1 前言
萊頓瓶的電容量太低是一個不爭的事實，如何能提高電容器的電容量？可以通過減薄介質和電極的厚度，進而減小電容器的體積，時至今日大多數的電容器都是遵循這個思路而做；增加介質的相對介電系數是增加電容量的有效方法，也是電容器的發展方向；提高介質的介電強度是提高電容量的第三種方法。
1900年意大利L .隆巴迪發明陶瓷介質電容器。
1940年前后，人們發現了現在的陶瓷電容器的主要原材料BaTiO3(鈦酸鋇)具有絕緣性后，由于陶瓷電容器可以在非常寬的溫度范圍工作，因此，將陶瓷電容器最初開始使用于對既小型、精度要求又極高的軍事用電子設備當中。
2高功率陶瓷電容器
在真空管時代，小電容量的陶瓷電容器，如管型瓷管電容器和大功率無線電發射與高頻感應加熱中的大型陶瓷電容器，如圖1所示。
圖1 高功率陶瓷電容器
時至今日，數百千Hz以上到數十兆Hz的高頻感應加熱依然還在用真空管電容器。主要原因，是大功率半導體器件尚達不到如此高的頻率，特別是數十兆Hz、數十kW以上的應用。
3 陶瓷圓片電容器
隨著半導體時代的到來和制造技術的進步，需要更小體積的電容器，特別是適合晶體管電路和集成電路的低耐壓、小體積電容器。薄膜電容器由于薄膜不能拉的很?。ň砝@電容器時需要足夠的張力，薄膜需要在這個張力下不變形），限制了薄膜電容器體積的減小，與此同時，薄膜的介電系數相對很低，不到3。
陶瓷電容器，可以很好的在這一領域一展身手。首先，陶瓷介質的介電系數遠遠高于薄膜，從穩定級的數百到可用級的數千甚至上萬；再就是現在的陶瓷介質可以做得很薄，甚至可以達到1μm。這些因素，使陶瓷電容器在小型化方面占有優勢；第三就是價格優勢，現在的陶瓷貼片電容器是薄膜電容器鉭電解電容器所不能比的。
陶瓷貼片電容器出現前是陶瓷圓片電容器，如圖2所示。
圖2 陶瓷圓片電容器
陶瓷圓片電容器在晶體管電路和小規模集成電路中得到大量應用。電容器除了諧振、定時外，最多的應用還是電源旁路。不同的電路對電源旁路電容器有不同的要求。在一般的電路中往往需要大電容量和低ESR，采用高介電系數陶瓷介質可以用很小的體積實現高電容量。因此，陶瓷圓片電容器甚至可以做出1μF電容量，大多數為極其便宜的0.1μF電容量，可以適應大多數小規模、中低速數字模塊集成電路、集成運算放大器的電源旁路。
4 高壓陶瓷電容器
另一方面，在高壓應用中陶瓷圓片電容器也有著大量應用，原因是高壓陶瓷電容器制造遠比薄膜電容器容易得多、也便宜得多、體積小得多，如圖所示3。
5 引線式陶瓷貼片電容器
為了進一步減小陶瓷電容器的體積，可以將陶瓷漿、導電漿分別進行“印刷”，最終疊成陶瓷疊片電容器。最初,是帶有引腳的陶瓷疊片電容器，大多用于與帶有引腳的電阻、晶體管、雙列直插式集成電路相配合, 最大的特點就是電容量得到提高。為了獲得更高的電容量，可以采用高介電系數的可用級陶瓷介質，將電容量做到μF級以上, 如圖4所示，在圖中顯示了6.8μF的陶瓷疊片電容器。
圖4 引線式陶瓷貼片電容器
電子線路的元件安裝密度越來越高，甚至需要雙面安裝電子元件。以往的插腳式電子元件雙面焊盤和比較大的體積，在高密度器件安裝的電子線路板上顯得過分的浪費空間，同時，便攜式電子設備越來越多的應用、體積越來越小，需要電子元件的尺寸也越來越小。電容器責無旁貸的要減小體積和貼片化。鋁電解電容器在便攜式電子設備中幾乎無立足之地，鉭電解電容器也會引起價格相對昂貴而用得越來越少，薄膜電容器的體積幾乎無法滿足便攜式電子設備所提及的要求。剩下的就是如何將陶瓷電容器的體積減小到需要的水平。
將引線式陶瓷疊片電容器的引腳去掉，將其金屬端頭制成可以直接焊接的電極端頭，就可以實現陶瓷貼片電容器?，F在的陶瓷貼片電容器，可以做到100μF、甚至更高。尺寸也從最小的0201（0.6mm×0.3mm）到最大的直接焊接式的1812（4.5mm×2.0mm）尺寸。受陶瓷膨脹系數與應力的限制，直焊式陶瓷貼片電容器最大尺寸就是1812。陶瓷貼片電容器如圖5所示。
圖5 陶瓷貼片電容器
6 大電容量陶瓷貼片電容器
如需要更大的電容量就需要采用更大的尺寸，如8060（20.4×15.3×2.5mm）的陶瓷疊片電容器、甚至是多只相疊，同時需要采用緩沖應力的引腳，如圖6所示。
大電容量陶瓷貼片電容器，不僅電容量大，而且ESR在各類電容器中是最低的，單位電容量的允許流過的電流有效值也是最高的。
為了進一步降低大電容量陶瓷貼片電容器的成本，將電極原來涂覆的銀漿改進成鎳漿， 使得大電容量陶瓷貼片電容器的價格低于但電解電容器。
在DC/DC電源模塊中，大電容量陶瓷貼片電容器開始取代鉭電解電容器，在性能上和價格上，陶瓷貼片電容器已經全面超過鉭電解電容器。
電子線路應用的越來越多，特別是開關電源的應用和大功率快速變化電氣設備的應用，使得交流電網不再那樣的“純凈”，存在著各種各樣的電磁干擾。防止這些電磁干擾進入電子設備，需要在電源入口加裝“電源濾波器”或“電源電磁干擾抑制電容器”，或稱為安規電容器。對于電源輸入與大地之間的電容器，大多為陶瓷電容器，如圖7所示。
7 穿心式陶瓷電容器
抑制電磁干擾更有效的電容器是穿心式電容器，安裝在機箱上的穿心式陶瓷電容器，如圖8所示。安裝在電路板上的穿心式陶瓷電容器，如圖9所示。
陶瓷疊片電容器，于1960年左右作為商品開始開發。到了1970年，隨著混合IC、計算機、以及便攜式電子設備的進步，也隨之迅速地發展起來，成為電子設備中不可缺少的零部件。在數量上，現在陶瓷介質電容器的全部數量約占電容器市場的70%，甚至更高。
作者簡介
陳永真，1956年生，1982年1月畢業于大連工學院工業自動化專業。遼寧工業大學教授、電力電子與電力傳動碩士導師，中國電源學會常務理事、編輯工作委員會主任、專家委員會副主席、學術工作委員會委員，中國電工技術學會電力電子學會名譽理事。承擔國家“863”計劃電動汽車重大專項“解放牌混合動力城市客車用超級電容器”，出版專著10部。主要研究課題：高效率功率變換；新型電力電子器件應用；電力電子電容器應用；超級電容器應用；電池的電源管理。
