一、 陶瓷介質(zhì)的特性
陶瓷是一個絕緣體,而作為電容器介質(zhì)用的陶瓷除了具有絕緣特性外,還有一個很重要的特性:就是極化。即它在外加電場的作用下,正負電荷會偏離原有的位置,從而表現(xiàn)出正負兩個極性。絕緣體的極化特性我們一般用介電常數(shù)ε來表示,即介質(zhì)的K值。下面例舉不同材料的介電常數(shù):
真空: 1.0
空氣: 1.004
紙: 4~6
玻璃: 3.7~19
三氧化二鋁(Al2O3): 9
鈦酸鋇(BaTiO3): 1500
結(jié)構(gòu)陶瓷: 10~20000
二、 瓷介的分類
陶瓷是一種質(zhì)硬、性脆的無機燒結(jié)體,一般分為兩大類:功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷。用來制造片式多層瓷介電容(MLCC)的陶瓷是一種結(jié)構(gòu)陶瓷,是電子陶瓷,也叫電容器瓷。
電容器瓷根據(jù)國標(biāo)按其溫度特性分為兩類:Ⅰ類電容器瓷(COG)和Ⅱ類電容器瓷(X7R、Y5V、Z5U)。
按其用途可以分為三類:①高頻熱補償電容器瓷(UJ、SL);②高頻熱穩(wěn)定電容器瓷(NPO);③低頻高介電容器瓷(X7R、Y5V、Z5U)。
高頻熱補償、熱穩(wěn)定電容器瓷屬Ⅰ類瓷,其瓷料主要成分是MgTiO3、Ti9Ba2O20、BaTi4O9和Nd-Ba-Ti再加入適量的稀土類氧化物等配制而成。其特點是介電常數(shù)較。10~100),介質(zhì)損耗小(小于15×10-4),介電常數(shù)一般不隨溫度的變化而變化。高頻熱補償電容瓷常用來制造負溫產(chǎn)品,此類產(chǎn)品用途最廣的地方就是振蕩回路,像彩電高頻頭。大家知道,振蕩回路都是由電感和電容構(gòu)成,回路中的電感線圈一般具有正的電感溫度系數(shù)。因此,為了保持振蕩回路中頻率(F=1/2π√ LC )不隨溫度變化而發(fā)生漂移,就必須先用具有適當(dāng)?shù)呢摐囟认禂?shù)的電容器來進行補償。
低頻高介電容器瓷屬Ⅱ類瓷,是強介鐵電陶瓷,一般是指具有自發(fā)極化特性的非線性陶瓷材料,其主要成份是鈦酸鋇(BaTiO3),其特點是介電系數(shù)特別高,一般數(shù)千,甚至上萬;介電系數(shù)隨溫度呈非線性變化,介電常數(shù)隨施加的外電場有非線性關(guān)系。
二、瓷介代號
陶瓷介質(zhì)的代號是按其陶瓷材料的溫度特性來命名的。目前國際上通用美國EIA標(biāo)準(zhǔn)的叫法,用字母來表示。常用的幾種陶瓷材料的含義如下:
Y5V:溫度特性Y代表 -25℃; 5代表+85℃;
溫度系數(shù)V代表 -80% ~ +30%
Z5U:溫度特性Z代表 +10℃; 5代表+85℃;
溫度系數(shù)U代表 -56% ~ +22%
X7R:溫度特性X代表 -55℃; 7代表+125℃
溫度系數(shù)R代表 ± 15%
NP0:溫度系數(shù)是30ppm/℃(-55℃~+125℃)