前言
一個電路板在工作多年后,其上的100nF的電容容值經測量為什么僅有80nF?為什么用烙鐵一燙,電容容值就恢復了?原因何在?今天就說說和MLCC陶瓷電容密切相關的一個名詞:老化。
老化是II類和III類MLCC的電容隨著時間的推移而減小的現象,它是由于所有II類電介質(X7R、X5R和Y5V)中發生的晶體變化而導致電容隨著時間的推移而減小。所以我們在使用II類電介質的電容時務必要小心,因為其容值受溫度,電壓,時間影響太大。
老化的機理
II類MLCC由鐵電材料制成,你可以想象一下,II類電容的電介質材料內部有很多電偶極子組成,這些電偶極子是有方向的,電容的容值會受到電偶極子排列方式的影響。而電偶極子排列方式又會受到時間、溫度、電壓的影響,從而會影響電容的介電常數。
對于X7R和X5R電容,時間對容值的影響是對數關系,X7R的電容時間每增大10倍,電容容值將會降低2.5%,而對于Y5V的電容,時間每增大10倍電容容值將降低7%。
電容的老化是和溫度息息相關的,BaTiO3有一個溫度點叫做居里溫度,這個溫度點是BaTiO3晶體特性發生轉變的臨界溫度,簡單點來說,低于居里溫度點,電容就會發生老化,從而電容器的電容會不斷減小。但是,如果將電容器加熱到高于居里溫度的溫度點,電容就會發生去老化,并且會恢復因老化而損失的電容。
總結
電容容值隨時間下降是對數關系,在對電容進行去老化后,電容容值在去老化的前1000小時內下降最為顯著。在此之后電容容值會比較穩定,盡管如此,從產品可靠性的角度來看,目前產品的壽命一般都會超過1000小時,所以在進行電容選型時,還是要仔細考量。
應該注意的是,電容在貼裝在電路板上后存放的時間越長,電容容值就越低。這意味著在此時如果測量電容容值,電容容值可能會超出規定的公差。所以此時需要用烙鐵燙一下再去測量電容容值才更準確哦。