电子元器件课程设计.docx

电子元器件课程设计 一、设计题目：试设计CC4型C组瓷介电容器，尺寸规格为1209，UW=160V, CB=560pf，容量允许偏差为II级，其余性能符合部标要求。 设计流程： 选定瓷料 依题意，根据瓷介电容器型号命名方法知CC4型瓷介电容器是高频独石电容器，属Ⅰ类瓷。 根据GB/T-5596-1996中Ⅰ类C组瓷料主要性能要求： 表格 SEQ 表格 \* ARABIC 1Ⅰ类C组瓷料主要性能要求 ε20℃±2℃ αC×10-6/℃ αC 的允许偏差 tgδ×10-4 ρVΩ·cm Eb KV/mm 20℃±2℃ 85℃±2℃ 100℃±2℃ 6~130 0 F,G,H ≤6 ≤8 ≥1012 ≥10 其中αC 的允许偏差代号F、G、H分别指代±15×10-6/℃、±30×10-6/℃、±60×10-6/℃。 根据题意设计高频独石电容器，以GB/T-5596-85为参考，选取铌铋锌系瓷料作为电容器的介质，现将该瓷料配方组成及电性能参数列出： 表格 SEQ 表格 \* ARABIC 2铌铋锌系C组瓷料组成 铌铋锌烧块重量比 铌铋镍烧块重量比 配方重量比 ZnO Bi2O3 Nb2O5 H3BO3 NiO Bi2O3 Nb2O5 铌铋锌烧块 铌铋镍烧块 6.51 46.6 21.26 0.15 49.86 209.7 39.51 100 36 表格 SEQ 表格 \* ARABIC 3铌铋锌系C组瓷料电性能 ε tgδ×10-4 αC×10-6/℃ ρV×1010Ω·cm Eb KV/mm 20℃±5℃ 95 0.6 -32.8~-29 111 12.4 由表格1和表格3比较可知，铌铋锌系瓷料符合要求，其他性能也符合部标要求。 确定介质层厚度 ①试验电压对工作电压的关系 Ut／ UW ＝K 因为是高频低压电容器，所以安全系数取K＝3。 ②平均击穿电压与试验电压的关系 Ut ≤ Uba／K1 取合适的安全系数为K1＝2 ∴Uba≥6 UW 又E=U/d ∴Ew≤Eb6=10KV/mm6 dmin=UwEw=160/5000 考虑工艺最小厚度dmin=100±2μm 确定留边量 对于独石电容器，由于极板埋入烧结的介质中，不存在表面飞弧问题，加上电容器工作电压为低压，留边量参考常规标准，取ΔL=0.2mm 叠片数目的确定 电容器的尺寸规格为1209，即3.20×2.50mm,采用单面印刷电极，减去两倍留边量，相邻两电极层的重叠面积为S=2.80×2.10=5.88×10-2cm2。因此每层介质形成的容量为： C0=0.0884×εSd =0.0884×95× 现要求CB=560pf，容量允许偏差为II级，即容量范围为504~616pF 因为CB/ C0≈11.34，取有效电介质层数11，电极层数为n=11+1=12。这样11 C0=543.18264pF，符合容量允许偏差II级的要求。加上两片护片每片厚度300μm，电极层数12，以内电极厚度15μm计，整个独石瓷片厚度=11×100μm＋2×300μm＋12×15μm=1.88㎜2.0㎜，满足1209尺寸规格要求。 比率特性 CBL=543.182643.20×2.50×1.88≈36.116 电容器的tgδ 由表3可知，铌铋锌系C组瓷料的介质损耗非常小，只要制造工艺正常，电容器的tgδ应能符合部标要求。 电容器的绝缘电阻R 单层介质的电阻为R0=ρV ds =111×1010×0.015.88×10-2 ≈1.888×1011Ω1×1010Ω. 电容量的温度系数 独石瓷介电容器的电容量温度系数由介质的介电系数温度系数与介质的线性膨胀系数相加决定。由于陶瓷的线性膨胀系数一般在10×10-6/℃以内，对电容量的温度系数影响很小，叠加上线性膨胀系数，电容器温度系数还是符合C组要求。 机械强度及外部保护结构 只要制造工艺正常，独石瓷介电容器的机械强度应符合部标要求。为增强电容器的抗潮能力，可以考虑涂覆磁漆或上釉。