多層陶瓷電容器（貼片陶瓷電容器），對高性能半導(dǎo)體設(shè)備而言不可或缺。
雖然大家往往認(rèn)為電阻、電容器、電感器等無源元件的存在不甚搶眼，但實際上它們卻是先進(jìn)的電子設(shè)備中必不可少的元器件。特別是對先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)備而言，多層陶瓷電容器極其重要。如果沒有這種電容器，就無法指望半導(dǎo)體設(shè)備能正常運行。在電子行業(yè)中，曾經(jīng)流傳一種說法"電容器遲早會被納入半導(dǎo)體設(shè)備"。但是實際上，在半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展的同時，*代理商、多層陶瓷電容器的重要性也與日俱增。
多層陶瓷電容器比砂糖顆粒還要小。您知道如此之小的元器件在電子設(shè)備中所擔(dān)當(dāng)?shù)淖饔脝幔克谙虬雽?dǎo)體設(shè)備提供必要的電力供給方面、以及消除會引發(fā)誤動作和性能劣化的噪音方面發(fā)揮著重要作用。如果沒有多層陶瓷電容器，也就無法指望使用先進(jìn)的的微細(xì)加工技術(shù)制造的微處理器、DSP、微型計算機(jī)、FPGA等的半導(dǎo)體設(shè)備能正常運行。
小型化和大容量化的歷史
目前，多層陶瓷電容器的市場規(guī)模在鋁電解電容器、鉭電解電容器和薄膜電容器等各式電容器中是超大的。稍早前的數(shù)據(jù)顯示2008年日本國內(nèi)出貨量為6278億個，日本國內(nèi)出貨金額達(dá)到3059日元（源自經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)部的機(jī)械統(tǒng)計）。位居第2位的鋁電解電容器日本國內(nèi)出貨量為182億個，日本國內(nèi)出貨金額為1743日元。其差距相當(dāng)巨大。2012年，多層陶瓷電容器增加到7655億個，與此相對，鋁電解電容器卻減少到109億個。其差距在不斷擴(kuò)大。
雖然現(xiàn)在多層陶瓷電容器在電容器市場上占據(jù)位置，然而在產(chǎn)品推出之初卻很難被市場接受。構(gòu)思出多層陶瓷電容器創(chuàng)意的是美國企業(yè)。在始于1961年的阿波羅計劃的推進(jìn)過程中，出于需要，大電容量的小型電容器應(yīng)運而生。通過在薄電介質(zhì)上形成電極，并進(jìn)行多個疊加，實現(xiàn)了在小體積內(nèi)充滿大電容的電容器（圖1）。
圖1 多層陶瓷電容器的結(jié)構(gòu)
通過多重層疊電介質(zhì)層和內(nèi)部電極，實現(xiàn)了較大電容。
我公司很快引入該項技術(shù)，并于1965年將名列前茅款產(chǎn)品投入市場。當(dāng)時的產(chǎn)品是面向AM收音機(jī)LC諧振回路的100pF的產(chǎn)品，而且層疊了厚度為50μm的電介質(zhì)膜。電介質(zhì)材料采用的是二氧化鈦（TiO2）。在產(chǎn)品推出之初，其完全沒有市場。然而，在超薄型無線電壁紙出現(xiàn)的契機(jī)下，相較于其他的電容器，小型多層陶瓷電容器的市場急劇擴(kuò)大。
此后，多層陶瓷電容器的歷史即可一言以蔽之，就是"小型化和大容量化的歷史"。一般電容器的電容C可以通過
來表達(dá)。在此表達(dá)式中，ε是介電常數(shù)，S是電極面積、d電極間距離（電介質(zhì)厚度）。即，在一定的體積中，要增加電容，就只能使用ε高的材料，或者是薄化電介質(zhì)。
電介質(zhì)材料在推出之初是采用的二氧化鈦，但我們在較早的階段引入了鈦酸鋇（BaTiO3）。之后也通過對該材料加以改良來不斷提高相對介電常數(shù)，目前已經(jīng)達(dá)到3000左右。相較于幾十水平的二氧化鈦相對介電常數(shù)，該數(shù)值也已經(jīng)大其兩位數(shù)。
電介質(zhì)的厚度在推出之初為50μm，但之后薄型化逐漸發(fā)展，目前已經(jīng)達(dá)到了0.5μm。也就是說，與產(chǎn)品推出之初相比，介電常數(shù)已經(jīng)提高到100倍，厚度減少至1/100。如果厚度降低到1/100，那么層疊數(shù)可以增加至100倍。因此，如果是相同體積的電容器，相當(dāng)于增加到100萬倍。相反，如果考慮體積，則意味著相同的電容量可以實現(xiàn)1/100萬的小型化。
在下篇中，我將向您介紹使用趨勢以及各用途中電容器所發(fā)揮的作用。敬請期待。
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深圳市上美佳電子有限公司
