[科普中国]-陶瓷介质电容器

陶瓷介质电容器是介质膜层与介质保护层一起被叠压形成均质的电容器体；介质保护层、介质膜层均为环状体，二组内电极的导电膜均为环形膜面，电容器体为带通孔的柱体；端电极包括外环端电极与内环端电极，其中内环端电极的金属化膜覆盖在通孔的内壁，而外环端电极的金属化膜覆盖在柱体的外壁。

简介陶瓷介质电容器指主要用来制造电容器的陶瓷材料。就陶瓷介质可以分为铁电介质陶瓷、高频介质陶瓷、半导体介质陶瓷、反铁电介质陶瓷、微波介质陶瓷和独石结构介质陶瓷等。按照国家标准分为I类、Ⅱ类和Ⅲ类陶瓷介质。I类陶瓷介质主要用于制造高频电路中使用的陶瓷介质电容器；II类陶瓷介质主要用于制造低频电路中使用的陶瓷介质电容器；Ⅲ类陶瓷介质也称为半导体陶瓷，主要用于制造汽车、电子计算机等电路中要求体积非常小的陶瓷介质电容器。1

分类陶瓷介质电容器的分类也就是陶瓷介质的分类，一般可以分为三类，

I类为超稳定级的陶瓷介质材料，按美国电工协会(EIA)标准为C0G(是数字0，不是字母O，有些文献笔误为COG)或NP0以及我国标准的CC系列等型号的陶瓷介质，温度系数为[0±(3×10-5)%]/℃(0±30PPM/℃)，这种介质极其稳定，温度系数极低，而且不会出现老化现象，损耗因数不受电压、频率、温度和时间的影响，介电系数可以达到400，介电强度相对高。

Ⅱ类的稳定级陶瓷介质材料如美国电工协会(EIA)标准的X7R、X5R以及我同标准的CT系列等型号的陶瓷介质(温度系数为±15.0%)，这种介质的介电系数随温度变化较大．但由于其介电系数可以做得很大，因而电容量可以做的很大。

Ⅲ类的可用级陶瓷介质材料如美国电工协会(EIA)标准的Z5U、Y5V以及我国标准的CT系列的低档产品型号等陶瓷介质(温度系数为Z5U的+22%，-56%和Y5V的+22%，-82%)，但由于其介电系数可以做得很大(可以达到1000～12000)，而电容量可以做得比更大，适用于一般工作环境温度要求(-25～+85℃)的耦合、旁路和滤波。2

工艺以独石陶瓷介质电容器为例说明生产工艺

独石结构陶瓷电容器的生产工艺上采用了将烧渗电极和烧成同时进行的方法，一般工艺流程如下：

原料处理→配料→粉碎→预烧→粉碎、过筛→加黏合剂、制膜→冲片→印刷电极浆料→叠片、整形→剪切毛坯、烘干→涂端头银电极浆料→烧成→检验及分选→焊接引线或厚膜集成电路外贴→包封→成品检验→打印→包装

独石陶瓷电容器的坯片是采用薄膜成型方法和中低温烧结的工艺，配料必须充分磨细或选用超细的原料。预烧采用固相法合成主晶相和排除原料中易挥发物，以减小烧成时的收缩。如选用超细的化学等方法合成的原料，则可不必进行预烧处理。预烧温度及保温时间根据具体配方组成确定。预烧直接影响制膜和烧成工艺：预烧温度低则晶格缺陷多，虽有利于烧成，由于有游离氧化物存在，往往使制膜发生困难；预烧温度过高，粉碎困难，瓷料的反应活性降低，会使烧成温度提高；预烧温度适当时，可使烧成范围加宽，较易制成优质膜片。具体配方的适当预烧温度应该通过大量的实验和优化工作才能确定。

制膜工艺是独石瓷介电容器的一个关键工序。一般常采用轧膜法和流延法进行成型。轧膜法是采用适当黏合剂与瓷料混匀，在轧膜机上反复轧制成具有要求厚度且均匀、致密的膜带，再将膜带冲制成要求几何尺寸的膜片。流延法是把粉料与黏合剂、分散剂等均匀混合制成料浆，然后在流延机上流延成膜片。3

主要参数1．标称容量和容许误差

电容器标称容量是电容器产品标出的电容量值。电容器标称容量和实际容量之间是有差额的，这一差额叫作电容器的误差。实际电容器的误差限定在所容许的误差范围之内，此误差叫作容许误差。

2．额定工作电压

电容器的额定工作电压义称耐压，是指电容器长期安全工作而不会引起电介质遭受破坏的电压数值，一般直接标称在电容器的壳体上。

3．绝缘电阻

电容器阴极之间的介质不是绝对的绝缘体，存在一定的电阻，这个电阻被称为绝缘电阻，或者叫作漏电电阻。4

注意事项电容器在装入电路前应先检查其是否断路、短路和漏电等，并且核对它的电容值。

1．根据线路的要求选择合适的型号

在交流旁路电路中，可采用纸介质电容器；在高频电路中，要采用云母介质电容器；在电源滤波电路等处应选用容量较大的电解电容器。

2．正确选取容许误差

选择电容器不像电阻那样严格，其误差可以稍大一些。但在一些重要的电路中，如正当载波设备的滤波电容器，选频电路巾的电容器，必须严格要求。

3．注意电容器的额定工作电压

在使用时．电容器的额定T作电压一定要大于实际工作电压，否则电容器就会被击穿。

4．注意通过电容的电源性质

在使用电容器时，要严格按照电容器的特性规定使用。对于一些有极性的电容器如电解电容器等绝不能应用在交流电路巾，接在直流电路中要注意极性，使用时正极接高电位，负橄接低电位若接反，则绝缘介质会因发热而有被击穿的危险；若电容器需要串联或者并联时，一定要考虑分流L一耐压问题，同时也要注意极性。 5．电容器的使用寿命

电解电容器的寿命约5～10年，存储时间过长，绝缘电阻和电容量将减小，性能下降，漏电流增加。因此尽量选择近期产品；同时由于温度加速化学反应而使电容器内电介质随时问退化，电容器的使州寿命也将随温度的增加而减小。4

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学