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1、中国纺织机械行业产销需求与投资分析报告（2005版）中国纺织机械行业产销需求与投资分析报告（2005版）中国纺织机械行业产销需求与投资分析报告（2005版） Research report of produce and sale and investment analysing on China Tantalum Capacitor Industry完成时间：二八年四月第一章：电容器行业发展综述一、 电容器概述(一)电容器产业定义、基本概念 定义 电容器（简称电容）是以储存电荷为特征、能隔断直流而允许交流电流通过的电子元件。电容器是各类电子设备大量使用的不可缺少的基本元件之一。各种电容器在电路
2、中能起不同的作用，如耦合和隔直流、旁路、整流滤波、高频滤波、调谐、储能和分频等。电容器应根据电路中电压、频率、信号波形、交直流成分和温湿度条件来加以选用。 发展简况最原始的电容器是1745年荷兰莱顿大学P.穆森布罗克发明的莱顿瓶，它是玻璃电容器的雏形。1874年德国M.鲍尔发明云母电容器。1876年英国D.斐茨杰拉德发明纸介电容器。1900年意大利L.隆巴迪发明瓷介电容器。30年代人们发现在陶瓷中添加钛酸盐可使介电常数成倍增长,因而制造出较便宜的瓷介电容器。1921年出现液体铝电解电容器，1938年前后改进为由多孔纸浸渍电糊的干式铝电解电容器。1949年出现液体烧结钽电解电容器，1956年制成
3、固体烧结钽电解电容器。50年代初，晶体管发明后，元件向小型化方向发展。随着混合集成电路的发展，又出现了无引线的超小型片状电容器和其他外贴电容器。 基本原理由两片相距很近的金属板（金属薄膜）中间夹层绝缘物质（又称电介质）构成的，空气、纸、云母片以及塑料等都可以作为电容器的电介质。电介质是一种介电材料，当被置于两块带有等量异性电荷的平行极板间的电场中时，由于极化而在介质表面产生极化电荷，遂使束缚在极板上的电荷相应增加，维持极板间的电位差不变。这就是电容器具有电容特征的原因。电容器所用介电材料主要为固体，可分为有机和无机两大类。根据分子结构形式，无机介电材料有微晶离子结构、无定形结构和两者兼有的结构
4、（如陶瓷、玻璃、云母等）。有机介电材料主要为共价键组成的高分子结构，按结构对称与否又可分为非极性（如聚丙烯、聚苯乙烯等）和极性(聚对苯二甲酸乙二酯等)两类。电解电容器所用介质是直接生长在阳极金属上的氧化膜，也是离子型结构。 (二)电容器的作用电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用，是电子线路必不可少的组成部分。在集成电路、超大规模集成电路已经大行其道的今天，电容器作为一种分立式无源元件仍然大量使用于各种功能的电路中，其在电路中所起的重要作用可见一斑。作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域，同电池等储能元件相比，电容器可以瞬时充放电
5、，并且充放电电流基本上不受限制，可以为熔焊机、闪光灯等设备提供大功率的瞬时脉冲电流。电容器还常常被用以改善电路的品质因子，如节能灯用电容器。隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路滤波：将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波，接近于直流。温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。储能：
6、储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。（如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准，一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天。 (三)电容器产品分类、结构和特点按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器按照电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等按照用途分类：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器调谐：陶瓷电容器、云母
7、电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器高频耦合：陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器低频耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器小型电容器：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器表一 常用电容的结构和特点电容种类电容结构和特点铝电解电容它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候，正负极不要接反。纸介电
8、容用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。金属化纸介电容结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。油浸纸介电容它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。玻璃釉电容以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。陶瓷电容用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体
