积层陶瓷电容器MLCC静电容量测定的注意事项

Colbie

积层陶瓷电容器MLCC静电容量测定的注意事项

/ {5 p  s) A6 X: M+ ?7 \0 w* A
$ Y; n9 k: @6 g# e" x4 j8 f1 X5 E
; F: D' Q+ Z* I) I( p- b3 P静电容量测定的注意事项
, f$ O/ M3 |' j- ~: ^! S# y# V

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。 / G6 g7 c( ^+ m" u" |( i6 a# i	6 V3 z6 R& v& h; m: M2 M! u/ L
	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。 2 Q" ?. `* W% B  _! n5 q% c  }4 }

※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、 + |& Y( n  }5 ^& o- O测定值比公称值或大、或小。	/ G4 t( x3 B0 }; o# A9 U2 ]

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

1)测定治具的“O”补正是？
% M- Q9 Y1 S+ m+ A1 k0 ^+ G7 l1 i

①如下图MLCC在测定时、会发生

・测定线上串联电阻以及电感
( ?  [2 w! n6 z7 d# d- a  E) }. t$ h・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。
. [' ^9 Y' i0 u( V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。

7 @% e0 w0 N/ U$ n2 `0 v. J

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。

) z3 K" Y% g; n7 Q9 i5 ]
1 j: S' H9 B+ C+ w# N
3 y+ l% k. |/ U# j. M2)OPEN补正时的端子间距离和静电容量测定值
; [! \2 d) m- L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
9 u  S4 ~4 B+ ^9 B' |% d* o  C' B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
' J0 r; s: p( I3 s4 L+ r型号 ：GRM0334C1H1R0B
測定器 ：HP4278A
/ ^; h/ M3 g3 L% O測定治具：HP TEST FIXTURE16034E(挟み込み型)
条件 ：1±0.1MHz/1±0.2Vrms

* |2 d* o# h/ P* ^6 `5 t6 w
3)静电容量测定值的变化理由
5 N3 d3 R2 ~/ a: [5 a

■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。 " [' ]5 B0 T# `6 F6 A 0 d4 N) H! s, K* }4 D# z/ P金属和金属间的距离越短端子间静电容量越大

) W& o4 ?4 `3 ?1 R4 F

■OPEN补正端子间距离和静电容量测定结果

4 g' u6 l1 u. c, r, ~3 T' i

. r8 `/ N4 s# T3 V7 @" A4)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。

7 X# `2 r+ g0 n" b& p

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 # l3 m& ?# w5 H$ W1 o" d) b C ：浮游容量(静电容量） + A: n/ m3 {# z2 |1 i1 M4 I3 Oε：诱电率 ; M& g* P6 q$ f* `1 ?- m1 v4 DS ：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。
8 C5 G. C3 s( v5 `- M) B/ O" [
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。
) i- S; f$ n/ G  i( u( hOPEN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。
" n# T! j6 A. g1 l" R( _. Y6 ~
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。

. p  j7 N  Q$ u& R1 X! ?
6 N$ ^, u3 D  t; D

---

高介电常数型（大容量）测定的注意事项
' F5 w( O5 Y9 ]4 o; G

高介电常数型（大容量）MLCC在の静电容量测定时、 . i, O; G1 E8 n. G( B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

. y9 U! |2 |9 ?$ Q
: T) T% @) T+ l" V& E  n( _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

3 _8 c6 n, s7 F3 Y) B, k

测定器 ：Agilent E4980A

" R$ v. `4 C, S* d+ E! i' e% ?( E

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

( q! h& {& r$ I3 |( @

■静電容量測定結果
' ]& h% ]& N+ `
8 w7 ^, L0 o; `/ c5 C% ^9 @( a
0 Z; W- ]- P* q& C  B8 a+ x; D
) H! m2 C8 x# t2)静电容量测定值低下的理由
0 \3 h; A# e2 L& \! J

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

# }/ R9 v/ i9 [! b  A2 r

■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。 1 J3 ]" g+ M' b" K6 [ . w* K  e4 S+ ^5 z6 L; X静电容量C变大的话 Zc会变小。 ; c2 F& T' V: J3 _3 b3 T在测定电路中、测定电压Vc以
来表示。 7 h% ]: m# X5 B8 s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。 * N) r: [" g4 X) _3 O 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。

, g5 E0 b4 D; T0 c+ Z/ C' H

# o$ _, c+ r2 @# q3 b0 x3)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、

. l5 D% b5 w0 Q+ Z% ]  l

①设定ALC  ON

$ S. M7 W+ S6 g! w

②使用能发生规定电压的测定器

- R, T$ B  f# o5 c# j

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
' E6 m7 Q: M& b/ j
. g. I& F* b! y- M0 @+ k

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 : P( M# [7 c- Z1 I; h3 `9 }, E	图2：随温度结晶构造及介电率的变化(BaTiO3系) ( D9 I3 D* ?; r2 T

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。
. _3 C# b0 Z8 X
- S; |1 |* s7 A" |5 S4 u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

4 Y5 \* y% M$ i0 M8 X1 U

kinidrily

赞赞赞