MLCC產品容值偏低現象之認識

### MLCC產品容值偏低現象之認識 #### 摘要 本文旨在探讨MLCC（多层陶瓷电容器）产品容值偏低的现象，并通过分析测量仪器差异、测试环境、测试条件以及材料老化等因素，来深入理解导致这一现象的具体原因。 #### 量测仪器差异对量测结果的影响 在测量MLCC的电容值时，经常会出现实际测量值低于标称值的情况。这主要由以下几个方面的原因引起： 1. **高容MLCC的测量问题**： - 在测量高容MLCC时，电容两端实际施加的电压可能无法达到所需的测试条件。这是因为测量仪器本身的内部阻抗会导致施加到电容上的电压与仪器显示的设定电压存在差异。 - 为了减小这种误差，建议用户对仪器进行校准，并尽可能使仪器设置的电压与实际测量到的产品两端的电压一致。 2. **测试条件对量测结果的影响**： - 不同容值的电容需要采用不同的测试条件来进行测量。例如，在国巨公司使用的Agilent 4284A LCR Meter中，对于不同容值范围的电容，会使用不同的电压和频率设置。具体设置如下： - 对于C > 10μF的电容，使用120Hz频率，1.0±0.2Vrms的电压； - 对于1000pF < C ≤ 10μF的电容，使用1kHz频率，1.0±0.2Vrms的电压； - 对于C ≤ 1000pF的电容，使用1MHz频率，1.0±0.2Vrms的电压。 - 上述设置中的电压指的是实际加在电容两端的有效电压。由于仪器内部的因素，实际施加的电压可能与设定的电压有所不同。 3. **影响高容量测的因素**： - **仪器内部阻抗的大小**：不同测试仪器之间的内部阻抗不同，这会导致仪器将总电压进行分压，从而使实际施加到测试物上的电压降低。 - 例如，当使用一个内部阻抗为100Ω的仪器和一个内部阻抗为1.5Ω的仪器分别测试相同的电容时，后者能够提供更高的实际电压，从而测量出更大的电容值。 - **电容大小的影响**：电容值的大小也会影响其阻抗。阻抗可以通过公式Z(Ω) = R + j(-1/ωc)计算得出，其中ω = 2πf。由于电容的电阻很小，阻抗Z(Ω) ≒ 1/ωc。这意味着较大的电容具有较小的阻抗，从而更容易受到仪器内部阻抗的影响。 #### 实验结果分析 根据上述理论分析和实验结果，可以总结出以下结论： - 当AC电压较小时，测量出的电容值偏小；当AC电压较大时，测量出的电容值偏大。 - 电容值的大小直接影响了其阻抗，进而影响测量结果。较大的电容具有较小的阻抗，使得实际施加的电压更加接近仪器设定的电压，从而减少测量误差。 了解并控制这些影响因素是提高MLCC电容测量准确性的关键。通过对仪器进行适当的校准和选择合适的测试条件，可以有效地减少测量误差，获得更准确的电容值测量结果。