STCR0.45-30-3电容器是电路中三大被动电子元器件之一。 电容器也称为电容，是一种可以储存一定电荷量的元器件，广泛运用在电路中的隔直通交、耦合、旁路、 滤波等方面。被动元件是指不需要内部电源，只需外部信号输入即可做出响应的元器件。电容器与电阻器，电感器共同作为电子线路中三大被动电子元器件，是必不可少的基础电子元件。

电子元件分类

电容器的工作原理是阻碍电荷的单向运动，形成电荷累积。 电容器的工作原理是当电荷受电场的作用力移动时，电容器中的绝缘介质阻碍电荷继续移动继而造成正负电荷在电容器两极累积。电容器储存电荷的能力称为电容量，平行板电容器的电容由下式决定： C = εS/4πkd，单位为 F。其中， ε 表示介质的相对介电常数，表征介质材料的内在属性， k 表示静电力常量， S 表示两极的相对面积， d 表示两极之间的垂直距离。

增大电容量，可以采用介电常数较大的介质、增大两极的相对面积、或减小两极间垂直距离的方式。 为了增大电容器的电容量， 可以采用介电常数较大的介质，如陶瓷、云母、玻璃等；也可以增大两极的相对面积，如类似片式多层陶瓷电容，将多个平行板层叠起来，或类似多数铝电解电容器，将一整块大面积平板卷起来；还可以尽量减小两极间垂直距离，如使用金属氧化膜作为介质。

电容器具有滤波、旁路、耦合等诸多作用。 电容器作用诸多，主要有：滤波，旁路，耦合，整流，定时，调谐，储能，温度补偿等作用。它在电路中发挥着至关重要的作用。

下游应用领域包括军用和民用两部分， 其中民用市场又分为民用工业类市场和民用消费类市场。 电容器的应用范围也非常广泛，主要分为军用与民用两大领域。 军用领域方面， 电容器在船舰、航空、航天、兵器、 电子对抗等武器装备上均有所应用。 民用市场分为民用工业类市场和民用消费类市场，民用工业类包括系统通讯设备、工业控制设备、医疗电子设备、轨道交通、精密仪表仪器、 汽车电子等领域； 民用消费类包括手机、电脑、数码相机、录音设备等领域。

电容器分类：中国在薄膜电容器方面领先全球

各类电容器相继问世，朝着大容量、小体积、高可靠性的方向发展。 自电容器问世以来，随着不同年代各类材料的普及，其产品种类也逐渐丰富。最初的云母电容器使用天然云母材料，之后随着纸张、陶瓷、塑料等优良绝缘介质的大众化，也出现了纸介电容器、陶瓷电容器、有机薄膜电容器等种类的电容器。 近年来，由于多孔化电极的普及，超级电容器也开始出现。 我们判断，由于电容器的储能作用需求、 应用终端产品的小型化、产品运行的稳定性要求提高等趋势，未来电容器将向大容量、小体积、高可靠性方向发展。

电容器发展历史

根据介质材料的不同，电容器可分为陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、薄膜电容器四大类。 电容器按结构可分为固定电容、可变电容、微调电容；按极性分为有极性电容和无极性电容；按电解质分为有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、空气介质电容器；按用途分为旁路、滤波、调谐、耦合电容器。生产厂商一般按介质材料分类进行生产，其主要可分为陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、薄膜电容器四大类。

主要类别电容器的一般外形

各类电容器具体功能略有不同。 作为基础被动元器件，各类电容器具备滤波、整流、耦合、旁路等基础功能，但由于其使用基础材料和产品结构不同，具体功能存在一定差异。如陶瓷电容器主要应用于高频环境，具有高频耦合、高频旁路等功能；铝电解和钽电容器主要应用于低频环境，具有电源滤波、 A/D 转化等功能；薄膜电容器由于其频率特性优异且介质损失较小，广泛应用于模拟电路中。

各类电容器功能

陶瓷电容器和铝电容器的应用电压和电容值范围较大，占据主要市场份额。从电容器的主要性能指标来看，陶瓷电容器的应用电压和电容值范围较广，同时由于其体积小、价格低，广泛应用于军事、消费电子和工业领域，在四类主要电容器当中市场份额占比最高，达到 43%；铝电解电容器电容量大，虽然由于其产品构造原因在军工领域应用较少，但在消费电子领域应用广泛，市场份额占比达到 34%。

