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在我(wo)们的(de)(de)日常(chang)生活中(zhong)，各种各样(yang)的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)子(zi)产品(pin)给我(wo)们的(de)(de)生活、工作、学习带来(lai)了极大的(de)(de)便利(li)。电(dian)(dian)(dian)子(zi)产品(pin)由许许多(duo)多(duo)细小的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件构成，而电(dian)(dian)(dian)容器(qi)正是其中(zhong)应用(yong)(yong)十分广泛的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)子(zi)元(yuan)件之一。电(dian)(dian)(dian)容器(qi)种类(lei)众多(duo)，在电(dian)(dian)(dian)路(lu)中(zhong)发挥(hui)不(bu)同的(de)(de)作用(yong)(yong)，例如应用(yong)(yong)于(yu)电(dian)(dian)(dian)源电(dian)(dian)(dian)路(lu)，实现(xian)旁路(lu)、去耦(ou)、滤(lv)波和(he)储能(neng)的(de)(de)作用(yong)(yong)；应用(yong)(yong)于(yu)信号电(dian)(dian)(dian)路(lu)，主要完成耦(ou)合、振(zhen)荡/同步及时间常(chang)数的(de)(de)作用(yong)(yong)。

而陶(tao)瓷(ci)电容器，顾名(ming)思(si)义(yi)，就(jiu)是一种介(jie)质材(cai)(cai)料(liao)为陶(tao)瓷(ci)的电容器，除(chu)此之外介(jie)质材(cai)(cai)料(liao)还(hai)有(you)其(qi)他的无机(ji)介(jie)电材(cai)(cai)料(liao)（如(ru)玻璃、云母等），有(you)机(ji)介(jie)电材(cai)(cai)料(liao)（如(ru)聚(ju)丙烯、聚(ju)对苯二甲酸乙(yi)二醇(chun)酯等）。一般陶(tao)瓷(ci)电容器和其(qi)他电容器相比(bi)，具有(you)使(shi)用温度较高、比(bi)容量大、耐潮(chao)湿性好、介(jie)质损耗较小(xiao)、电容温度系数可(ke)在(zai)大范围(wei)内选择等优点(dian)，因此在(zai)电子(zi)电路中受到广泛(fan)的应用。

各(ge)类(lei)陶瓷电容器

以下(xia)将分别(bie)介绍三种(zhong)常见的陶瓷(ci)电容器。

一、半(ban)导体(ti)(ti)陶瓷电容器

半导(dao)体(ti)陶瓷电容(rong)分为表(biao)面型和(he)晶界层型两种(zhong)类型，通常具有容(rong)量(liang)大，体(ti)积小，工(gong)作温度(du)范围(wei)较(jiao)广泛，适用于滤(lv)波、旁路(lu)、耦合等电路(lu)中。

半导体(ti)陶瓷电(dian)(dian)容器是一种微小型化电(dian)(dian)容器，即电(dian)(dian)容器在尽(jin)可能小的体(ti)积内获(huo)得尽(jin)可能大的容量(liang)，这(zhei)也是电(dian)(dian)容器发展的趋向之一。对于分离(li)电(dian)(dian)容器组件来说，微小型化的基本途(tu)径有两(liang)个：①使介(jie)(jie)质材料的介(jie)(jie)电(dian)常数尽可能(neng)提高(gao)；②使介(jie)(jie)质层的厚(hou)度尽可能(neng)减薄。

在陶瓷材料(liao)中(zhong)，铁电陶瓷(ci)的(de)介(jie)电(dian)常数很高，通常用(yong)来制备陶(tao)瓷(ci)电(dian)容(rong)器，常见的(de)铁(tie)电(dian)陶(tao)瓷(ci)多(duo)属钙钛矿型结构，如(ru)钛酸钡陶(tao)瓷(ci)及其固溶体(ti)，也有钨青铜(tong)型、含铋层状(zhuang)化合物和烧绿(lv)石(shi)型等结构。但是用(yong)铁(tie)电(dian)陶(tao)瓷(ci)制造普通铁(tie)电(dian)陶(tao)瓷(ci)电(dian)容(rong)器时(shi)，陶(tao)瓷(ci)介(jie)质很难(nan)(nan)做得很薄(bo)(bo)。首(shou)先是由(you)于(yu)铁(tie)电(dian)陶(tao)瓷(ci)的(de)强度低(di)，较薄(bo)(bo)时(shi)容(rong)易(yi)(yi)碎(sui)裂，难(nan)(nan)于(yu)进行实际生产操(cao)作，其次，陶(tao)瓷(ci)介(jie)质很薄(bo)(bo)时(shi)易(yi)(yi)于(yu)造成各(ge)种各(ge)样的(de)组(zu)织缺陷，生产工艺难(nan)(nan)度很大(da)。

