Condensatoarele ceramice

Condensatoarele ceramice folosesc ca dielectric o ceramică formată dintr-un amestec de oxizi, silicaţi, titanaţi şi zirconaţi ai diferitelor metale, caolin, talc etc. în funcţie de compoziţie, ceramica dielectrică obţinută poate fi:

a) ceramica de tip I, care are la bază titanaţi de magneziu şi calciu cu permitivitatea εr = 5 — 200. Condensatoarele realizate cu acest tip de dielectric au o variaţie liniară finită a capacităţii cu temperatura şi tg δ mic.
b) ceramica de tip II pe bază de zirconaţi şi titanaţi de bariu sau stronţiu, are permitivitatea foarte mare, ajungînd pînă la 15 000, dar coeficientul de variaţie al capacităţii cu temperatura este nedefinit şi tg δ mai mare (cu cel puţin un ordin de mărime faţă de ceramica de tip I).
c) ceramica de tip III are la bază compoziţii ale titanatului de bariu care pot fi transformate în semiconductor prin tratare termică, după care prin oxidare se poate reface stratul dielectric la suprafaţa materialului pe o adîncime foarte mică; permitivitatea obţinută este foarte mare (100 000, 200 000). Condensatoarele ceramice tip III nu se fabrică în ţară.

Din punct de vedere constructiv, condensatoarele ceramice pot fi tubulare, plachetă sau disc. Procesul tehnologic de obţinere a acestora cuprinde următoarele principale etape:
— ceramica dielectrică este obţinută prin procesul tehnologic propriu materialelor ceramice: substanţele constituente sînt dozate, amestecate, măcinate; pulberea obţinută în amestec cu lianţi specifici, prin presare, laminare sau turnare, urmată de tratament termic, capătă forma de disc, plachetă sau tub ceramic de dimensiuni diferite (determinate de valoarea nomi-nală a capacităţii şi de tensiunea nominală).
— armăturile din argint sînt depuse pe cele două părţi ale discului sau plachetei, sau în interiorul şi exteriorul tubului prin serigrafiere (pentru discuri), depunere manuală (pentru plachete) sau cu ajutorul unei maşini automate (pentru tuburi); fixarea peliculei de argint pe suportul ceramic se face prin tratament termic
— lipirea terminalelor se face automat
— protejarea condensatorului astfel format se realizează prin acoperirea cu un strat de răşină termodură (pentru discuri şi plachete) sau de vopsea protectoare (pentru tuburi); urmează marcarea în clar sau în codul culorilor.

În fig. 2.9 sînt ilustrate cele trei tipuri constructive de condensatoare, iar în fig. 2.10 sînt prezentate produsele finite: condensatoare ceramice de diferite valori nominale, marcate în clar şi în cod.

Fig. 2.9. Condensatoare ceramice: a) secţiune prin condensatorul ceramic tubular; b) condensatorul ceramic disc neprotejat; c) condensatorul ceramic placheta neprotejat.

Fig. 2.10. Condensatoare ceramice.

Condensatoarele ceramice multistrat sînt caracterizate printr-o mare capacitate specifică (capacitatea pe unitatea de volum); avînd dimensiuni mici şi valori nominale în limite largi (de la 3,3 pF—1 μF) tind să înlocuiască celelalte tipuri de condensatoare folosite în circuitele electronice.

Materialul dielectric este o pastă ceramică de tip I sau II care, prin laminare pe suport, permite abţinerea unor folii ceramice foarte subţiri de dimensiuni rejativ mari fată de dimensiunile unui condensator multistrat finit şi care va contribui la formarea a n componente identice. Pe această folie se depune prin serigrafie o configuraţie de n pelicule de argint-paladiu care constituie armătura stingă a condensatoarelor; pe o altă folie, se depune o configuraţie similară care constituie armătura dreaptă a condensatoarelor ş.a.m.d. După suprapunerea acestor folii în număr diferit de straturi (în funcţie de valoarea nominală a capacităţii care trebuie realizată) şi presarea lor, urmează decuparea „cip”-urlior condensatoarelor şi fixarea proprietăţilor lor prin tratament termic. Prin metalizarea la extremităţile cip- uluî se asigură o structură de condensatoare legate în paralel — structură pieptene. Sub această formă dc „cip” neprotejat (figura 2.11 a), condensatorul este folosit în tehnologia straturilor groase (componentă pentru circuitele hibride).

Zona metalizată, figura 2.11 b, care scurtcircuitează armăturile „stînga” şi respectiv „dreapta” serveşte şi pentru sudarea prin lipire a terminalelor din sîrmă de cupru dublu cositorită. Condensatorul este protejat prin acoperire cu un strat de răşină epoxidică; componenta în stare finită este ilustrată în figura 2.11 c.

Fig. 2.11. Condensator ceramic multistrat: a) Condensator ceramic multistrat neîncapsulat; b) structură: 1 – dielectric; 2 – armătură stînga; 3 – armătură dreapta; 4 – metalizare; c) condensator ceramic multistrat protejat.

Marcarea acestui tip de condensator se face astlel:
— capacitatea nominală se marchează în clar;
— toleranţa capacităţii în cod literal:

F-l%: G—2%; J-5%; K—10%; M-20%;

— tensiunea nominală în cod de cifre:

1—25 Vcc; 2—50 Vcc; 3—100 Vcc; 4—200 Vcc

Astfel, condensatorul marcat (0,56) are valoarea nominală Cn=560 nF, i=±20%, Un=25 V.

Performanţele condensatoarelor ceramice fabricate ta I.P.E.E. Curtea de Argeş sînt ilustrate în tabelul 2.4.