各类电容器市场占比

各类电容器特性及应用范围对比

一、陶瓷电容器

陶瓷电容器可分为单层陶瓷电容器（SLCC） 和片式多层瓷介电容器（MLCC） 以及引线式多层瓷介电容器，其中 MLCC 在陶瓷电容器市场中占有率超过 90%。 单层陶瓷电容器是在陶瓷基片两面印涂金属层后经低温烧结形成电极，其外形以圆片状居多，主要运用于相控阵雷达、 5G 通讯等下游领域；

单层陶瓷电容器结构图

MLCC 则是首先在陶瓷介质膜片上印刷内电极，再将多层膜片以错位方式进行叠合， 层压和切割后经过一次性高温烧结，在芯片两端封上金属层制成； MLCC 与电路的连接只需在其与电路板之间涂抹导电性粘合剂并进行烧结。

MLCC结构图

而引线式多层瓷介电容器与 MLCC 内部构造基本一致，但封装方式有所不同，需要通过焊锡接合两条导线后再涂布树脂涂层，以减轻机械负荷及热负荷问题。

引线式多层陶瓷电容器结构图

薄层化技术和多层化技术使 MLCC 的电容量与体积发生巨大变化。 薄层化技术指尽量减小电介质层厚度，多层化技术指在一个 MLCC 中尽量增加电介质积层数，这些技术都能使 MLCC 的电容量增加而体积减小。 上世纪80 年代初， 3216 尺寸（3.2mm×1.6mm）的 MLCC 电容量为 0.1μF，而目前同一尺寸的 MLCC 电容量可以达到 100μF，电容量提升 1000 倍。同时，目前 0.1μF 的 MLCC 可以做到 0606 尺寸（0.6mm×0.3mm），较初代产品体积缩小 100 倍，是目前例如智能手机等电子终端产品能够进行小型化、轻量化的重要基础。

MLCC 优点

高端及特殊用途陶瓷电容器产品仍需大量进口。 目前， 海外制造 MLCC 的技术领先企业可以实现 800-1000层产品的量产， 产品介质厚度接近 1 微米， 国内企业产品层数普遍为 300 层左右，介质厚度为 3 微米， 在加工精度等方面尚存差距；而在下游应用领域， 例如智能手机发展需要大量高频、大容量、小体积的陶瓷电容器，汽车中 MLCC 产品运行环境的苛刻性则对陶瓷电容器的耐高温及可靠性方面提出了更高的要求，我国在高端及特殊用途陶瓷电容器产品方面仍需大量进口。

MLCC 的工艺流程

MLCC 广泛应用于军民领域，市场规模广阔。 MLCC 是发挥噪声旁路、电源滤波、储能、微分、积分、振荡电路等作用的基本元件，同时特性优良且成本较低，下游应用领域十分广泛，从航天、航空、船舶、地面装备等军事领域到智能手机、笔记本电脑、 汽车电子、 轨道交通、 新能源等消费和工业领域，应用场景跨度较宽，在电容器整体市场规模中占比最高。 我们判断，随着消费和工业领域场景信息化、智能化程度的提高，电容器下游应用产品的迭代速度加快，对于 MLCC 产品的性能和产量要求不断提升，整体市场规模有望进一步扩大。

二、铝电解电容器

核心材料为铝及其氧化膜，铝电解电容器不可反接。 铝电解电容器的正负极由高纯度的铝箔组成，阳极铝箔经过直流电处理，表面形成了一层致密的氧化膜作为电介质，两极铝箔之间以电解纸分离，将其整体卷绕、浸渍工作电解液后，使用橡胶塞密封在铝壳之中，保护内部结构和抑制电解液挥发。 由于氧化膜有单向导电性质，所以铝电解电容器具有极性，使用时正负极不可接反。

铝电解电容器的大容量特性主要是由于其有效极板面积较大。 铝电解电容器的阳极铝箔和阴极铝箔一般均会经过腐蚀，腐蚀之后的表面积能够增加几十甚至上百倍。电解液作为真正意义上的阴极，与经过腐蚀后的铝箔结合，能够有效利用铝箔的实际极板面积，使电容器电容量增加， 同时将铝箔卷绕能够以体积换取面积。 基于有效极板面积的扩大，铝电解电容器相较其他电容器可以实现更大电容量特性。

电极箔决定铝电解电容器的性能。 铝箔是生产铝电解电容器时的关键性基础材料，用于承载电荷，其生产成本占铝电解电容器总成本的 30%-60%。铝箔的性能在很大程度上决定着铝电解电容器的容量、漏电流、损耗、寿命、体积大小等多项关键技术指标。

