电容器作为电子元件中的一种,它的主要作用是存储电荷并提供容抗,其其材料种类也较为复杂,一般可以分为以下几类:
1.1 电介质材料:电介质是用于隔离电容器两端电极的物质,它必须具备很高的电阻率、介电强度和介电常数等性能,因此常用的电介质材料有聚丙烯,聚乙烯、聚丁二烯、聚环氧乙烷、聚氯乙烯、尼龙薄膜等。
1.2 电极材料:电极是电容器中的两个极板,用于储存电荷,理论上电容器的电容大小与电极面积成正比,而电容器的可靠性则与电极材料的导电性能、机械性能和耐腐蚀性能等有关,目前常用的电极材料有铝箔、铜铝合金、钢等。
针对电容器材料的要求,目前市面上主要采用以下几类常用的电容器材料:
2.1 电解电容器:电解电容器是使用阳极铝箔的电容器,以氧化铝膜为电介质,由于其介电常数大、耐高温、容量大,价格低廉而得到广泛应用;
2.2 陶瓷电容器:陶瓷电容器因其介电常数大(通常在1000以上),介电损耗小而在高频电路中应用广泛;
2.3 聚合物电容器:聚合物电容器分为聚丙烯膜电容器、聚四氟乙烯电容器、聚丙烯泡沫电容器等,它们具有低温系数、极低的介电损耗、极低的漏电流以及高阈值电压等优点;
2.4 石英电容器:石英薄膜电容器具有温度稳定性高,充放电速率快等特点,适用于高频震荡电路;
2.5 有机电容器:有机电容器通过采用复合材料作为电介质制成,这类电容器兼具无极性、无记忆、温度系数低等优点,因此在音频和直流回路中得到广泛应用。
随着对芯片封装尺寸要求的不断提高,电子元件向微型化、绿色化、低成本化,以及高可靠性的方向快速迈进,电容器材料也不断升级换代。同时,智能制造时代的来临,5G、物联网等技术对电容器材料的要求也不断增高。
因此,随着技术的不断更新换代,未来电容器材料也将朝着功能性、微型化、智能化方向不断发展,如采用新型材料制作的芯片封装电容器,以及具有较好自愈性能的陶瓷复合电容器等,这些电容器将广泛应用于智能手机、平板电脑、生物医学设备、声音设备等各个领域。