1 前言
莱顿瓶的电容量太低是一个不争的事实，如何能提高电容器的电容量？可以通过减薄介质和电极的厚度，进而减小电容器的体积，时至今日大多数的电容器都是遵循这个思路而做；增加介质的相对介电系数是增加电容量的有效方法，也是电容器的发展方向；提高介质的介电强度是提高电容量的第三种方法。
1900年意大利L .隆巴迪发明陶瓷介质电容器。
1940年前后，人们发现了现在的陶瓷电容器的主要原材料BaTiO3(钛酸钡)具有绝缘性后，由于陶瓷电容器可以在非常宽的温度范围工作，因此，将陶瓷电容器最初开始使用于对既小型、精度要求又极高的军事用电子设备当中。
2高功率陶瓷电容器
在真空管时代，小电容量的陶瓷电容器，如管型瓷管电容器和大功率无线电发射与高频感应加热中的大型陶瓷电容器，如图1所示。
图1 高功率陶瓷电容器
时至今日，数百千Hz以上到数十兆Hz的高频感应加热依然还在用真空管电容器。主要原因，是大功率半导体器件尚达不到如此高的频率，特别是数十兆Hz、数十kW以上的应用。
3 陶瓷圆片电容器
随着半导体时代的到来和制造技术的进步，需要更小体积的电容器，特别是适合晶体管电路和集成电路的低耐压、小体积电容器。薄膜电容器由于薄膜不能拉的很薄（卷绕电容器时需要足够的张力，薄膜需要在这个张力下不变形），限制了薄膜电容器体积的减小，与此同时，薄膜的介电系数相对很低，不到3。
陶瓷电容器，可以很好的在这一领域一展身手。首先，陶瓷介质的介电系数远远高于薄膜，从稳定级的数百到可用级的数千甚至上万；再就是现在的陶瓷介质可以做得很薄，甚至可以达到1μm。这些因素，使陶瓷电容器在小型化方面占有优势；第三就是价格优势，现在的陶瓷贴片电容器是薄膜电容器钽电解电容器所不能比的。
陶瓷贴片电容器出现前是陶瓷圆片电容器，如图2所示。
图2 陶瓷圆片电容器
陶瓷圆片电容器在晶体管电路和小规模集成电路中得到大量应用。电容器除了谐振、定时外，最多的应用还是电源旁路。不同的电路对电源旁路电容器有不同的要求。在一般的电路中往往需要大电容量和低ESR，采用高介电系数陶瓷介质可以用很小的体积实现高电容量。因此，陶瓷圆片电容器甚至可以做出1μF电容量，大多数为极其便宜的0.1μF电容量，可以适应大多数小规模、中低速数字模块集成电路、集成运算放大器的电源旁路。
4 高压陶瓷电容器
另一方面，在高压应用中陶瓷圆片电容器也有着大量应用，原因是高压陶瓷电容器制造远比薄膜电容器容易得多、也便宜得多、体积小得多，如图所示3。
5 引线式陶瓷贴片电容器
为了进一步减小陶瓷电容器的体积，可以将陶瓷浆、导电浆分别进行“印刷”，最终叠成陶瓷叠片电容器。最初,是带有引脚的陶瓷叠片电容器，大多用于与带有引脚的电阻、晶体管、双列直插式集成电路相配合, 最大的特点就是电容量得到提高。为了获得更高的电容量，可以采用高介电系数的可用级陶瓷介质，将电容量做到μF级以上, 如图4所示，在图中显示了6.8μF的陶瓷叠片电容器。
图4 引线式陶瓷贴片电容器
电子线路的元件安装密度越来越高，甚至需要双面安装电子元件。以往的插脚式电子元件双面焊盘和比较大的体积，在高密度器件安装的电子线路板上显得过分的浪费空间，同时，便携式电子设备越来越多的应用、体积越来越小，需要电子元件的尺寸也越来越小。电容器责无旁贷的要减小体积和贴片化。铝电解电容器在便携式电子设备中几乎无立足之地，钽电解电容器也会引起价格相对昂贵而用得越来越少，薄膜电容器的体积几乎无法满足便携式电子设备所提及的要求。剩下的就是如何将陶瓷电容器的体积减小到需要的水平。
将引线式陶瓷叠片电容器的引脚去掉，将其金属端头制成可以直接焊接的电极端头，就可以实现陶瓷贴片电容器。现在的陶瓷贴片电容器，可以做到100μF、甚至更高。尺寸也从最小的0201（0.6mm×0.3mm）到最大的直接焊接式的1812（4.5mm×2.0mm）尺寸。受陶瓷膨胀系数与应力的限制，直焊式陶瓷贴片电容器最大尺寸就是1812。陶瓷贴片电容器如图5所示。
图5 陶瓷贴片电容器
6 大电容量陶瓷贴片电容器
如需要更大的电容量就需要采用更大的尺寸，如8060（20.4×15.3×2.5mm）的陶瓷叠片电容器、甚至是多只相叠，同时需要采用缓冲应力的引脚，如图6所示。
大电容量陶瓷贴片电容器，不仅电容量大，而且ESR在各类电容器中是最低的，单位电容量的允许流过的电流有效值也是最高的。
为了进一步降低大电容量陶瓷贴片电容器的成本，将电极原来涂覆的银浆改进成镍浆， 使得大电容量陶瓷贴片电容器的价格低于但电解电容器。
在DC/DC电源模块中，大电容量陶瓷贴片电容器开始取代钽电解电容器，在性能上和价格上，陶瓷贴片电容器已经全面超过钽电解电容器。
电子线路应用的越来越多，特别是开关电源的应用和大功率快速变化电气设备的应用，使得交流电网不再那样的“纯净”，存在着各种各样的电磁干扰。防止这些电磁干扰进入电子设备，需要在电源入口加装“电源滤波器”或“电源电磁干扰抑制电容器”，或称为安规电容器。对于电源输入与大地之间的电容器，大多为陶瓷电容器，如图7所示。
7 穿心式陶瓷电容器
抑制电磁干扰更有效的电容器是穿心式电容器，安装在机箱上的穿心式陶瓷电容器，如图8所示。安装在电路板上的穿心式陶瓷电容器，如图9所示。
陶瓷叠片电容器，于1960年左右作为商品开始开发。到了1970年，随着混合IC、计算机、以及便携式电子设备的进步，也随之迅速地发展起来，成为电子设备中不可缺少的零部件。在数量上，现在陶瓷介质电容器的全部数量约占电容器市场的70%，甚至更高。
作者简介
陈永真，1956年生，1982年1月毕业于大连工学院工业自动化专业。辽宁工业大学教授、电力电子与电力传动硕士导师，中国电源学会常务理事、编辑工作委员会主任、专家委员会副主席、学术工作委员会委员，中国电工技术学会电力电子学会名誉理事。承担国家“863”计划电动汽车重大专项“解放牌混合动力城市客车用超级电容器”，出版专著10部。主要研究课题：高效率功率变换；新型电力电子器件应用；电力电子电容器应用；超级电容器应用；电池的电源管理。