铝电解电容器的工艺流程

电解液结构导致产品可靠性低，铝电解电容器在军事领域应用较少。 铝电解电容器的一个重要缺陷在于其电解液结构，电解液干涸会导致电容器失效，同时在高温条件下电解液易沸腾，而低温时电解液粘滞会导致电阻率升高，影响电容器的电学性能。由于军工产品对于元器件的可靠性要求较高，铝电解电容器在极端工作环境下难以保持稳定状态，因此在军事领域运用相对较少。

铝电解电容器广泛应用于民用领域。 从下游应用分布来看， 铝电解电容器已广泛应用于消费类电子产品、电脑及周边产品、自动化控制、汽车工业、光电产品、 电子通信、 轨道交通等领域。 2017 年铝电解电容器应用领域分布为：消费性电子产品占 35%，电脑及周边占 22%，工业、电力和照明 18%，汽车 10%，电信及相关 8%，其他 7%。

铝电解电容器应用领域占比

三、钽电解电容器

固体钽电容器采用固态负极。 钽电解电容器分为固体钽电容和和非固体钽电容， 其中固体钽电容的负极采用固态的二氧化锰，因此避免了电解液给电容器所带来可靠性较差的问题，大量运用于军事领域。 而非固体钽电解电容器一般采用硫酸水溶液作为电解液，由于装配工艺的改进提高了电解液的稳定性，因此非固体钽电解电容器也可用于军事领域。

固体钽电解电容器实际结构图

多孔阳极与钽氧化膜为钽电解电容器提供了良好特性。 由于金属钽的延展性较差，所以在制造钽电容时一般将细颗粒钽粉通过烧结形成多孔化的钽块作为阳极， 再通过将多孔的钽块表面进行氧化而形成五氧化二钽的绝缘介质。 五氧化二钽膜与作为阳极的钽是一个整体，同时其介电常数比铝氧化膜大，所以单位体积内钽电容的电容量相对较大，适宜小型化。由于钽氧化膜化学性能稳定，具有耐酸、耐碱的特性，因此钽电解电容器性能稳定，长时间工作仍能保持良好的电性能，同时氧化膜具有单向导电性，所以钽电解电容器有极性，不可反接。

钽电容器的主要工艺流程

钽电解电容器成本较高， 但因其性能优势在高端市场占据稳定市场份额。 钽电容拥有高能量密度、高可靠性、稳定的电性能、较宽的工作温度范围等优良特性，在工业领域、军事领域都得到了非常广泛的应用。钽电容器的可靠性高、漏电流小、性能稳定、具有极高的电场强度，因此适宜应用于对电容有较高可靠性要求的场景，具有铝电容、薄膜电容、陶瓷电容产品无可替代的优势。 虽然因为其成本较高导致市场份额小于其他三类电容器，但在高端电容器的应用领域，钽电容拥有较为稳定的市场地位。

四、薄膜电容器

薄膜电容器是以塑料薄膜为介质的电容器。 薄膜电容器是以金属箔或金属化薄膜作电极， 以聚乙酯、 聚丙烯、 聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜作介质， 将电极和介质层叠后或层叠后再经卷绕而成的电容器。 制造电容器使用的有机薄膜多达十几种，薄膜电容器种类最为之多，其中聚酯膜和聚丙烯膜材料的应用最为广泛。薄膜电容器的主要特性如下:无极性，绝缘阻抗很高，频率特性优异，介质损失小。 基于以上特性， 薄膜电容器主要应用在模拟电路上， 尤其是在信号交连部分，必须使用频率特性良好、 介质损失极低的电容器，以确保信号在传送时不致产生严重失真的情况发生。

薄膜电容器内部结构图

中国薄膜电容器产值位居世界第一。 近年来，全球薄膜电容器产业不断发展，中国逐渐成为了主导力量。

根据中国电子元件行业协会信息中心统计， 2017 年我国薄膜电容器市场产值约为 13 亿美元，约占全球市场总产值的 42%，产值占比居世界第一位。

薄膜电容器主要在民用领域发挥着重要作用。 薄膜电容器主要应用于电子、家电、通讯、电气化铁路、混合动力汽车、风力发电、太阳能发电等多个领域， 随着数字化、信息化、网络化建设进一步发展和国家在电网建设、电气化铁路建设、节能照明和新能源等方面的加大投入， 以及消费类电子产品的快速升级换代， 薄膜电容器的市场需求仍将持续增加。