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貼片陶瓷電容、容值偏低的原因與解決方案

發布時間:2019-11-04

1、測試條件對測量結果的影響

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定和測試頻率的設定上有區別,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果的影響.

大容量的電容(通常指1UF以上)測量時更容易出現容值偏低的現象,造成這種現象的主要原因是施加在電容兩端的實際電壓不能達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部阻抗分壓的原因與實際顯示的設定電壓不一致。為了使測量結果誤差降到最低,我們建議檢測人員將儀器調校并盡量把儀器的設定電壓跟實際加在電容兩端所測的電壓盡量調整,使實際于待測電容上輸的出電壓一致.

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) 測試儀器內部的阻抗之大小影響.

由于不同的測試儀器之間的內部阻抗都不同,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 : 6-7μF

儀器內阻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 : 9-10μF

綜上所述,可以發現有效測試電壓與電容容量的關系如下:

→當AC Voltage 偏小,測量測出的電容值偏小

→當AC Voltage 偏大,測量測出的電容值偏大

4、測量環境條件對測量結果的影響

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

作溫度環境下,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℃的環境下一段時間,使材料處于穩定的測試環境下再進行容值測試。

5、貼片陶瓷電容產品材料老化現象

材料老化是指電容的容值隨著時間降低的現象,這再所有以鐵電系材料做介電質的材料產品中均有發生,是一種自然的不可避免的現象。原因是因為內部晶體結構隨溫度和時間產生了變化導致了容值的下降,屬于可逆現象。

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

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,再進行測試,容值會恢復到正常范圍之內。

客戶在產品不上線前,事先進行容值恢復工作,只需要將電容置PCB板上正常生產加工時,電容經過回流焊或者波峰焊后,就會恢復到正常的容值范圍。


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