半(ban)导(dao)体陶(tao)瓷电容(rong)器

（1）表面(mian)型陶瓷(ci)电容器

表(biao)面型半导体陶瓷电容(rong)器是指瓷片本体已(yi)半导化，然后(hou)使(shi)其(qi)表面重新氧化而形成很薄的介质层，之后再在瓷(ci)片两面烧渗电(dian)极而形成电(dian)容器(qi)。

通常(chang)用BaTiO₃等半(ban)导体(ti)陶(tao)瓷(ci)的表(biao)面(mian)上形(xing)成(cheng)的很薄(bo)的绝缘层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)作(zuo)为(wei)介质(zhi)层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，而半(ban)导体(ti)陶(tao)瓷(ci)本身(shen)可(ke)视(shi)为(wei)电(dian)(dian)介质(zhi)的串联回路。表(biao)面(mian)层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)陶(tao)瓷(ci)电(dian)(dian)容器的绝缘性表(biao)面(mian)层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度，根据不同的形(xing)成(cheng)方式，波(bo)动(dong)于0.01～100μm之(zhi)间。这样既利用了铁电(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)的很高(gao)的介电(dian)(dian)常数，又有效地减薄(bo)了介质(zhi)层(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度，是制备微小型(xing)陶(tao)瓷(ci)电(dian)(dian)容器一个行之(zhi)有效的方案。

（2）晶界层陶瓷电容器(qi)

晶界层型半导体(ti)(ti)陶(tao)瓷(ci)电容器是沿着半导体化的瓷(ci)体之晶粒边(bian)界(jie)处形(xing)成绝缘层，再在瓷(ci)片两面(mian)烧渗电(dian)极(ji)，因而形成多个串、并联(lian)的电(dian)容器网。

通常(chang)在(zai)晶粒发育比较充分的(de)BaTiO₃半导(dao)体陶瓷的(de)表(biao)面上，涂覆适(shi)当的(de)金属氧化(hua)物（例如CuO或(huo)Cu₂O、MnO₂、Bi₂O₃、Tl₂O₃等），在适当温度下，于(yu)氧(yang)化(hua)(hua)条(tiao)件下进行热处理(li)，涂覆的(de)氧(yang)化(hua)(hua)物将与BaTiO₃形成低共溶液相(xiang)，沿开口气孔和(he)晶(jing)界迅速扩散渗透到陶(tao)瓷(ci)内部，在晶(jing)界上(shang)形成一(yi)层(ceng)薄薄的(de)(de)固溶体(ti)(ti)(ti)绝(jue)(jue)缘层(ceng)。这种(zhong)薄薄的(de)(de)固溶体(ti)(ti)(ti)绝(jue)(jue)缘层(ceng)的(de)(de)电(dian)阻率(lv)很高（可达1012～1013Ω·cm），尽管陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)晶(jing)粒内部仍为(wei)半(ban)导体(ti)(ti)(ti)，但(dan)是整个(ge)陶(tao)瓷(ci)体(ti)(ti)(ti)表现为(wei)显介(jie)电(dian)常(chang)数很高的(de)(de)绝(jue)(jue)缘体(ti)(ti)(ti)介(jie)质。用这种(zhong)瓷(ci)制备的(de)(de)电(dian)容(rong)(rong)器(qi)称为(wei)晶(jing)界层(ceng)陶(tao)瓷(ci)电(dian)容(rong)(rong)器(qi)（boundarg layer ceramic capacitor），简称BL电(dian)容(rong)(rong)器(qi)。

