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貼片電容容值偏低的原因及解決方法

信息來(lái)源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2022-02-15

  有客戶問(wèn)到容值偏低的問(wèn)題,這是一個(gè)很普遍的現(xiàn)象,本文整理了貼片電容容值偏低的原因以及相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案,從測(cè)試環(huán)境、測(cè)試條件、儀器差異、材料老化等幾方面作出分析,以便廣大技術(shù)人員對(duì)貼片電容產(chǎn)品容值偏低現(xiàn)象有更清晰的的認(rèn)識(shí),能夠更好的選型。

  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量測(cè)條件:

  電容 AC 電壓 頻率

  容量>10μF 1.0± 0.2Vrms 120Hz

  1000pF<容量≦10μF 1.0± 0.2Vrms 1kHz

  容量≦ 1000pF 1.0± 0.2Vrms 1MHz

  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

 ?。?) 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。

 ?。?)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

  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(X7R/X5R/Y5V)系列產(chǎn)品被稱為非溫度補(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)。

  用以下方式驗(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)??蛻粼诋a(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)到正常的容值范圍了。

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