• Leonardo Ritter

Cap. 2.6. Os componentes: Capacitor de Mica

Atualizado: 22 de ago.

Mais um artigo da série sobre eletrônica! Desta vez sobre o capacitor de Mica!

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Os capacitores de Mica foram inventados em 1909 por William Dubilier. Antes da Segunda Guerra Mundial, a Mica era o dielétrico mais comum para capacitores nos Estados Unidos.

Apesar de ser um material excelente para este fim, a Mica é um mineral não muito abundante na natureza. Em meados da década de 1920, a escassez do mineral na Alemanha e a experiência com Porcelana - uma classe especial de cerâmica - levaram aos primeiros capacitores usando cerâmica como dielétrico, fundando uma nova família, a de capacitores de cerâmica!

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De qualquer forma, apesar da baixa aplicação, o capacitor de mica é excelente para aplicações de ressonância, isto é, radiofrequência, sendo excelente em qualquer aplicação de alta frequência. São capacitores bastante precisos, estáveis no quesito temperatura, com baixa tolerância e com capacitância na ordem de algumas centenas de picoFarads.

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Capacitores de mica também costumam ter tensão de isolamento elevada e possuem uma vida útil extensa. Por exemplo, os capacitores na imagem de capa do artigo possuem uma tensão de ruptura de 500 Volts.

Estas são as principais características deste pequeno componente.

Por ter uma rigidez dielétrica excelente, a mica é utilizada em capacitores. Se você leu o artigo sobre os capacitores de cerâmica, viu os modelos MLCC (multi camadas). Pois bem, isso é fundamental para entender a estrutura de um capacitor de Mica!

Construção


Basicamente, um capacitor de mica é uma fina chapa de silicato disposta sobre um filme metálico, podendo ser Alumínio, Cobre ou Prata. Assim como nos capacitores de plástico, há dois filmes metálicos, um para cada eletrodo. Este tipo de capacitor não possui polo positivo e negativo definido, podendo ser colocado em qualquer posição no circuito.


O invólucro do componente, isto é, a proteção contra poeira e danos é uma capa de poliepóxido, geralmente. Após o 'miolo' com os eletrodos e os dois terminais estarem prontos, o componente é mergulhado no poliepóxido não curado.

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Veja abaixo, o diagrama simplificado dos capacitores de mica:

Diagrama simplificado do capacitor de mica

Diagrama 1


O grande problema do sanduíche de Mica com eletrodos metálicos era que, apesar de serem justapostos um em cima do outro, a Mica não tem uma superfície 'lisa', portanto, as chapas de metal não tinham um contato perfeito com o dielétrico. Pra se entender melhor, é como nos capacitores eletrolíticos de Óxido de Alumínio, onde o dielétrico de Alumina é áspero, fazendo-se necessário o papel com eletrólito condutor.


Para entender o funcionamento e a estrutura dos capacitores eletrolíticos de Óxido de Alumínio, CLIQUE AQUI!


No entanto, a indústria fez diferente com os capacitores de Mica: Preferiu 'pulverizar' Prata nas faces do dielétrico, tal como é feito na construção de capacitores de Cerâmica. Essa 'pulverização metálica' permitiu o perfeito contato entre a Mica e os eletrodos. Este tipo de construção perdura até hoje.


Por incrível que pareça, existem capacitores de Mica em formato SMD!

Imagem 3 - Comparação com uma moeda de 1 Euro para se ter noção do tamanho dos capacitores de Mica SMD


Eles costumam ter a construção multicamadas é igual a descrita anteriormente, no entanto, com um tamanho um pouco maior que os capacitores cerâmicos, o que limita sua aplicação em dispositivos ultra-portáteis (smartphones, por exemplo).

Veja parte de um datasheet:

Tabela 1 - Capacitores SMD de Mica do fabricante alemão Jahre

 

O que é Mica?


A Mica é um grupo de minerais da classe dos Filossilicatos, que são compostos principalmente à base de Silício, Oxigênio e Alumínio, e possuem propriedades físico-químicas específicas, pois apresentam diferentes cátions (K, Na, Ca...) e / ou aniôns (Mg, Fe, Mn, Al, OH...) em sua estrutura cristalina.