二、高压陶瓷电容器

随着电(dian)子(zi)工业的(de)高(gao)(gao)速发展，迫切要求开发击穿电(dian)压(ya)高(gao)(gao)、损耗小、体积小、可靠(kao)性高(gao)(gao)的(de)高(gao)(gao)压(ya)陶瓷(ci)电(dian)容器(qi)(qi)。高(gao)(gao)压(ya)陶瓷(ci)电(dian)容器(qi)(qi)的(de)典(dian)型作(zuo)用是(shi)可以(yi)消除高(gao)(gao)频干扰，广泛应(ying)用于负(fu)离子(zi)产品(pin)、激光、X光机、控测(ce)设(she)备(bei)、高(gao)(gao)压(ya)包、点火器(qi)(qi)、发生器(qi)(qi)、变压(ya)器(qi)(qi)、电(dian)力设(she)备(bei)、倍压(ya)模(mo)块、焊机、静电(dian)喷涂及其他(ta)需(xu)要高压高频的(de)机(ji)电(dian)设备(bei)。

通常(chang)(chang)以以高(gao)介(jie)(jie)(jie)电(dian)(dian)(dian)常(chang)(chang)数(shu)(shu)的(de)陶瓷挤压(ya)成圆(yuan)管、圆(yuan)片或圆(yuan)盘作为(wei)介(jie)(jie)(jie)质(zhi)，涂(tu)敷金属薄膜(mo)（通常(chang)(chang)为(wei)银）经(jing)高(gao)温(wen)烧(shao)结(jie)而(er)形(xing)成电(dian)(dian)(dian)极，用(yong)镀(du)锡铜包钢(gang)引线，外表(biao)涂(tu)以保(bao)护(hu)磁漆，或用(yong)环(huan)氧树脂包封(feng)而(er)成。其中钛(tai)酸(suan)钡(bei)基(ji)陶瓷材(cai)料具有(you)介(jie)(jie)(jie)电(dian)(dian)(dian)系数(shu)(shu)高(gao)、交流耐(nai)压(ya)特性(xing)较好的(de)优点，但也(ye)有(you)电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)变(bian)化(hua)(hua)率(lv)随介(jie)(jie)(jie)质(zhi)温(wen)度升高(gao)、绝缘电(dian)(dian)(dian)阻(zu)下(xia)(xia)(xia)降等缺点；钛(tai)酸(suan)锶晶体在常(chang)(chang)温(wen)下(xia)(xia)(xia)为(wei)立方晶系钙(gai)钛(tai)矿结(jie)构，是顺电(dian)(dian)(dian)体，不存在自发极化(hua)(hua)现象，在高(gao)电(dian)(dian)(dian)压(ya)下(xia)(xia)(xia)钛(tai)酸(suan)锶基(ji)陶瓷材(cai)料的(de)介(jie)(jie)(jie)电(dian)(dian)(dian)系数(shu)(shu)变(bian)化(hua)(hua)小，介(jie)(jie)(jie)质(zhi)损耗(hao)及电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)变(bian)化(hua)(hua)率(lv)小，这些优点使其作为(wei)高(gao)压(ya)电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)介(jie)(jie)(jie)质(zhi)是十(shi)分有(you)利(li)的(de)。

高(gao)压陶瓷电容器(qi)

三、多层(ceng)片式陶(tao)瓷电(dian)容器(qi)

多层(ceng)片式陶瓷电(dian)容(rong)器，也即我们通常(chang)说的(de)MLCC（Multi-layer Ceramic Capacitors），是片式(shi)元件中应用最广泛的(de)一类(lei)，它是将内电极材料与陶瓷坯体以(yi)多层交替并(bing)联叠合，并共烧成一个(ge)整(zheng)体(ti)，又称片式独石电容器，具(ju)有小尺寸、高比容、高精度的(de)特点，可贴(tie)装于(yu)印制电(dian)路板、混(hun)合集成电(dian)路基片，有效地缩(suo)小电子信(xin)息终端产品(pin)(pin)的体积和重量，提高(gao)产品(pin)(pin)可(ke)靠性。

MLCC的结构

MLCC在电(dian)子线路(lu)中(zhong)可以起到存储(chu)电(dian)荷(he)、阻断直流、滤(lv)波(bo)，区(qu)分(fen)不同频率(lv)及(ji)使电(dian)路(lu)调谐(xie)等作用(yong)。在高频开(kai)关(guan)电(dian)源(yuan)、计算机(ji)网(wang)络电(dian)源(yuan)和移动通信设备中(zhong)，可部分(fen)取(qu)代有机(ji)薄膜电(dian)容(rong)器(qi)(qi)和电(dian)解电(dian)容(rong)器(qi)(qi)，并大(da)大(da)提敲高频开(kai)关(guan)电(dian)源(yuan)的滤(lv)波(bo)性能和抗干扰性能，顺应顺应了IT产(chan)业(ye)小型化、轻量化、高性能、多功能的发展方(fang)向。

