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　　MLCC產(chǎn)品容值偏低現(xiàn)象

　　針對(duì)經(jīng)常有客戶問及容值偏低的問題，本文從儀器差異、測(cè)試環(huán)境、測(cè)試條件、材料老化等方面對(duì)此作出完整之說明及解釋,以期對(duì)MLCC產(chǎn)品容值偏低現(xiàn)象有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

　　1、量測(cè)儀器差異對(duì)量測(cè)結(jié)果之影響.

　　高容量的電容量測(cè)時(shí)更易有容值偏低現(xiàn)象，主要原因是電容兩端之實(shí)際施于電壓無法達(dá)到測(cè)試條件需求所致，也就是說加在電容兩端的電壓由于儀器本身內(nèi)部阻抗分壓的原因與儀器顯示的設(shè)定電壓不同。為使量測(cè)結(jié)果誤差降至*低,建議客戶將儀器調(diào)校並將儀器的設(shè)定電壓與實(shí)際在產(chǎn)品兩端所測(cè)之電壓盡量調(diào)整,使實(shí)際于待測(cè)物上之輸出電壓一致.

　　2、測(cè)試條件對(duì)量測(cè)結(jié)果之影響

　　首先考慮量測(cè)條件的問題。對(duì)于不同容值的電容會(huì)采用不同的條件來量測(cè)其容值。主要在電壓設(shè)定和測(cè)試頻率設(shè)定上有差異，不同容值的量測(cè)條件如下表所示:

　　電容

　　AC 電壓

　　頻率

　　C>10μF

　　1.0± 0.2Vrms

　　120Hz

　　1000pF<C≦10μF

　　1.0± 0.2Vrms

　　1kHz

　　C≦ 1000pF

　　1.0± 0.2Vrms

　　1MHz

　　注： 表中所列之電壓是指實(shí)際加在電容兩端的有效電壓。

　　因儀器的原因，電容兩端實(shí)際的輸出電壓與設(shè)定的量測(cè)電壓實(shí)際上可能會(huì)有所偏差。

　　3、影響高容量測(cè)之因素

　　3.1 儀器內(nèi)部阻抗之大小因素.

　　由于不同測(cè)試儀器之間的內(nèi)部阻抗不相同，造成儀器將總電壓分壓而使到達(dá)測(cè)試物的實(shí)際電壓變小。在實(shí)際的測(cè)試動(dòng)作中，我們可以使用萬用表等測(cè)試夾具兩端的實(shí)際電壓，以驗(yàn)證實(shí)際施于測(cè)試物的輸出電壓。

　　3.2不同阻抗的測(cè)試儀器對(duì)比

　　儀器內(nèi)阻100ω壓降

　　1V*[100ω/(100ω+16ω)]=0.86V

　　10uF測(cè)試電容兩端電壓 ：

　　1V*[16ω/(100ω+16ω)]=0.14V

　　平均電容值讀數(shù) ： 6-7μF

　　儀器內(nèi)阻1.5ω壓降 ：

　　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

　　平均電容值讀數(shù)  ： 9-10μF

　　綜合以上實(shí)驗(yàn)，可以得到有效電壓與電容量的關(guān)系如下：

　　→ 當(dāng)AC Voltage 較小，則量測(cè)出之電容值偏小

　　→當(dāng)AC Voltage 較大，則量測(cè)出之電容值偏大

　　下圖為量測(cè)電壓與量測(cè)容值的對(duì)照?qǐng)D

　　3.3 電容大小因素

　　電容量大小會(huì)影響電容之阻抗.

　　Z(ω)=R+j(-1/ωc)

　　where ω=2π f

　　∵ 電容之R很小∴Z(ω) ≒ 1/ωc

　　Ex：10μF Z ≒ 1/(2 π *1k*(10*10-6)

　　≒16 (ω)

　　22μF Z ≒ 1/(2 π *1k*(22*10-6)

　　≒7.2 (ω)

　　22μF Z ≒ 1/(2 π *120*(22*10-6)

　　≒60.3 (ω)

　　Z(ω) ≒ 1/ωc

　　Ex： 10μF Z ≒ 1/(2 π *1k*(10*10-6)

　　≒16 (ω)

　　因此待測(cè)電容兩端之AC Voltage要保持在1Vrms則儀器之輸出電流

　　I(rms)=V(rms)/Z=1/16=62.5 mA

　　所以若儀器之*大輸出電流小于62.5 mA，則待測(cè)電容兩端之AC Voltage會(huì)

　　小于1Vrms，所測(cè)得之容值就會(huì)變小。

　　3.4、頻率因素

　　Z(ω) ≒ 1/ωc

　　Ex：22μF，1kHz Z ≒ 1/(2 π *1k*(22*10-6)

　　≒7.2 (ω)

　　22μF，120Hz Z ≒ 1/(2 π *120*(22*10-6)

　　≒60.3 (ω)

　　→因此當(dāng)頻率愈大， Z愈小，要使待測(cè)電容兩端之AC Voltage維持一定，則

　　儀器可提供之輸出電流必須夠大，若儀器可提供之輸出電流太小，待測(cè)電容

　　兩端之AC Voltage會(huì)變小，所測(cè)得之容值就會(huì)變小。

　　4、量測(cè)環(huán)境條件對(duì)量測(cè)結(jié)果之影響

　　電容class Ⅱ（Y5V/X7R/X5R）產(chǎn)品被稱為非溫度補(bǔ)償性元件,即在不同的工

　　作溫度下,容量會(huì)有比較明顯的變化,我們舉Y5V為例說明：

　　Y5V 的溫度特性如下圖所示：

　　→代表的意思為：在不同的操作溫度下，容值與實(shí)際容值之間的差異量。比如，在40℃時(shí)的測(cè)試資料將比25℃時(shí)的測(cè)試資料低了近20%。所以，在外部溫度比較高的情況下,諸如夏天,容值的測(cè)試值就會(huì)顯的偏低。通常建議放置在25℃的環(huán)境下一段時(shí)間,使材料于較穩(wěn)定之測(cè)試環(huán)境下再進(jìn)行測(cè)試。

　　5、MLCC產(chǎn)品材料老化現(xiàn)象

　　老化是指電容容值隨時(shí)間降低的現(xiàn)象，它在所有以鐵電系材料做介電質(zhì)的材料均有發(fā)生，是一種自然，不可避免的現(xiàn)象。發(fā)生的原因是內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)隨溫度和時(shí)間產(chǎn)生變化導(dǎo)致了容值下降的現(xiàn)象，屬可逆現(xiàn)象。

　　老化速率呈典型對(duì)數(shù)曲線如下：

　　當(dāng)對(duì)老化的材料施加高于材料居里溫度的高溫，當(dāng)環(huán)境溫度回到常溫後,材料的分子結(jié)構(gòu)將會(huì)回到原始的狀態(tài)。材料將由此開始老化的又一個(gè)循環(huán)。建議進(jìn)行容值恢復(fù)所使用之條件為150℃/1hour。然后在常溫25℃下放置24小時(shí)，再行測(cè)試，容值將恢復(fù)到正常規(guī)格之內(nèi)。