积层陶瓷电容器
静电容量测定的注意事项

静电容量测定的注意事项


积层陶瓷电容器(以下、简称为MLCC)的静电容量在测定时、发生过如下问题吗?

来解决问题吧!!

※点击可移动至各个项目。


温度补偿型(低容量)MLCC在静电容量测定时、
测定值比公称值或大、或小。



       
高介电常数型(大容量)MLCC在の静电容量测定时、
测定值比公称值小。


 
       
※关于静电容量的测定条件、请确认详细的规格表。

※关于静电容量全般的测定、请参考资料『电容器的基础 【第7讲】 陶瓷电容器的静电容量测量法


温度补偿型(低容量)测定的注意事项

     
温度补偿型(低容量)MLCC在静电容量测定时、
测定值比公称值或大、或小。



     

按以下顺序进行说明。

1)测定治具的“O”补正是?

2)OPEN补正时的端子间距离和静电容量测定值

3)静电容量测定值的变化理由

4)测定时的注意事项

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1)测定治具的“O”补正是?


①如下图MLCC在测定时、会发生

・测定线上串联电阻以及电感
・MLCC夹住时测定端子间的浮游容量

造成不能精确的测定MLCC的静电容量。
所以、为了消除这些影响因素的行为就称为『测定治具的“O”补正』。
测定前的OPEN补正、SHORT补正就属于此补正。

②OPEN补正是把MLCC夹住时测定端子间的浮游容量消除、SHORT补正是把测定线上串联电阻以及电感消除


③在OPEN补正、SHORT补正后、MLCC测定精度可以得到确保。


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2)OPEN补正时的端子间距离和静电容量测定值


以1pF的MLCC静电容量测定为例、改变OPEN补正时的测试治具端子间距离然后确认静电容量
结果、OPEN补正时端子间距离比MLCC的L尺寸越大静电容量测定值也越大、比MLCC的 L尺寸小静电容量测定值也变小。

■测定条件
品名 :GRM0334C1H1R0B
測定器 :HP4278A
測定治具:HP TEST FIXTURE16034E(挟み込み型)
条件 :1±0.1MHz/1±0.2Vrms

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3)静电容量测定值的变化理由


■为何OPEN补正时端子间距离会使静电容量测试值产生变化呢?

    金属和金属间存在绝缘体的话就会产生静电容量。
因为空气也是绝缘体所以测定端子间会发生静电容量。

金属和金属间的距离越短端子间静电容量越大
 
     


■OPEN补正端子间距离和静电容量测定结果



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4)测定时的注意事项

<OPEN补正时的重点>OPEN补正端子间距离和静电容量测定结果

OPEN补正时的端子间距离、请和瓷片的L寸法一致。


测定治具端子间距离长的情况下进行OPEN补正、补正时的浮游容量比实际的测定时的静电容量小。 
 
 C=ε・S/d ・・・・・ 式① d变大的原因

C :浮游容量(静电容量)
ε:诱电率
S :电极面积
d :端子间距离(电极间距离)
   

OPEN补正端子间距离和MLCC L寸法不一样的状态下进行补正、治具自身的浮游容量就不能得到正确的0补正。

OPEN补正时端子间距离比MLCC L寸法小、导致治具间的浮游容量比实际大的情况下0补正、结果补正后的测定结果变小。

相反,端子间距离比MLCC L寸法大时、补正后的测定结果变大。
OPEN补正时端子间距离的偏差、比起使用夹具型的测定治具(例如Agilent16034)、镊子型的治具(例如Agilent16334)的偏差要大些。

镊子型的治具和夹具型的相比、测定端子先端的面积(式①的S)大、所以因端子间距离的差异而产生的静电容量测定值的变动也大。


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高介电常数型(大容量)测定的注意事项


高介电常数型(大容量)MLCC在の静电容量测定时、
测定值比公称值小。


     

按以下顺序进行说明。

1)大容量MLCC的测定事例

2)静电容量测定值低下的理由

3)测定时的注意事项

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1)大容量MLCC的测定事例


大容量和非大容量MLCC在ALC (Automatic Level Control )ON/OFF的状态下测定静电容量。结果如下。


■测定条件

品名:GRM188R60J106K/ GRM188B11H103K

测定器 :Agilent E4980A

测定治具:Agilent TEST FIXTURE16334(镊子型)

条件 : GRM188R60J106K;1±0.1KHz/0.5±0.1Vrms

     GRM188B11H103K;1±0.1KHz/1.0±0.2Vrms

⇒大容量的静电容量测定时、ALC 设定OFF与ALC设定ON的状态下相比,静电容量测定值要小


■静電容量測定結果


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2)静电容量测定值低下的理由


各种情况下用万用表测试测定电压的结果如下。
对于大容量MLCC、ALC 设置OFF时测定电压值不满足测定条件


■測定条件:1±0.1KHz/0.5±0.1Vrms

■測定条件:1±0.1KHz/1.0±0.2Vrms


■静电容量变大时、为何测定电压Vc变小??
     
静电容量C、以
 

来表示。

静电容量C变大的话 Zc会变小。
在测定电路中、测定电压Vc以

 
来表示。
所以、Zc变小的话测定电压Vc也变小。

   
   
 
■测定电压Vc变小时、为何静电容量的测定结果变小?
     

MLCC的静电容量会随着周围温度、印加的电压值的变化而变化。


测定条件20℃、1KHz时的MLCC的AC电压特性如右图所示。

AC电压变化静电容量也变化、0.5Vrms的印加电压小静电容量也变小。

   


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3)测定时的注意事项


■静电容量低时、准备好万用表对测定电压进行测量。


如果、测定电压比规定的测定电压小的话、


①设定ALC  ON

②使用能发生规定电压的测定器


测定电压在测定时、如下照片把万用表搭在测定治具的两端。



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关于高诱电系积层陶瓷电容的老化


高诱电系陶瓷电容器,主要构成成分为钛酸钡(BaTiO3)。本系列电容器具有静电容量随着时间的推移而变小的现象。这个现象就叫作静电容量的老化特性。

BaTiO3系是下图1所示的钙钛框形结构,在居里点以上温度时,就是这样的立方形。

   
   
图1:BaTiO3 系电容器的结晶构造
图2:随温度结晶构造及介电率的变化(BaTiO3系)
   


BaTiO3系陶瓷电容器加热到居里点以上时,结晶构造由正方晶系转变成立方晶系。
冷却到居里点温度以下时,结晶构造由立方晶系转变成正方晶系。(图2)

  总之,结晶对的微细构造加热到居里点以上温度时,就能恢复到最初状态,老化也就再次开始。

由于老化减少的静电容量,在贵公司安装工程的加热过程可以恢复。


[补充资料]

高诱电系的积层陶瓷电容器的静电容量,以经过125℃以上的热处理24小时后的值作为基准,与时间成对数关系直线性下降。请参考如下本公司制品静电容量老化特性的代表例子。


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补充资料/ GRM188B11H103K测定比较


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