[科普中国]-无机介质电容器

无机电解质电容器指的是介质采用无机材料的电解质电容器。 电容器按介质材料的不同分有机介质电容器(包括漆膜电容器、混合介质电容器、纸介电容器、有机薄膜介质电容器、纸膜复合介质电容器等)，无机介质电容器(包括陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、玻璃釉电容器等)。

电解电容器(包括铝电解电容器、钽电解电容器、铌电解电容器、钛电解电容器及合金电解电容器等)和气体介质电容器(包括空气电容器、真空电容器和充气电容器等)、纸膜复合介质电容器等，无机介质电容器(包括陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、玻璃釉电容器等)，随着电子整机产品市场格局的调整，移动通信设备和便携式计算机异军突起，为 MLCC 的发展带来巨大的市场空间的同时，对 MLCC 在缩小尺寸、扩大容量、降低 ESR、抗 EMI 特性、宽工作温度范围、高可靠性和高频特性等方面提出了更高的要求。为此，国内外电容器生产厂商都加快了MLCC 生产技术的开发，已取得了长足进展。

提高陶瓷电容器产品容量的技术途径重点在改进陶瓷材料性能和开发新的材料体系，提高陶瓷材料的介电常数，减薄介质层厚度和提高叠层数等方面。1998 年日本太阳诱电推出了 100 mF 的多层陶瓷电容器，该产品使用镍作为电极材料，尺寸为 5750（5.7 mm×5.0 mm×2.5 mm），该产品的出现使得陶瓷电容器在大容量方面的应用向前推进了一大步。

陶瓷电容器所使用的粉体材料可分为温度补偿型（Ⅰ型）、高介电常数型（Ⅱ型）及半导体型（Ⅲ型）三个类别。其中半导体型的陶瓷粉体为还原性钛酸钡或钛酸锶材料，该类别的材料主要用于制造圆片形半导体陶瓷电容器，适用于低压电路。多层陶瓷电容器则是以温度补偿型及高介电常数型陶瓷粉体为主要的原材料，由于各类陶瓷粉体特性不一，所制成的电容器产品的成本也会有所不同。各类多层陶瓷电容器特性及平均成本可以看出，NP0/COG 陶瓷电容器的平均成本相较其他陶瓷电容器高。NP0/COG 陶瓷电容器多用于通讯产品上，特别是随着全球移动通讯产品需求量急剧扩大，使得用于移动电话上的 NP0/COG 多层陶瓷电容器需求大增，此系列的电容器产品在未来的一段时间内仍会具有广阔的市场前景。X7R 陶瓷电容器主要用于计算机产品上，其平均成本则仅次于 NP0/COG 系列产品，而 Z5U/Y5V 陶瓷电容器因价格较低，其下游主要应用产品（在整机中可使用Z5U/Y5V 陶瓷电容器的电子产品）为消费性电子产品1。

随着陶瓷粉体材料性能的提高和叠层技术的发展，多层陶瓷电容器的尺寸正逐步缩小。0402产品成为世界片式化电容器市场的主流，而随着0201产品的大量生产，0402产品让位于0201产品亦成必然趋势。0402产品主要应用于移动电话和笔记本电脑，0201 产品则主要应用于高频组件、温度补偿型石英振荡器、压控振荡器、IC 卡等产品上。预计在2004年，一部手机中所使用的 MLCC 数量将由现在的175只减少到120只，其中0201型MLCC的使用量将达到70%左右。但是由于许多整机生产厂商的表面贴装设备暂时无法完成由0402产品向0201产品的替换，使0201产品的应用市场尚有一定阻力，但随着整机产品小型化的强劲需求，必将推动整机生产厂商完成0402产品向0201产品的转换0201产品未来的市场前景将非常广阔。在产品的小型化方面，产品的集成化进程也在同时进行。由于集成电路芯片运算速度的提高，工作电压的降低，以及在 EMC 方面的要求越来越迫切，无源元件的使用量越来越大，尤其是随着 MCM 技术的发展，无源元件的集成化程度逐渐受到关注。电容网络和阵列化电容作为电容器集成化的两个主要方向，其应用场合也越来越多。电容网络和阵列化电容具有降低整机产品成本、缩小组件体积以及提高整机产品特性等优势。

在陶瓷电容器容量大幅度上升的同时，日本松下电子部品公司开展了超低电容量值的新一代高频 MLCC 的研究开发，于2000年成功开发出0.05 pF的高频 MLCC，并从2001年4月份起已开始批量生产，已应用到移动电话等产品上。样品售价每只 10 日圆，月产量预估约 1 000 万只。该新产品可应用于对小型通讯产品杂散容量的高精度修正，其高频段的介电损耗也只有通常产品的一半。对于这种超低电容量的MLCC，其尺寸目标为1005，最低容量下限定于0.05 pF。该产品的成功开发是由于松下电子重新成功开发低介电常数的瓷料，并借助高精度多层技术而完成的。松下电子亦将电容量容许误差由过去的 0.25 pF 降低至 0.03 pF。该新电容器按容量大小已形成 35 种不同规格的产品，容量值分别为0.05~3.0 pF不等。由于在电极材料上采用了低熔点银为电极，大大降低了电路的相位噪声。此外，该产品的电容量受温度变化的影响较小，几乎不会因温度而使电容量产生变化。为适应超高频段、微波段电路的需要，国外已研制出了专门用于微波频段的 MLCC，在 100 MHz~1 GHz 范围内，仍有较高的 Q 值。另外，据报道，美国已可生产可在 4.2 GHz 下工作的 MLCC。 MLCC 的工作频率最高已达到 5 GHz。在超高压方面，美国 Novacap 公司用 NP0 和 X7R 瓷料作介质，制得了额定工作电压最高达 10 kV 的电容器，这类产品可用于航空航天和军用电子设备的电源和倍压电路中。我国的 MLCC 产品在此方面尚属空白2。

本词条内容贡献者为: