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在(zai)我们的(de)日(ri)常生活中，各种(zhong)各样的(de)电(dian)(dian)子(zi)产(chan)品给我们的(de)生活、工(gong)作、学(xue)习带来了极大(da)的(de)便利。电(dian)(dian)子(zi)产(chan)品由许许多多细小的(de)电(dian)(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件构成，而电(dian)(dian)容器(qi)正(zheng)是其中应用(yong)(yong)十分(fen)广泛的(de)电(dian)(dian)子(zi)元(yuan)件之一。电(dian)(dian)容器(qi)种(zhong)类众多，在(zai)电(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)中发挥不同的(de)作用(yong)(yong)，例(li)如应用(yong)(yong)于电(dian)(dian)源电(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)，实现(xian)旁路(lu)(lu)(lu)、去耦(ou)、滤波和(he)储能的(de)作用(yong)(yong)；应用(yong)(yong)于信号电(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)，主要完成耦(ou)合、振荡/同步及时间常数的(de)作用(yong)(yong)。

而陶(tao)瓷电容器(qi)，顾名(ming)思义(yi)，就是一种介(jie)(jie)质(zhi)(zhi)材(cai)料(liao)为陶(tao)瓷的(de)电容器(qi)，除此之(zhi)外(wai)介(jie)(jie)质(zhi)(zhi)材(cai)料(liao)还(hai)有其他(ta)(ta)的(de)无(wu)机介(jie)(jie)电材(cai)料(liao)（如(ru)玻璃、云母等），有机介(jie)(jie)电材(cai)料(liao)（如(ru)聚(ju)丙烯、聚(ju)对苯二甲酸乙(yi)二醇酯等）。一般陶(tao)瓷电容器(qi)和其他(ta)(ta)电容器(qi)相(xiang)比(bi)，具有使用温度较高、比(bi)容量大(da)、耐(nai)潮(chao)湿性好、介(jie)(jie)质(zhi)(zhi)损耗(hao)较小、电容温度系(xi)数可在大(da)范围内选择(ze)等优点，因(yin)此在电子电路(lu)中受(shou)到(dao)广泛(fan)的(de)应用。

各类陶瓷电(dian)容器

以下将分别(bie)介绍(shao)三种常见的(de)陶(tao)瓷电容器(qi)。

一、半(ban)导(dao)体陶瓷电容器

半导体陶瓷电容分为表面(mian)型(xing)和晶界层型(xing)两种类(lei)型(xing)，通常具有容量(liang)大，体积小，工(gong)作温度范围较广泛，适用于滤波(bo)、旁路、耦合(he)等电路中(zhong)。

半(ban)导体(ti)陶瓷电容器(qi)是一种微小型化电容器(qi)，即电容器(qi)在尽可(ke)能小的(de)(de)体(ti)积(ji)内获(huo)得(de)尽可(ke)能大的(de)(de)容量，这也是电容器(qi)发展的(de)(de)趋向之(zhi)一。对(dui)于分离电容器(qi)组件来说，微小型化的(de)(de)基本途(tu)径有(you)两(liang)个：①使(shi)介质(zhi)(zhi)材料的介电常(chang)数尽可(ke)能提高；②使(shi)介质(zhi)(zhi)层的厚度尽可(ke)能减薄(bo)。

在陶瓷材料中(zhong)，铁电陶瓷的(de)介(jie)(jie)电(dian)(dian)常数很高，通(tong)常用(yong)来制备(bei)陶(tao)瓷(ci)电(dian)(dian)容器，常见的(de)铁(tie)(tie)(tie)电(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)多属钙(gai)钛(tai)矿(kuang)型结构，如钛(tai)酸(suan)钡陶(tao)瓷(ci)及(ji)其(qi)固溶体，也有钨青(qing)铜(tong)型、含(han)铋层状化合物和烧(shao)绿石型等结构。但(dan)是(shi)用(yong)铁(tie)(tie)(tie)电(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)制造普通(tong)铁(tie)(tie)(tie)电(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)电(dian)(dian)容器时(shi)，陶(tao)瓷(ci)介(jie)(jie)质(zhi)很难做得很薄。首(shou)先是(shi)由(you)于(yu)(yu)铁(tie)(tie)(tie)电(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)的(de)强度低(di)，较薄时(shi)容易(yi)(yi)碎裂(lie)，难于(yu)(yu)进行实(shi)际生(sheng)产操作(zuo)，其(qi)次，陶(tao)瓷(ci)介(jie)(jie)质(zhi)很薄时(shi)易(yi)(yi)于(yu)(yu)造成(cheng)各种各样的(de)组织(zhi)缺陷，生(sheng)产工(gong)艺难度很大(da)。

