Конструкция керамического конденсатора

В качестве диэлектрика в керамическом конденсаторе используется керамика. Различные керамические материалы обладают разными диэлектрическими проницаемостями и различной стабильностью, т.е. различными температурными коэффициентами диэлектрической проницаемости. Как правило, увеличение диэлектрической проницаемости сопровождается ухудшением стабильности. Поэтому в керамических конденсаторах разной емкости используются материалы с разными температурными коэффициентами.

Диэлектрическая прокладка в керамических конденсаторах не только определяет электрические свойства конденсатора, но и, будучи механически достаточно прочной, является конструктивно-механической основой конденсатора, поэтому целесообразно, чтобы обкладки были непосредственно связанными с керамикой, например в виде проводящих пленок на керамическом основании. Часто используются пленки из серебра, нанесенного методом вжигания с последующим горячим обслуживанием посеребренных мест легкоплавким припоем для пайки выводов.

Для исключения замыкания обкладки конденсатора наносятся не на всю поверхность подложки, что несколько уменьшает их рабочую площадь.

Соединение обкладок с выводами иногда производится с помощью дополнительных механических креплений, что важно, когда выводы используются для крепления конденсатора в аппаратуре. Для обеспечения надежного электрического контакта между выводами и обкладкой в керамическом конденсаторе обычно применяют пайку.

Важнейшим вопросом, который должен быть решен при конструировании конденсаторов, является защита от действия влаги. Как известно, многие керамические материалы обладают высокой влагостойкостью (т.е. их свойства мало изменяются при длительном действии влаги) и поэтому используется в конденсаторах. Благодаря хорошему сцеплению обкладок с керамической подложкой практически отсутствует проникновение влаги в промежутки между обкладками и прокладкой.

Поэтому для влагозащиты керамического конденсатора принимают сравнительно простые меры. В большинстве случаев какими-либо технологическими методами на поверхность собранного конденсатора осаждают или наносят пленку из материала с хорошими изоляционными свойствами и малой гигроскопичностью, например эмаль ЭКР. Для защиты нанесенных маркировочных знаков от воздействия внешней среды часто употребляется бесцветный лак цапон №951. В результате удается гарантировать работу конденсатора при влажности до 98-100% при температуре до +150⁰С.

На рис. 2.3 изображена упрощенная конструкция трубчатого керамического конденсатора.

1 – диэлектрическая прокладка в виде керамической трубки,

2 – проводящие обкладки в виде пленки, нанесенные на внутреннюю и внешнюю поверхность трубки,

3 – проволочные выводы, закрепленные на керамической трубке и электрически соединенные с обкладками пайкой 4,

5 – защитная пленка из изоляционного вещества, покрывающая всю конструкцию, включая начало выводов.

На рис. 2.4 представлена конструкция монолитного конденсатора.

1 – керамические (или стеклокерамические) пластины толщиной более 0,04 мм,

2 – металлические электроды из палладия и платины для керамических или серебра и алюминия для стеклокерамических конденсаторов,

3 – металлическое соединение обкладок,

4 – выводы,

5 – пайка выводов,

6 – оболочка из эпоксидной смолы.

В этом конденсаторе отдельные пластины соединены в монолитный блок с использованием спекания до 100 пластин при высоких температурах. Такие конденсаторы не имеют корпуса и часто называются бескорпусными.