PCB 锯齿线 高压瓷片电容

压电陶瓷片是一种电子发音元件，在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料，当在两片电极上面接通交流音频信号时，压电片会根据信号的大小频率发生震动而产生相应的声音来。

工作原理：

当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面，当振动压电陶瓷时，则会产生一个电荷。利用这一原理，当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器，所谓叫双压电晶片元件，施加一个电信号时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向双压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。基于以上作用，便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。

1960年左右陶瓷叠片电容作为商品开始开发

1970年，随着混合IC、计算机、以及便携电子设备的进步也随之迅速的发展起来，瓷片电容成为电子设备中不可缺少的零部件，而其中技术参数也是学者们研究的重点

现在的陶瓷介质电容的全部数量约占电容市场的70%左右

因为陶瓷介质电容的绝缘体材料主要使用陶瓷，其基本构造是将陶瓷和内部电极交相重叠

陶瓷材料有几个种类

自从考虑电子产品无害化特别是无铅化后，高介电系数的PB（铅）退出瓷片电容技术参数领域，现在主要使用TiO2(二氧化钛)、BaTiO3,CaZrO3(锆酸钙)等

和其它的电容相比具有体积小、容量大、耐热性好、适合批量生产、价格低等优点

由于原材料丰富，结构简单，价格低廉，而且电容量范围较宽（一般有几个PF到上百μF），损耗较小，电容量温度系数可根据要求在很大范围内调整

瓷片电容技术参数品种繁多，外形尺寸相差甚大从0402（约1×0.5mm）封装的贴片电容到大型的功率瓷片电容

按使用的介质材料特性可分为Ⅰ型、Ⅱ型和半导体瓷片电容；按无功功率大小可分为低功率、高功率瓷片电容；按工作电压可分为低压和高压瓷片电容；按结构形状可分为圆片形、管型、鼓形、瓶形、筒形、板形、叠片、独石、块状、支柱式、穿心式等

瓷片电容的分类：瓷片电容技术参数从介质类型主要可以分为两类，即Ⅰ类瓷片电容技术参数和Ⅱ类瓷片电容技术参数

Ⅰ类瓷片电容技术参数（ClassⅠceramiccapacitor），过去称高频瓷片电容技术参数（High-freqencyceramiccapacitor），是指用介质损耗小、绝缘电阻高、介电常数随温度呈线性变化的陶瓷介质制造的电容

它特别适用于谐振回路，以及其它要求损耗小和电容量稳定的电路，或用于温度补偿

Ⅱ类瓷片电容技术参数（ClassⅡceramiccapacitor）过去称为为低频瓷片电容技术参数（Lowfrequencycermiccapacitor），指用铁电陶瓷作介质的电容，因此也称铁电瓷片电容技术参数

这类电容的比电容大，电容量随温度呈非线性变化，损耗较大，常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中

常见的Ⅱ类瓷片电容技术参数有：X7R、X5R、Y5V、Z5U其中：X7R表示为：第一位X为最低工作温度-55℃，第二位的数字7位最高工作温度+125℃，第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%；X5R表示为：第一位X为最低工作温度-55℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%；Y5V表示为：第一位Y为最低工作温度-30℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母V为随温度变化的容值偏差+22%，-82%±15%

Z5U表示为：第一位Z为最低工作温度+10℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母U为随温度变化的容值偏差+22%，-56%

通常用于高稳定震荡回路中，作为回路、旁路电容器及垫整电容器

瓷片电容只要针对于高频,高压瓷片电容取决于你使用在什么场合,典型作用可以消除高频干扰

优点1.容量损耗随温度频率具高稳定性2.特殊的串联结构适合于高电压极长期工作可靠性3.高电流爬升速率并适用于大电流回路无感型结构作用MLCC(1类)—微型化,高频化,超低损耗,低ESR,高稳定,高耐压,高绝缘,高可靠,无极性,低容值,低成本,耐高温.主要应用高高频电路中

MLCC(2类)—微型化,高比容,中高压,无极性,高可靠,耐高温,低ESR,低成本.主要应用于中,低频电路中作隔直,耦合,旁路和滤波等电容器使用

除因温度冷热变化产生热应力导致开裂外，对于环氧包封型高压陶瓷电容，无论是留边型还是满银型电容都存在着电极边缘电场集中和陶瓷-环氧的结合界面等比较薄弱的环节

环氧包封的瓷片电容由于环氧树脂固化冷却过程体积收缩，产生的内应力以残余应力的形式保留在包封层中，并作用于陶瓷-环氧界面，劣化界面的粘结

在电场作用下，组成高压瓷片电容瓷体的钙钛矿型钛酸锶铁类陶瓷（SPBT）会发生电机械应力，产生电致应变

当环氧包封层的残余应力较大时，二者联合作用极可能造成包封与陶瓷体之间脱壳，产生气隙，从而降低电压水平

二：介质内空洞：导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染、烧结过程控制不当等

空洞的产生极易导致漏电，而漏电又导致器件内局部发热，进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加

该过程循环发生，不断恶化，导致其耐压水平降低

三：包封层环氧材料因素：一般包封层厚度越厚，包封层破坏所需的外力越高

在同样电场力和残余应力的作用下，陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生气隙较为困难

另外固化温度的影响，随着固化温度的提高，高压瓷片电容的击穿电压会越高，因为高温固化时可以较快并有效地减少残余应力

随着整体模块灌胶后固化的高温持续，当达到或超过陶瓷电容器外包封层环氧树脂的玻璃转化温度，达到了粘流态，陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生了气隙，此时的形变就很难恢复，这种气隙会降低陶瓷电容的耐压水平

四：机械应力裂纹：陶瓷体本身属于脆性较高的材料，在产生和流转过程中较大的应力可能造成应力裂纹，导致耐压降低

常见的应力源有：工艺过程电路板流转操作；流转过程中的人、设备、重力等因素；元件接插操作；电路测试；单板分割；电路板安装；电路板定位铆接；螺丝安装等

导致瓷片电容失效结论一：直接原因：陶瓷-环氧界面存在间隙，导致其耐压水平降低

二：间接原因：二次包封模块固化过程中产生了环氧材料应力收缩，致使陶瓷-环氧界面劣化，形成了弱点放电的路径

三：二次包封模块固化后，样品放置时间过短，其内部界面应力未完全释放出来，在陶瓷-环氧界面存在微裂纹，导致耐压水平降低