半导体(ti)陶瓷电容器

（1）表(biao)面型陶瓷电(dian)容器

表面型(xing)半导(dao)体陶(tao)瓷电容器是指瓷片本体(ti)已半导化，然后使其表面重新氧化(hua)而形(xing)成很薄(bo)的介质(zhi)层，之后再在(zai)瓷片两(liang)面烧渗电极而(er)形成(cheng)电容器。

通(tong)常用BaTiO₃等(deng)半导(dao)体陶(tao)(tao)瓷(ci)的表(biao)(biao)面(mian)上形成的很薄的绝缘(yuan)层作为介(jie)质(zhi)层，而半导(dao)体陶(tao)(tao)瓷(ci)本(ben)身可(ke)视为电(dian)介(jie)质(zhi)的串(chuan)联回路。表(biao)(biao)面(mian)层陶(tao)(tao)瓷(ci)电(dian)容(rong)器的绝缘(yuan)性表(biao)(biao)面(mian)层厚(hou)度，根据不同(tong)的形成方(fang)式(shi)，波动于0.01～100μm之(zhi)间。这样既利用(yong)了铁电(dian)陶(tao)(tao)瓷(ci)的很高的介(jie)电(dian)常数，又有(you)效(xiao)地减(jian)薄了介(jie)质(zhi)层厚(hou)度，是制备微小型陶(tao)(tao)瓷(ci)电(dian)容(rong)器一个行(xing)之(zhi)有(you)效(xiao)的方(fang)案。

（2）晶界层陶瓷电容器

晶界层型(xing)半导体(ti)陶瓷电(dian)容器(qi)是(shi)沿着(zhe)半导体化的瓷(ci)体之晶粒边(bian)界处(chu)形成绝缘层，再在瓷片两面烧渗电极，因而形成多个串、并(bing)联的(de)电容(rong)器网。

通常在晶粒发(fa)育比较充分的(de)BaTiO₃半导体(ti)(ti)陶瓷的表面上，涂覆适当的金(jin)属氧(yang)化物（例如CuO或Cu₂O、MnO₂、Bi₂O₃、Tl₂O₃等），在适当温度下，于氧化(hua)条件下进行热处理(li)，涂覆(fu)的(de)氧化(hua)物(wu)将与BaTiO₃形成低共(gong)溶液相，沿开口气孔和晶界(jie)(jie)迅速扩(kuo)散渗透(tou)到陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)内(nei)部，在晶界(jie)(jie)上形成一层薄(bo)薄(bo)的(de)(de)固溶体绝(jue)缘层。这种薄(bo)薄(bo)的(de)(de)固溶体绝(jue)缘层的(de)(de)电(dian)阻率很(hen)高（可达(da)1012～1013Ω·cm），尽管陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)晶粒内(nei)部仍(reng)为(wei)半导体，但是整个(ge)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)体表现为(wei)显介电(dian)常数很(hen)高的(de)(de)绝(jue)缘体介质。用(yong)这种瓷(ci)(ci)制备的(de)(de)电(dian)容器称为(wei)晶界(jie)(jie)层陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)电(dian)容器（boundarg layer ceramic capacitor），简称BL电(dian)容器。

二、高压陶瓷电容器(qi)

