Habituellement, une céramique constante diélectrique élevée est extrudée dans un tube rond, un disque ou un disque en tant que milieu, recouvert d'un film métallique (généralement en argent) et fritté à haute température pour former des électrodes, des fils en acier vêtus de cuivre en conserve sont utilisés, et les fils en acier en cuivre en conserve sont utilisés, et le La surface est recouverte d'émail protecteur ou encapsulé avec de l'époxy. Parmi eux, les matériaux en céramique à base de titanate de baryum présentent les avantages de coefficients diélectriques élevés et de bonnes caractéristiques de tension de tension AC, mais ils ont également des inconvénients tels que le taux de changement de capacité augmente avec la température moyenne et la résistance à l'isolation diminue; Les cristaux de titanate de strontium sont des cristaux cubiques à température ambiante La structure de pérovskite est un corps paraelectrique sans polarisation spontanée. En vertu de la haute tension, le coefficient diélectrique des matériaux en céramique à base de titanate de strontium change peu, et le taux de changement de perte et de capacité diélectrique est faible. Ces avantages en font un moyen pour les condensateurs à haute tension. Très bénéfique.
Condensateurs en céramique haute tension
3. Condensateurs en céramique à puce multicouche
Les condensateurs en céramique à puces multicouches, également connus sous le nom de MLCC (condensateurs en céramique multicouches), sont le type de composants de puce le plus utilisé. Il est également appelé condensateur monolithique de puce. Il a une barre céramique en alumine les caractéristiques de petite taille, de volume spécifique élevé et de haute précision. Il peut être monté sur des cartes de circuits imprimées et des substrats de circuit intégré hybrides pour réduire efficacement les informations électroniques. Le volume et le poids du produit final améliorent la fiabilité du produit.
Structure de MLCC
Le MLCC peut jouer le rôle du stockage de charge, bloquant DC, filtrant, distinguant différentes fréquences et circuits de réglage dans les circuits électroniques. Dans les alimentations de commutation à haute fréquence, les alimentations d'alimentation du réseau informatique et l'équipement de communication mobile, il peut remplacer partiellement les condensateurs de films organiques et les condensateurs électrolytiques, et améliorer considérablement les performances de filtrage et les performances anti-interférence des alimentations de commutation à haute fréquence, se conformant à la Miniaturisation et poids léger de l'industrie informatique. , Direction de développement multifonctionnel à haute performance.
Trois tendances majeures de développement du MLCC:
(1) miniaturisation
Pour les produits électroniques de poche tels que les caméscopes et les téléphones portables, des produits MLCC miniaturisés sont nécessaires. D'un autre côté, en raison de l'avancement des électrodes imprimées de précision et des processus de laminage, les produits MLCC ultra-petits sont également progressivement de la bride en céramique disponibles et appliqués.
(2) réduction des coûts
Étant donné que les MLCC traditionnels utilisent des électrodes de palladium coûteuses ou des électrodes en alliage d'argent, 70% de leurs coûts de fabrication sont occupés par des matériaux d'électrode. La nouvelle génération de MLCC, y compris les MLCC à haute tension, utilise des matériaux métalliques tels que le nickel et le cuivre comme électrodes, ce qui réduit considérablement le coût des MLCC. Coût, mais l'électrode interne métallique doit être frittée à une pression partielle en oxygène plus faible pour garantir la conductivité du matériau de l'électrode, et une pression partielle trop faible en oxygène entraînera la tendance semi-conductrice du matériau en céramique diélectrique, ce qui n'est pas propice à la isolation et fiabilité.
(3) grande capacité et haute fréquence
D'une part, avec le lecteur basse tension et la faible consommation d'énergie des dispositifs semi-conducteurs, la tension de fonctionnement des circuits intégrés a été réduite de 5 V à 3 V et 1,5 V; D'un autre côté, la miniaturisation des alimentations nécessite des produits de petits et grands condensateurs pour remplacer le condensateur d'électrolyse en aluminium volumineux. Afin de respecter le développement et l'application de ces MLCC de grande capacité à basse tension et en alumine à grande capacité, en termes de matériaux, des matériaux diélectriques élevés de type relaxation avec une permittivité relative 1 à 2 fois plus élevée que BATIO3 ont été développés.
Le développement rapide de l'industrie de la communication a des exigences de fréquence de plus en plus élevées pour les composants, qui peuvent remplacer les condensateurs du film dans certaines applications à haute fréquence. À l'heure actuelle, les produits MLCC à haute fréquence et ultra-haute fréquence de mon pays ont encore un certain écart par rapport aux pays étrangers. La raison principale est le manque de recherche et de développement des matières premières fondamentales et leurs formulations.
