陶瓷电容器积层陶瓷电容器
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!!

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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。

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?

  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
    造成不能准确的测定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。
  2. OPEN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。

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

型号
GRM0334C1H1R0B
测定器
HP4278A
测定治具
HP TEST FIXTURE16034E(夹持式)
条件
1±0.1MHz/1±0.2Vrms

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

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

浮游容量(静电容量)
ε
诱电率
电极面积
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。

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

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

型号
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

静电容量测定結果

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

测定条件:1±0.1KHz/0.5±0.1Vrms

测定条件: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。

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。

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。

补充资料/ GRM188B11H103K测定比较