随着(zhe)电(dian)子工业的高(gao)(gao)速发(fa)展(zhan)，迫切要求开(kai)发(fa)击穿电(dian)压(ya)高(gao)(gao)、损耗小、体积小、可靠性高(gao)(gao)的高(gao)(gao)压(ya)陶瓷(ci)(ci)电(dian)容器(qi)。高(gao)(gao)压(ya)陶瓷(ci)(ci)电(dian)容器(qi)的典型作用是可以消除高(gao)(gao)频干扰，广泛应用于负离子产品、激光、X光机(ji)、控测设备(bei)、高(gao)(gao)压(ya)包(bao)、点火器(qi)、发(fa)生器(qi)、变(bian)压(ya)器(qi)、电(dian)力设备(bei)、倍压(ya)模块、焊机(ji)、静电(dian)喷(pen)涂及其他需(xu)要高(gao)压(ya)高(gao)频(pin)的机电设备(bei)。

通常(chang)(chang)以(yi)以(yi)高(gao)介(jie)(jie)(jie)电(dian)(dian)(dian)(dian)常(chang)(chang)数的陶瓷挤压成(cheng)圆管、圆片或圆盘作为介(jie)(jie)(jie)质(zhi)，涂敷金属薄(bo)膜（通常(chang)(chang)为银(yin)）经(jing)高(gao)温烧结而(er)形成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)极，用镀锡铜包(bao)钢引线(xian)，外表涂以(yi)保(bao)护磁漆，或用环氧树脂包(bao)封而(er)成(cheng)。其中钛(tai)酸钡基(ji)陶瓷材料(liao)具有(you)介(jie)(jie)(jie)电(dian)(dian)(dian)(dian)系数高(gao)、交流耐(nai)压特性(xing)较好的优点(dian)，但也有(you)电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)变化(hua)率随(sui)介(jie)(jie)(jie)质(zhi)温度升高(gao)、绝缘电(dian)(dian)(dian)(dian)阻下降等缺点(dian)；钛(tai)酸锶晶体在常(chang)(chang)温下为立方晶系钙(gai)钛(tai)矿结构，是顺电(dian)(dian)(dian)(dian)体，不存在自发极化(hua)现象(xiang)，在高(gao)电(dian)(dian)(dian)(dian)压下钛(tai)酸锶基(ji)陶瓷材料(liao)的介(jie)(jie)(jie)电(dian)(dian)(dian)(dian)系数变化(hua)小，介(jie)(jie)(jie)质(zhi)损(sun)耗及电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)变化(hua)率小，这些优点(dian)使其作为高(gao)压电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器介(jie)(jie)(jie)质(zhi)是十分(fen)有(you)利的。

高压陶瓷(ci)电容器

三(san)、多层片式陶瓷电(dian)容器

多层片式陶瓷电容(rong)器(qi)，也即我们通(tong)常说的(de)MLCC（Multi-layer Ceramic Capacitors），是(shi)片式元件中应用最广泛(fan)的(de)一类，它是(shi)将内电极(ji)材料与陶(tao)瓷(ci)坯(pi)体(ti)以多(duo)层交(jiao)替并联(lian)叠合，并共(gong)烧成一个整(zheng)体(ti)，又称片式独石电(dian)容(rong)器，具有小尺(chi)寸、高(gao)比容(rong)、高(gao)精度(du)的特点，可(ke)贴装于印制电(dian)路(lu)板、混合(he)集成电(dian)路(lu)基片，有效地(di)缩小(xiao)电子信息终端产(chan)(chan)品(pin)(pin)的体(ti)(ti)积和重(zhong)量(liang)，提(ti)高产(chan)(chan)品(pin)(pin)可靠性(xing)。

MLCC的结(jie)构(gou)

MLCC在电(dian)子线(xian)路(lu)中(zhong)可以起到(dao)存储电(dian)荷、阻断直流(liu)、滤波，区分不同频(pin)率及使电(dian)路(lu)调谐(xie)等作用。在高频(pin)开(kai)关(guan)(guan)电(dian)源、计算机网络电(dian)源和(he)(he)移动通信设备中(zhong)，可部分取代有(you)机薄膜电(dian)容器和(he)(he)电(dian)解电(dian)容器，并大大提敲高频(pin)开(kai)关(guan)(guan)电(dian)源的滤波性能(neng)(neng)和(he)(he)抗(kang)干(gan)扰性能(neng)(neng)，顺(shun)应顺(shun)应了IT产业小型化、轻量化、高性能(neng)(neng)、多功能(neng)(neng)的发展方向。