MLCC的制(zhi)造流程

MLCC的三大发(fa)展趋势(shi)：

（1）小型化

对于便携式摄(she)录(lu)机、手机等袖珍(zhen)型(xing)电子(zi)产品，需要更加小型(xing)化的(de)MLCC产品。另一方面，由于精密(mi)印刷电极和(he)叠层工艺的(de)进步(bu)，超小型(xing)MLCC产品也逐步(bu)面世和(he)取(qu)得应用。

(2)低成本化

传统MLCC由于采用昂贵的(de)(de)(de)钯电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)或银合(he)金电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)，其制造成本(ben)的(de)(de)(de)70%被(bei)电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)材料占去(qu)，包(bao)括高压(ya)MLCC在(zai)内的(de)(de)(de)新一代MLCC，采用了金属(shu)材料镍、铜作电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)，大大降低了MLCC的(de)(de)(de)成本(ben)，但是金属(shu)内电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)需要(yao)在(zai)较低的(de)(de)(de)氧分压(ya)下烧(shao)结以保证电(dian)(dian)(dian)极(ji)(ji)材料的(de)(de)(de)导电(dian)(dian)(dian)性，而过低的(de)(de)(de)氧分压(ya)会带来介质瓷料的(de)(de)(de)半导化倾向，不利于元件(jian)的(de)(de)(de)绝(jue)缘(yuan)性和(he)可(ke)靠(kao)性。

（3）大容量、高频化

一方(fang)面(mian)(mian)，伴随半导体器件低(di)(di)(di)压(ya)(ya)驱动和低(di)(di)(di)功耗化，集成电(dian)路(lu)的工(gong)作电(dian)压(ya)(ya)已由5V降低(di)(di)(di)到(dao)3V和1.5V；另(ling)一方(fang)面(mian)(mian)，电(dian)源(yuan)小(xiao)型(xing)化需(xu)要小(xiao)型(xing)、大容晶产品(pin)以(yi)替(ti)代体积大的铝电(dian)解(jie)电(dian)容器。为了(le)满足这类(lei)低(di)(di)(di)压(ya)(ya)大容量MLCC的开(kai)发与应用，在(zai)材料(liao)方(fang)面(mian)(mian)，已开(kai)发出相对介电(dian)常数比BaTiO₃高(gao)1~2倍的(de)弛豫类高(gao)介电(dian)材(cai)料。

而(er)通信产业(ye)的(de)快速发(fa)展对元器(qi)件(jian)的(de)频(pin)率(lv)要(yao)(yao)求(qiu)越(yue)(yue)来越(yue)(yue)高(gao)(gao)，在(zai)高(gao)(gao)频(pin)段的(de)某些应用中可以(yi)替代薄膜电容器(qi)，目前我国(guo)高(gao)(gao)频(pin)、超高(gao)(gao)频(pin)MLCC产品与(yu)国(guo)外相比仍有一定的(de)差距(ju)，其(qi)主要(yao)(yao)原因是(shi)缺(que)乏基础原料(liao)及其(qi)配方的(de)研发(fa)力(li)度。

参考(kao)来源(yuan)：

1. 问:3种常见(jian)的陶(tao)瓷电容器及其特点有哪些(xie)?

2. 陶(tao)瓷电容器材料分类探讨，刘健敏（江苏(su)陶(tao)瓷）；

3. 高压(ya)陶瓷(ci)(ci)电容器发(fa)展概况及其应用，黄欣、梁辉(hui)、徐廷献（河北陶瓷(ci)(ci)）；

4. 多层陶瓷电(dian)容器（MLCC）介质(zhi)材料的研究现状，王(wang)萌（陕西能源(yuan)职(zhi)业(ye)技(ji)术学院）；

5. 多层陶瓷电容(rong)器及其发展趋势(shi)，张(zhang)宇、张(zhang)承(cheng)琚(ju)、王永春（江(jiang)西科学）。

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