村田分析貼片電容容量偏低的原因并給出解決方案

現(xiàn)在我們來詳細(xì)分析貼片電容容量偏低的原因。

1、測試條件對測量結(jié)果的影響

首先考慮測量條件的問題，對于不同容值的貼片電容會采用不同的測試條件來測量容值，主要在測試電壓的設(shè)定和測試頻率的設(shè)定上有區(qū)別，下表所示為不同容值的測量條件:

電容AC 電壓頻率

容量>10μF1.0± 0.2Vrms120Hz

1000pF<容量≦10μF1.0± 0.2Vrms1kHz

容量≦ 1000pF1.0± 0.2Vrms1MHz

2、測量儀器的差異對測量結(jié)果的影響.

大容量的電容(通常指1UF以上)測量時更容易出現(xiàn)容值偏低的現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的主要原因是施加在電容兩端的實際電壓不能達(dá)到測試條件所需求的電壓，這是因為加在電容兩端的測試電壓由于儀器內(nèi)部阻抗分壓的原因與實際顯示的設(shè)定電壓不一致。為了使測量結(jié)果誤差降到最低,我們建議檢測人員將儀器調(diào)校并盡量把儀器的設(shè)定電壓跟實際加在電容兩端所測的電壓盡量調(diào)整,使實際于待測電容上輸?shù)某鲭妷阂恢?

注意： 上表中所示的電壓是指實際加在測試電容兩端的有效電壓(理想電壓)。

由于測試儀器的原因，加在電容兩端實際的輸出電壓與設(shè)定的測量電壓(理想電壓)實際上可能會有所出入。

3、影響高容量電容容值測量偏低的因素

(1) 測試儀器內(nèi)部的阻抗之大小影響.

由于不同的測試儀器之間的內(nèi)部阻抗都不同，造成儀器將總電壓分壓而使加在測試電容兩端的實際電壓變小。在實際的測試過程中，我們有必要先使用萬用表等工具測試夾具兩端的實際電壓，以確定加在測試貼片電容兩端的輸出電壓。

(2)不同阻抗的測試儀器的輸出電壓對比如下：

儀器內(nèi)阻100Ω

1V * [100Ω/(100Ω+16Ω)] = 0.86V

10uF測試電容的兩端電壓 ：

1V * [ 16Ω/(100Ω+16Ω)] = 0.14V

平均電容值讀數(shù) ： 6-7μF

儀器內(nèi)阻1.5Ω：

1V * [1.5Ω/(1.5Ω+16Ω)] = 0.086V

10uF測試電容兩端電壓 ：

1V * [16Ω/(1.5Ω+16Ω)] = 0.914V

平均電容量值讀數(shù) ： 9-10μF

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)有效測試電壓與電容容量的關(guān)系如下：

→當(dāng)AC Voltage 偏小，測量測出的電容值偏小

→當(dāng)AC Voltage 偏大，測量測出的電容值偏大

4、測量環(huán)境條件對測量結(jié)果的影響

貼片陶瓷電容class Ⅱ(X7R/X5R/Y5V)系列產(chǎn)品被稱為非溫度補(bǔ)償性元件,即在不同的工

作溫度環(huán)境下,電容量會有比較顯著的變化，在不同的工作溫度下，電容標(biāo)稱容值與實際容值之間的差異。例如，在40℃時的測試容量將比25℃時的測試容量低了接近20%。由此可以看出，在外部環(huán)境溫度比較高的情況下,電容容值的測試值就會顯的偏低。我們通常建議放置在20℃的環(huán)境下一段時間,使材料處于穩(wěn)定的測試環(huán)境下再進(jìn)行容值測試。

5、貼片陶瓷電容產(chǎn)品材料老化現(xiàn)象

材料老化是指電容的容值隨著時間降低的現(xiàn)象，這再所有以鐵電系材料做介電質(zhì)的材料產(chǎn)品中均有發(fā)生，是一種自然的不可避免的現(xiàn)象。原因是因為內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)隨溫度和時間產(chǎn)生了變化導(dǎo)致了容值的下降，屬于可逆現(xiàn)象。

當(dāng)對老化的材料施加高于材料居里溫度段時間后(建議進(jìn)行容值恢復(fù)所使用之條件為150℃/1hour)，當(dāng)環(huán)境溫度恢復(fù)到常溫后(常溫25℃下放置24小時),材料的分子結(jié)構(gòu)將會回到原始的狀態(tài)。材料將由此開始老化的又一個循環(huán)，貼片電容的容值將恢復(fù)到正常規(guī)格之內(nèi)。

也可通過以下方式驗證：把測試容量偏低的電容器浸在錫爐或者過回流焊后，再進(jìn)行測試，容值會恢復(fù)到正常范圍之內(nèi)。

客戶在產(chǎn)品不上線前，事先進(jìn)行容值恢復(fù)工作，只需要將電容置PCB板上正常生產(chǎn)加工時，電容經(jīng)過回流焊或者波峰焊后，就會恢復(fù)到正常的容值范圍。

智成電子成立于2009年注冊資金500萬，供應(yīng)日本TDK，村田muRata，臺灣HEC禾伸堂， PDC信昌，美國Johanson等品牌,主營貼片電容、貼片電感、蜂鳴器、濾波器、高壓貼片電容、 安規(guī)貼片電容等全系列產(chǎn)品，庫存十萬多種規(guī)格型號，品種齊全。