MLCC的制造(zao)流程

MLCC的三大发展趋势：

（1）小型化

对(dui)于(yu)便携式摄录机、手机等袖珍型电子产(chan)品(pin)，需要更加小型化的MLCC产(chan)品(pin)。另一方面，由于(yu)精密印(yin)刷(shua)电极(ji)和(he)叠层工艺的进(jin)步，超小型MLCC产(chan)品(pin)也逐步面世和(he)取(qu)得应用。

(2)低成本化

传统MLCC由于(yu)采用昂贵的(de)(de)钯(ba)电(dian)极(ji)或(huo)银合(he)金(jin)电(dian)极(ji)，其制造成(cheng)本的(de)(de)70%被电(dian)极(ji)材(cai)料占(zhan)去，包括高(gao)压MLCC在(zai)内(nei)的(de)(de)新一代MLCC，采用了金(jin)属材(cai)料镍、铜作电(dian)极(ji)，大(da)大(da)降(jiang)低了MLCC的(de)(de)成(cheng)本，但是金(jin)属内(nei)电(dian)极(ji)需要(yao)在(zai)较(jiao)低的(de)(de)氧分(fen)(fen)压下烧(shao)结以保(bao)证电(dian)极(ji)材(cai)料的(de)(de)导电(dian)性(xing)(xing)，而(er)过(guo)低的(de)(de)氧分(fen)(fen)压会带来(lai)介质瓷料的(de)(de)半导化(hua)倾向(xiang)，不利于(yu)元件的(de)(de)绝缘性(xing)(xing)和(he)可靠性(xing)(xing)。

（3）大容量、高频化

一(yi)方(fang)(fang)面，伴随半导(dao)体器件低(di)(di)压(ya)驱动和低(di)(di)功耗化，集成电(dian)(dian)路(lu)的(de)工作电(dian)(dian)压(ya)已(yi)由5V降低(di)(di)到(dao)3V和1.5V；另(ling)一(yi)方(fang)(fang)面，电(dian)(dian)源小型化需要小型、大容(rong)晶产品(pin)以替代体积大的(de)铝电(dian)(dian)解电(dian)(dian)容(rong)器。为了满足这类低(di)(di)压(ya)大容(rong)量(liang)MLCC的(de)开发(fa)与应(ying)用(yong)，在(zai)材料方(fang)(fang)面，已(yi)开发(fa)出相对介电(dian)(dian)常(chang)数比BaTiO₃高1~2倍的弛豫类高介电材料(liao)。

而通信产(chan)业的快速发(fa)展(zhan)对元器件的频率要求越来越高，在(zai)高频段的某些应用(yong)中可以替代薄膜电容器，目(mu)前我国高频、超高频MLCC产(chan)品与(yu)国外(wai)相比仍有一定(ding)的差距(ju)，其主要原因是缺(que)乏(fa)基础原料及其配(pei)方的研发(fa)力(li)度。

参考来源(yuan)：

1. 问:3种(zhong)常见的陶(tao)瓷电容器及其特(te)点有(you)哪(na)些?

2. 陶瓷电(dian)容器材料(liao)分(fen)类探讨，刘(liu)健敏(min)（江苏陶瓷）；

3. 高压陶瓷电容器发展概(gai)况(kuang)及其(qi)应(ying)用，黄欣(xin)、梁辉、徐廷(ting)献（河北(bei)陶瓷）；

4. 多层陶瓷电容器（MLCC）介质材(cai)料的研(yan)究(jiu)现(xian)状(zhuang)，王萌（陕西能源职(zhi)业技术学院）；

5. 多层陶(tao)瓷电容器及其(qi)发展趋(qu)势(shi)，张(zhang)宇、张(zhang)承琚、王(wang)永春（江西科学）。

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