セラミックコンデンサ(キャパシタ)チップ積層セラミックコンデンサの静電容量測定の注意事項

チップ積層セラミックコンデンサ（以下、MLCCと呼ぶ）の静電容量測定を行って、次のようなことが起こったことはありませんか？

問題を解決しましょう！！

温度補償用（低容量）のMLCCの静電容量を測定した際、測定値が公称値より、大きくなった、小さくなった。

以下の順序で説明していきます。

1pFのMLCCの静電容量測定において、OPEN補正時のテストフィクスチャの端子間距離を変えて測定を行いました。
結果、OPEN補正時の端子間距離が測定するMLCCのL寸法より大きいと静電容量は大きくなり、小さいと静電容量は小さくなります。

OPEN補正時のフィクスチャ端子間距離は、測定するチップのL寸法と同一にしてください。

フィクスチャの端子間距離が長い状態でOPEN補正すると、補正時のフィクスチャの浮遊容量が、実際の測定時の静電容量より小さくなります。

フィクスチャの端子間距離が測定するMLCC寸法と異なる状態でゼロ補正を行うと、フィクスチャ自身の浮遊容量が正確にゼロに補正されません。

OPEN補正時の端子間距離をMLCCL寸法より小さくすると、フィクスチャの浮遊容量が実際より大きい状態でゼロ補正されますので、補正後の測定結果は小さくなります。

逆に端子間距離をMLCCL寸法より大きくすると、補正後の測定結果は大きくなります。
OPEN補正時の端子間距離のばらつきは、挟み込み型フィクスチャ（例えばAgilent16034）を使用する場合より、ピンセット型フィクスチャ（例えばAgilent16334）を使用する方が大きくなります。

ピンセット型フィクスチャは、挟み込み型フィクスチャと比較して、測定端子先端の面積（式①のＳ）が大きいため、端子間距離の差異に伴う静電容量測定値の変動が大きくなります。

高誘電率系（大容量）のMLCCの静電容量を測定した際、測定値が公称値より、小さくなった。

以下の順序で説明していきます。

大容量と大容量でないMLCCをALC (Automatic Level Control )をON/OFFの状態で静電容量測定を行いました。その結果を以下に示します。

⇒大容量の静電容量測定において、ALCをOFFした場合のみALCをONにした場合に比べ測定結果が小さくなりました。

それぞれの場合の測定電圧をテスターで測定した結果を示します。
大容量MLCC測定において、ALCがOFFの場合は測定電圧が規定の条件を満たしていません。

静電容量Cは、

で表せます。

静電容量Cが大きくなるとZcが小さくなります。また、測定回路では、測定電圧Vcは

で表せます。
したがって、Zｃが低くなると測定電圧Vcが小さくなります。

もし、測定電圧が規定の測定電圧よりも小さくなっていれば、

測定電圧の測定は、下の写真のようにMLCC測定中のそれぞれの測定端子にテスターを当てて測定してください。

高誘電率系の磁器コンデンサ（代表的なものとして、BaTiO3を主成分とし、温度特性がB、E、F 特性のものなど）は、静電容量が時間経過と共に低下する性質を持っています。

この性質のことを静電容量のエージング（Aging）と呼んでいます。

BaTiO3磁器は図①に示すようにペロブスカイト（perovskite）形の結晶構造を持ちます。キュリー点以上の温度では立方晶系（cubic）です。

BaTiO3系磁器をキュリー点以上に加熱すると、結晶構造が正方晶系から立方晶系へ相転移し、キュリー点以下に冷却すると、キュリー点近くで立方晶系から正方晶系へ相転移します。

なお、結晶の微細構造はキュリー点以上に加熱することで初めの状態に戻り、再びエージングを始めます。

エージングにより減少した静電容量は、御社の取り付け工程での加熱により回復します。

高誘電率系積層磁器コンデンサの静電容量は、125℃以上の熱処理から24 時間後の値を基準として、対数時間グラフ上でほぼ直線的に低下します。弊社製品の静電容量のエージング特性の代表例を下に示しますので、ご参照下さい。