CBB大電容貼片電容及其應用
CBB大電容貼片電容具有容量大體積小容易片式化等特點是當今移動通信設備計算機板卡以及家電遙控器中使用最多的元件之一為了滿足電子設備的整機向小型化大容量化高可靠性和低成本方向發展的需要CBB大電容貼片電容本身也在迅速地發展種類不斷增加體積不斷縮小性能不斷提高技術不斷進步材料不斷更新輕薄短小系列產品已趨向于標準化和通用化其應用正逐步由消費類設備向投資類設備滲透和發展
此外CBB大電容貼片電容還在朝著多元化的方向發展
①為了適應便攜式通信工具的需求CBB大電容貼片電容器正向低電壓大容量超小和超薄的方向發展
②為了適應某些電子整機(如軍用通信設備)的發展高耐壓大電流大功率超高Q值低ESR型的中高壓CBB大電容貼片電容器也是目前的一個重要的發展方向
③為了適應線路高度集成化的要求多功能復合CBB大電容貼片電容器正成為技術研究熱點
1片式疊層陶瓷介質電容器
在CBB大電容貼片電容器里用得最多的是片式疊層陶瓷介質電容器
片式疊層陶瓷電容器(MLCC)簡稱片式疊層電容器(或進一步簡稱為CBB大電容貼片電容器)是由印好電極(內電極)的陶瓷介質膜片以錯位的方式疊合起來經過一次性高溫燒結形成陶瓷芯片再在芯片的兩端封上金屬層(外電極)從而形成一個類似獨石的結構體故也叫獨石電容器片式疊層陶瓷電容器是一個多層疊合的結構其實質是由多個簡單平行板電容器的并聯體因此該電容器的電容量計算公式為
C=NKA/t
式中C為電容量N為電極層數K為介電常數(俗稱K值)A為相對電極覆蓋面積t為電極間距(介質厚度)
由此式可見為了實現片式疊層陶瓷電容器大容量和小體積的要求只要增大N(增加層數)便可增大電容量當然采用高K值材料(降低穩定性能)增加A(增大體積)和減小t(降低電壓耐受能力)也是可以采取的辦法
這里特別說一說介電常數K值它取決于電容器中填充介質的陶瓷材料電容器使用的環境溫度工作電壓和頻率以及工作的時間(長期工作的穩定性)等對不同的介質會有不同的影響通常介電常數(K值)越大穩定性可靠性和耐用性能越差
常用的陶瓷介質的主要成分是MgTiO3CaTiO3SrTiO3和TiO2再加入適量的稀土類氧化物等配制而成其特點是介質系數較大介質損耗低溫度系數小環境溫度適用范圍廣和高頻特性好用在要求較高的場合(I類瓷介電容器)中
另一類是低頻高介材料稱為強介鐵電陶瓷常用作Ⅱ類瓷介電容器的介質一般以BaTiO3為主體的鐵電陶瓷其特點是介電系數特別高達到數千甚至上萬但是介電系數隨溫度呈非線性變化介電常數隨施加的外電場也有非線性關系
目前最常用的多層陶瓷電容器介質有三個類型COG或NPO是超穩定材料K值為10~100X7R是較穩定的材料K值為2000~4000Y5V或Z5U為一般用途的材料K值為5000~25000在我國的標準里則分為I類陶瓷(CC4和CC41)及Ⅱ類陶瓷(CT4和CT41)兩種上述材料中COG和NPO為超穩定材料在-55℃~+125℃范圍內電容器的容量變化不超過±30ppm/℃
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