9、积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适用于低频电路。薄膜电容结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。云母电容用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。钽、铌电解电容它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。它的
10、特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。半可变电容也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。调节的时候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。可变电容它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中。第二章 钽电容器技术发展趋势20 年前，人们对诸如电视、录像机等家用电器的需求，使陶瓷电容器的容
11、量通过铝电解设备增大了几个微法（ F），达到10 F 以上。现在的电子设备如移动电话、笔记本电脑、掌上电脑等，均需要能进行高速处理的高密度元件。这些新需求的出现，推动着大容量电容器方面的新发展。铝电解电容器因成本低，以及采用湿电解方案令其对高温敏感的特点，一直得到广泛的应用。但是，铝电解电容器在结构上不能很好地实现小型化，要使其转向节省空间的SMT 封装非常困难。与之相比，钽电容器则在实现小型化和SMT 封装方面均颇具优势。但令人稍有遗憾的是，钽是一种价格昂贵的元素，制作大容量钽电容器需要大量的钽，使钽电容器的成本增高，使之与铝电解电容器的在价格上的竞争产生了一定的困难。经过最近几十年的发展，
12、钽电容器的体积已大大缩小，在相同的容量条件下，其体积已减小到铝电解电容器的1/50，减少了钽的用量，降低了成本。钽电容器不但具有体积小、易于SMT封装的优点，而且没有用到液体，使其具有耐高温的性能。此外，在高频条件下，钽电容器的性能远优于铝电解电容器。在10100F 的容量范围内，钽电容器正在快速地取代铝电解电容器。高频特性半导体行业的发展速度日益增长，切换操作频率已由1 G H z 提高到了2.2 GHz。在1GHz 的频率下，电压电平必须在1ns的时间内从0V转换到所需的电压，才能满足半导体元器件正常操作的需要。现今的电子设备的供电电压逐渐减小，已下降到13V 范围内，同时也要求转换电路能
13、将来自高压源的高电压转换到所需电压。现存的最快的电源电路的操作时间需要10s, 因此，即使用最快的电源电路，在半导体器件的开关时间内，也不能满足半导体器件的供电需求，这将使半导体器件的整体性能受到一定的影响。实际上，电源的开关响应时间与元器件所要求时间不一致的现象，被认为是引起噪声的主要原因。大量的实验证明，电子设备中大约90% 的噪声是由这种问题引起的。钽电容器能有效地解决诸如上述电源开关响应时间与元器件要求不协调的问题，使其需求量处于增长的趋势。将来对电容器的要求，除了要具有大容量、低内阻外，还要求其能在需要的场合进行快速放电。低电阻电容器钽电容器（见图）主要是由钽丝构成的。在1000的真
14、空条件下，将一个由钽粉末制成的矩形钽框烧结在钽丝的周围。钽粉末粒子的大小为0.3m，这些粒子形成固态多孔材料，孔的大小为1 m，孔使矩形钽框的表面积增大，增大了电容器的容量。将该元件浸入到特定的液体中，可在矩形钽框的表面形成绝缘氧化层Ta2O5，该绝缘氧化层作为电容器的介电层，而绝缘层下的钽作为电容器的阳极。电容器的阴极用二氧化锰，通常是将矩形钽框浸入到液态锰酸盐中获得。但是用这种方法制作电容器的阴极，将使电容器内阻的减小受到一定的限制。为弥补这个不足，美国一科学家已开发出了用一种导电聚合物作为阴极的方案，摆脱了在减小电容器内阻方面的束缚，为此，该人获得了2000年诺贝尔化学奖。钽电容器具有大
15、容量、低内阻、外观小的特点，适应了目前电子技术自动化和小型化发展的需要，其新一代的一个代表性产品是N E C 公司的N e o Capacitor。钽电容器不仅在军事通信、航天等领域广泛使用，而且使用范围还在向工业控制，影视设备、通信仪表等产品中大量拓展。总之小型化、大容量、高电压、高频率、抗干扰和阵列化仍将是电容器发展的方向，而片式产品继续引领钽电容向小型化、大容量、低阻抗、低等效串联电阻方向发展，功能高分子聚合物钽电容器生产和应用将进一步扩大，钽粉CV值将继续提高。金属化塑料膜电容器的需求将会增长，面向信息和通信设备的塑料膜电容器市场将继续扩大。高频、满足安全标准、耐高温、小型化、片式化将是塑料膜电容器的发展方向。 第三章 钽电容器市场综述第一节 钽电容器市场状况分析及预测一、国际市场钽需求年增速约7% 国际钽铌研究中心(TIC)高层官员表示,在电容器生产行业的需求增长带动下,国际市场钽需求将同比增长约7%。目前,澳大利亚钽产量约占全球供给量的50%左右,瓜利亚之子公司(Sons of Gwalia)是主要的钽生产商,但巴西、加拿大、中国以及南非同样是重要的钽生产国。长期看,埃及、沙特以及格陵兰岛将是重要的钽矿区。这
