我们已经知道，电容器是用来“装”电的“容器”。

但或许你不知道，最开始时，这个“装”电的“容器”真的是个瓶子！

这个瓶子被称为——莱顿瓶。

它是1746年在莱顿城发明的，美国的本杰明.富兰克林还用莱顿瓶“装”到风筝从“天”上引下来的“电”。

它是一个瓶里瓶外分别贴有锡箔的玻璃瓶，瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接，棒的上端是一个金属球。

后来人们发现：

只要两个金属板中间隔一层绝缘体就可以做成电容器装电，并不需要做成瓶子那样的结构。

最简单的电容器——平板电容器

很明显，莱顿瓶就是一个以瓶子玻璃为电介质，锡箔为电极的电容器，全部电荷是由玻璃本身储存着的。

在平板电容器结构中，电容器装电的能力与电介质材料类型、介质厚度和电极正对面积有关。

可是看出：

电介质介电常数越大，电容器容量越大；

正对电极面积越大，电容器容量越大；

电介质厚度越薄，电容器容量越大；

电介质及高介电常数材料的寻找

自然界中的云母片首先被利用起来

但云母介电常数太低了，约为 6 ~ 7 ，能做到的容量很低，几乎都是“pF”级别。

后来是二氧化钛TiO2被大规模用于电容器制造

二氧化钛的介电常数较高，约100左右，电容器的容量可以做到“nF”级别了。

强介电材料BaTiO3的发现和使用

1942年由美国、前苏联学者发现。

BaTi03具独特的ABO3型钙钛矿结构：

随着温度的变化，BaTIO3有一系列的相变过程，其单晶介电常数与温度引起的相变密切相关。

BaTIO3单晶介电常数大小与晶体轴方向有很大关系。

在室温时,它有很强的压电铁电性,并表现出较强各向异性。

当温度高于120℃时，BaTIO3晶体属于立方晶系,压电铁电性能消失。 120℃称为居里温度。

在BaTIO3多晶体或陶瓷中，因晶胞主轴取向不同，其介电常数与温度的关系与单晶体的不同。

BaTIO3陶瓷介电常数很高，尤其是在120℃时，介电常数可高达10000。

使用BaTIO3陶瓷介质材料制作电容器，可以做到“μF”级！

但纯BaTIO3陶瓷制作的电容器，其容量温度特性曲线变化很大，不能满足EIA X7R特性要求。

X7R：-55℃~+125℃温度范围内，容量变化率不超过±15%。

BaTiO3的掺杂改性

人们研究发现，向BaTiO3中掺入某些元素，其温度曲线会被展平，展宽，温度稳定性更好。 通过控制掺杂的成份比例，可获得符合X7R特性要求的电介质材料。

电容器的制造开始进入BaTiO3时代，人们大量使用BaTiO3掺杂改性，制造圆片电容器。

到了80年代，美国人用多层片式结构设计制造电容器——MLCC，可以很小的体积获得很大的电容量。

BaTiO3的应用让X7R MLCC成为量最大的系列产品。

在MLCC应用方面，各大MLCC厂家均对钛酸钡制备及掺杂改性做了大量的研究工作，形成各自独特的符合X7R特性要求的陶瓷介质材料。

所以，可以从容量温度曲线TCC曲线识别MLCC的生产厂家。 (TCC:Temperature Capacitance Characteristic）

TCC曲线与钛酸钡制备控制工艺、掺杂改性配方及烧成工艺均有关。

细小、均匀及结构完整的晶粒，不但具有高的介电常数、低的介电损耗、高的耐电压强度，而且介电温度特性能更宽平。

晶粒大小对TCC曲线的影响

掺杂配方的影响

以BaTiO3为基，通过微量掺杂，掺入稀土元素如Y、La等，碱土元素Ca、Mg等，过渡金属元素Ni、Cr等可得到介电特性不同的陶瓷介质材料。

高介电常数和高温度稳定性，两者犹如鱼与熊掌不可兼得。使用高介电常数介质材料设计制造MLCC，单位电容量成本更低。应根据实际环境温度要求，在不同特性的MLCC选择符合要求的品种。

选购超大容量X7R MLCC时，别让X5R“忽悠”了！

超大容量MLCC一般是额定电压低，静电容量高，接近毫法（mF）级。

早年以银钯金属为内电极在制作大容量MLCC时，易出现分层问题，且成本很高，所以当下大容量MLCC均使用贱金属镍（Ni）作内电极与钛酸钡陶瓷匹配制作。

MLCC芯片高温烧结时，即使在还原气氛（N2/H2）下，易于氧化的镍（Ni）仍然有相当数量被氧化，扩散进入钛酸钡陶瓷晶粒中。

镍（Ni）对钛酸钡陶瓷影响主要体现在“移峰”作用。

对低压高容MLCC，因使用薄介质（薄至1μm），镍（Ni）氧化扩散很容易完全渗透陶瓷介质体，对TCC影响很大，高温时（85~125℃），容量下降很大，超过±15%的范围。

所以低压高容MLCC 一般只能满足X5R特性，不能满足X7R特性。

极个别世界领先的MLCC厂家，如太阳诱电、TDK，在钛酸钡制备、掺杂改性和还原烧结控制上等方面做了高技术控制，能在X7R低压高容MLCC上取得技术垄断。

标称容量超出上表所列示的，通常是X5R或X7S特性的产品。

超高容X7R-MLCC绝对是“千锤百炼”出来的高技术产品，是MLCC技术金字塔顶上的明珠。