Na mesma classe dos filossilicatos se encontram as Argilas e o Talco, por exemplo.

Estes minerais são muito mais flexíveis que o vidro, porém, não podendo sofrer dobras muito 'fortes' ou vincos.

Diferente do vidro, possuem uma estrutura cristalina tal como os materiais cerâmicos;

As Micas não passam pelo mesmo processo de produção do vidro ou da cerâmica no caso dos capacitores, pois podem ser laminadas mais facilmente para a produção de dielétricos. Pela estrutura molecular celular e em forma de folha, a Mica é cisável até poucos µm.

A Mica pode ser aderida e agrupada. Portanto, é possível produzir camadas espessas de mica.

Dependendo dos casos de aplicação é necessário testar a cor, transparência, pureza e ausência de defeitos quanto à cristalização conforme normas internacionais. Também o tamanho das peças é importante.


Veja abaixo imagens de folhas de Mica em diferentes formatos:

Imagem 4 - A Mica é extremamente maleável


Para saber mais sobre as Micas, recomendo a leitura do PDF abaixo:

Mica - Informações
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Existem vários tipos de Micas, como exemplo a Biotita, Moscovita, Lepidolita, Flogopita (um tipo de Biotita) e a Margarita.

Apenas dois tipos de Mica são adequados para a produção de isolantes elétricos: A Moscovita e Flogopita. As cores da Moscovita são vermelho rubi, branco, verde ou marrom. A cor da Flogopita é âmbar e por isso também é conhecida como Âmbar-Mica.


CURIOSIDADE: "filo" vem do grego "Phylon" e significa "folha". Os filossilicatos se caracterizam por uma estrutura cristalina de tetraedros de Si2O5 que se unem em duas dimensões, do que resulta em folhas paralelas entre si.


CURIOSIDADE: Mas qual o motivo do nome "mica"?

Os silicatos são materiais brilhosos por natureza e possuem o nome popular "mica" pois, cogita-se que seja derivado da palavra "micare", que vem do latim e significa "brilho".


CURIOSIDADE: CLIQUE AQUI (PDF), e veja alguns detalhes sobre o mercado de filossilicatos em 2009.

Capacitores de mica antigos também utilizavam cores para a identificação! A pintura em sua carcaça era um pouco diferente. Abaixo, a tabela de cores e o esquema para identificar o componente.

Identificação de capacitores de mica antigos

Tabela 2


Atualmente, são utilizados capacitores com características bem explícitas, sem muitas dificuldades para identifica-los.


OBSERVAÇÃO: É válido lembrar que existem capacitores de Mica com dois pinos, um em cada eletrodo (as fotos do cabeçalho do artigo são de capacitores com pinos) e, capacitores com apenas dois contatos para serem soldados direto na superfície da placa (os SMD - apesar de ser raro capacitores de Mica em formato SMD, pois por natureza são mais avantajados em tamanho se comparado com os de Cerâmica e de Tântalo).


Os capacitores de mica conhecidos como "capacitores castanha" são normalmente feitos sob encomenda e suportam elevados níveis de tensão e de frequência, normalmente valores que um capacitor comum não suportaria. Alguns são criados e testados especialmente para trabalharem em uma frequência específica. Veja uma imagem destes capacitores abaixo:

Capacitor castanha (de mica)

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Atualmente, formatos de 'caixa' são mais comuns. Observe a imagem abaixo e veja que as informações de capacitância e tensão de ruptura são bem claras em seu invólucro de plástico:

Imagem 6 - Capacitor de Mica do fabricante alemão Jahre


Ficou com alguma dúvida? Tem alguma sugestão? Achou que falta alguma coisa? Mande um e-mail para hardwarecentrallr@gmail.com. Sua participação é imprescindível para o progresso da página!

 

FONTES e CRÉDITOS

Texto, tabela e desenhos: Leonardo Ritter

Imagens: Google imagens

Fontes: jahre.de; Mundo Educação; www.py2bbs.qsl.br; www.eletrica.ufpr.br; artigo técnico do HC sobre capacitores de plástico e cerâmica.

Última atualização: 21 de Agosto de 2022.

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