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高压高容量贴片电容测试容值偏低是什么原因?
- 2019-12-12-

      贴片大容量高耐压电容一般测试出来容值会出现偏低的情况,这到底是什么原因呢?

       其实这是一个很普遍的现象,导致我司整理了一下高压高容量贴片电容容值偏低的原因以及相应的应对方案,从测试环境,测试条件,仪器差异,材料老化等几方面进行分析,骑士大家由此现象有更清晰的认识。
        1,测试条件对测量结果的影响
首先考虑测量条件的问题,对于不同容值的贴片电容会采用不同的测试条件来测量容值,主要在测试电压的设定和测试频率的设定上有区别,体现为不同容值的测量条件:
电容AC电压频率
容量>10μF1.0±0.2Vrms120Hz
1000pF <容量≦10μF1.0±0.2Vrms1kHz
容量≦1000pF1.0±0.2Vrms1MHz
        2,测量仪器的差异对测量结果的影响。
大容量的电容(通常指1UF以上)测量时更容易出现容值偏低的现象,造成这种现象的原因是在电容耦合的实际电压不能达到测试条件所需求的电压,这是因为加为了使测量结果误差降到最低,我们建议检测人员将仪器调校并尽量把仪器的设定电压跟实际加在电容两端所测的电压尽量调整,使实际于待测电容上输的出电压一致。
注意:上表中反映的电压是指实际加在测试电容两端的有效电压(理想电压)。
由于测试仪器的原因,加在电容两端实际的输出电压与设定值的测量电压(理想电压)实际上可能会有所改善出入。
       3,影响高容量电容容值测量偏低的因素
     (1)测试仪器内部的电感之大小影响。
由于不同的测试仪器之间的内部电位都不同,造成仪器将总电压分压而使加在测试电容对准的实际电压变小。在实际的测试过程中,我们有必要先使用万用表等工具测试夹具两端的实际电压,可以加上在测试贴片电容两端的输出电压。
      (2)不同电阻的测试仪器的输出电压对比如下:
       仪器内阻100Ω
       1V * [100Ω/(100Ω+16Ω)] = 0.86V
       10uF测试电容的双向电压:
       1V * [16Ω/(100Ω+16Ω)] = 0.14V
       平均电容值读数:6-7μF
       仪器内阻1.5Ω:
      1V * [1.5Ω/(1.5Ω+16Ω)] = 0.086V
      10uF测试电容两端电压:
      1V * [16Ω/(1.5Ω+16Ω)] = 0.914V
      平均电容量值读数:9-10μF
      综上所述,可以发现有效测试电压与电容容量的关系如下:
      →当AC Voltage偏小,测量测出的电容值偏小
      →当AC Voltage偏大,测量测出的电容值偏大
      4,测量环境条件对测量结果的影响
贴片陶瓷电容Ⅱ(X7R / X5R / Y5V)系列产品被称为非温度补偿性元件,即在不同的工
作温度环境下,电容量会有比较显着的变化,在不同的工作温度下,电容标称容值与实际容值之间的差异。例如,在40℃时的测试容量将比25℃时的测试容量低了接近20%。瞬间可以研磨,在外部环境温度比较高的情况下,电容容值的测试值就会显着的偏低。我们通常建议放置在20℃的环境下放置,使材料处于稳定的测试环境下再进行容值测试。
       5,贴片陶瓷电容产品材料老化现象
原因是因为内部晶体,材料老化是指电容的容值转移时间降低的现象,这再所有以铁电系材料做介电质的材料产品中发生的,是一种自然的现象的现象。结构随温度和时间产生了变化导致了容值的下降,属于可逆现象。
       当对老化的材料施加高于材料居里温度段时间后(建议进行容值恢复所使用的条件为150℃/ 1小时),当环境温度恢复到常温后(常温25℃下放置24小时)时,材料的分子结构将会回到原始的状态。材料将开始开始老化的又一个循环,贴片电容的容值将恢复到正常规格之内。
也可通过以下方式验证:把测试容量偏低的电容器浸在锡炉或过回流焊后,再进行测试,容值会恢复到正常范围之内。
       客户在产品不上线前,预先进行容值恢复工作,只需更换电容放置PCB板正常生产加工时,电容通过回流焊或波峰焊后,就会恢复到正常的容值范围。以上,是我司这边整理的关于高压高容量贴片电容一般测试出来容值出现偏低的普遍情况造成的原因以及改善方法。