村田分析貼片電容容量偏低的原因并給出解決方案

現(xiàn)在我們來(lái)詳細(xì)分析貼片電容容量偏低的原因。

1、測(cè)試條件對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

首先考慮測(cè)量條件的問(wèn)題，對(duì)于不同容值的貼片電容會(huì)采用不同的測(cè)試條件來(lái)測(cè)量容值，主要在測(cè)試電壓的設(shè)定和測(cè)試頻率的設(shè)定上有區(qū)別，下表所示為不同容值的測(cè)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(cè)量?jī)x器的差異對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響.

大容量的電容(通常指1UF以上)測(cè)量時(shí)更容易出現(xiàn)容值偏低的現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的主要原因是施加在電容兩端的實(shí)際電壓不能達(dá)到測(cè)試條件所需求的電壓，這是因?yàn)榧釉陔娙輧啥说臏y(cè)試電壓由于儀器內(nèi)部阻抗分壓的原因與實(shí)際顯示的設(shè)定電壓不一致。為了使測(cè)量結(jié)果誤差降到最低,我們建議檢測(cè)人員將儀器調(diào)校并盡量把儀器的設(shè)定電壓跟實(shí)際加在電容兩端所測(cè)的電壓盡量調(diào)整,使實(shí)際于待測(cè)電容上輸?shù)某鲭妷阂恢?

注意： 上表中所示的電壓是指實(shí)際加在測(cè)試電容兩端的有效電壓(理想電壓)。

由于測(cè)試儀器的原因，加在電容兩端實(shí)際的輸出電壓與設(shè)定的測(cè)量電壓(理想電壓)實(shí)際上可能會(huì)有所出入。

3、影響高容量電容容值測(cè)量偏低的因素

(1) 測(cè)試儀器內(nèi)部的阻抗之大小影響.

由于不同的測(cè)試儀器之間的內(nèi)部阻抗都不同，造成儀器將總電壓分壓而使加在測(cè)試電容兩端的實(shí)際電壓變小。在實(shí)際的測(cè)試過(guò)程中，我們有必要先使用萬(wàn)用表等工具測(cè)試夾具兩端的實(shí)際電壓，以確定加在測(cè)試貼片電容兩端的輸出電壓。

(2)不同阻抗的測(cè)試儀器的輸出電壓對(duì)比如下：

儀器內(nèi)阻100Ω

1V * [100Ω/(100Ω+16Ω)] = 0.86V

10uF測(cè)試電容的兩端電壓 ：

1V * [ 16Ω/(100Ω+16Ω)] = 0.14V

平均電容值讀數(shù) ： 6-7μF

儀器內(nèi)阻1.5Ω：

1V * [1.5Ω/(1.5Ω+16Ω)] = 0.086V

10uF測(cè)試電容兩端電壓 ：

1V * [16Ω/(1.5Ω+16Ω)] = 0.914V

平均電容量值讀數(shù) ： 9-10μF

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)有效測(cè)試電壓與電容容量的關(guān)系如下：

→當(dāng)AC Voltage 偏小，測(cè)量測(cè)出的電容值偏小

→當(dāng)AC Voltage 偏大，測(cè)量測(cè)出的電容值偏大

4、測(cè)量環(huán)境條件對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

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

作溫度環(huán)境下,電容量會(huì)有比較顯著的變化，在不同的工作溫度下，電容標(biāo)稱(chēng)容值與實(shí)際容值之間的差異。例如，在40℃時(shí)的測(cè)試容量將比25℃時(shí)的測(cè)試容量低了接近20%。由此可以看出，在外部環(huán)境溫度比較高的情況下,電容容值的測(cè)試值就會(huì)顯的偏低。我們通常建議放置在20℃的環(huán)境下一段時(shí)間,使材料處于穩(wěn)定的測(cè)試環(huán)境下再進(jìn)行容值測(cè)試。

5、貼片陶瓷電容產(chǎn)品材料老化現(xiàn)象

材料老化是指電容的容值隨著時(shí)間降低的現(xiàn)象，這再所有以鐵電系材料做介電質(zhì)的材料產(chǎn)品中均有發(fā)生，是一種自然的不可避免的現(xiàn)象。原因是因?yàn)閮?nèi)部晶體結(jié)構(gòu)隨溫度和時(shí)間產(chǎn)生了變化導(dǎo)致了容值的下降，屬于可逆現(xiàn)象。

當(dāng)對(duì)老化的材料施加高于材料居里溫度段時(shí)間后(建議進(jìn)行容值恢復(fù)所使用之條件為150℃/1hour)，當(dāng)環(huán)境溫度恢復(fù)到常溫后(常溫25℃下放置24小時(shí)),材料的分子結(jié)構(gòu)將會(huì)回到原始的狀態(tài)。材料將由此開(kāi)始老化的又一個(gè)循環(huán)，貼片電容的容值將恢復(fù)到正常規(guī)格之內(nèi)。

也可通過(guò)以下方式驗(yàn)證：把測(cè)試容量偏低的電容器浸在錫爐或者過(guò)回流焊后，再進(jìn)行測(cè)試，容值會(huì)恢復(fù)到正常范圍之內(nèi)。

客戶(hù)在產(chǎn)品不上線前，事先進(jìn)行容值恢復(fù)工作，只需要將電容置PCB板上正常生產(chǎn)加工時(shí)，電容經(jīng)過(guò)回流焊或者波峰焊后，就會(huì)恢復(fù)到正常的容值范圍。

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