一、陶瓷电容器的由来

1900年意大利L.隆巴迪发明陶瓷介质电容器。30年代末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，开始将陶瓷电容器使用于对既小型、精度要求又极高的军事用电子设备当中。

而陶瓷叠片电容器于1960年左右作为商品开始开发。到了1970年，随着混合IC、计算机、以及便携电子设备的进步也随之迅速的发展起来，成为电子设备中不可缺少的零部件。现在的陶瓷介质电容器的全部数量约占电容器市场的70%左右。

陶瓷材料有几个种类，自从考虑电子产品无害化特别是无铅化后，高介电系数的PB(铅)退出陶瓷电容器领域，现在主要使用TiO2(二氧化钛)、BaTiO3,CaZrO3(锆酸钙)等。和其它的电容器相比具有体积小、容量大、耐热性好、适合批量生产、价格低等优点。

Ⅱ类陶瓷电容器(ClassⅡceramiccapacitor)过去称为为低频陶瓷电容器(Lowfrequencycermiccapacitor)，指用铁电陶瓷作介质的电容器，因此也称铁电陶瓷电容器。这类电容器的比电容大，电容量随温度呈非线性变化，损耗较大，常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中。

根据美国标准EIA-198-D，在用字母或数字表示陶瓷电容器的温度性质有三部分：第一部分为(例如字母C)温度系数α的有效数字;第二位部分有效数字的倍乘(如0即为100);第三部分为随温度变化的容差(以ppm/℃表示)。

例如，C0G(有时也称为NP0)表示为：第一位字母C为温度系数的有效数字为0，第二位数字0为有效温度系数的倍乘为100=1，第三位字母G为随温度变化的容差为±30ppm/℃，即0±30ppm/℃。

C0H分别表示为：第一位字母C为温度系数的有效数字为0，第二位数字0为有效温度系数的倍乘为100=1，第三位字母H为随温度变化的容差为±60ppm/℃，即0±60ppm/℃。

C0G介质的变化量仅0±30ppm/℃，实际上C0G的电容量随温度变化小于0±30ppm/℃，大约为0±30ppm/℃的一半

这三部分的字母与数字所表达的意义如表。

X5R表示为：第一位X为最低工作温度-55℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母R为随温度变化的容值偏差±15%;

Z5U表示为：第一位Z为最低工作温度+10℃，第二位的数字5位最高工作温度+85℃，第三位字母U为随温度变化的容值偏差+22%，-56%，

四、陶瓷电容器的阻抗频率特性

第一类介质的陶瓷电容器的ESR随频率而上升，如图：

陶瓷电容器的ESR频率特性：

第二类陶瓷电容器的阻抗频率特性：

陶瓷电容器的损耗因数与频率的关系：

陶瓷电容器的阻抗频率特性：

陶瓷电容器的绝缘电阻与温度的关系：

损耗因数与温度的关系：

第二类介质电容器的电容量随直流偏置电压变化，如图。

Y5V介质电容器的电容量随直流偏置电压变化非常大，从无偏置时的100%电容量下降到额定电压下的直流偏置电压时得不到额定电容量的25%，也就是说10μF的电容量在额定电压时仅为不到2.5μF!

在高温时由于电容量已经下降到很低，所以这时的电容量随直流偏置电压的变化不大。

X7R介质电容器的电容量随直流偏置电压变化虽比较大，但是比Y5V好得多。

六、陶瓷电容器所允许加载的交流电压与电流同频率的关系

主要受电容器的ESR影响;

第一类介质电容器的允许电压、电流与频率的关系：

七、第一类介质电容器的允许电压、电流与频率的解读

当加载频率相对较低时，即使加载交流电压为额定交流电压时，流过电容器的电流低于额定电流时，电容器允许加载额定交流电压，即左图的平直部分;

当加载频率升高到即使加载电压没有达到交流额定电压时的电容器中流过的交流电流已达到额定电流值，这是需要降低电容器的加载交流电压，以保证流过电容器的电流不超过额定电流值，即左图的曲线开始下降部分;

而加载频率继续上升，电容器的损耗因数而导致的发热则成为电容器的加载电压的主要限制因素，这是加载电压将随频率的上升而急剧下降，即中左图的曲线急剧下降部分。

与加载交流电压正相反，电容器加载的交流电流在频率较低时即使电流没有达到额定电流，但电容器上的交流电压已达到其额定值，这是加载的交流电流受电容器的额定电压限制，特行为加载交流电流随频率的增加而上升，如图右图中的电流随频率增加而上升的那部分曲线。

当加载频率上升到即使电容器上的交流电压没达到额定电压时加载的交流电流已经达到额定电流值这时加载交流电流须保持在不高于额定电流值。

入伙电容器的损耗因素造成的发热开始起比较明显的作用，则加载电流必须降额，如图的右图中电流随频率上升而下降的那部分曲线。

第二类介质陶瓷电容器由于电容量相对第一类介质电容器大得多，对于用于滤波的μF级的陶瓷电容器通常的加载交流电压在1V以下，不可能加载到额定交流电压值。

因此第二类介质电容器大多讨论所允许加载的纹波电流电流。

贴片陶瓷电容器的尺寸与耗散功率：

在使用过程中我们也经常会遇到各种各样的问题，带给我们不小的影响，下面主要针对的是贴片电容失效的情形，分析其产生的原因以及对此应对的办法，希望能够帮助到大家能够更加快速有效的解决这类的问题。

贴片陶瓷电容器作常见的失效是断裂，这是贴片陶瓷电容器自身介质的脆性决定的。

由于贴片陶瓷电容器直接焊接在电路板上，直接承受来自于电路板的各种机械应力，而引线式陶瓷电容器则可以通过引脚吸收来自电路板的机械应力。

因此，对于贴片陶瓷电容器来说，由于热膨胀系数不同或电路板弯曲所造成的机械应力将是贴片陶瓷电容器断裂的最主要因素。

陶瓷贴片电容器的断裂陶瓷贴片，电容器受到机械力后断裂的示意如下图：

机械断裂后，由于电极间放电的陶瓷贴片电容器剖面，显微结构如下图：

对于陶瓷贴片电容器机械断裂的防止方法主要有：尽可能的减少电路板的弯曲、减小陶瓷贴片电容器在电路板上的应力、减小陶瓷贴片电容器与电路板的热膨胀系数的差异而引起的机械应力。