多层陶瓷电容器 (MLCC)

概述

本文档将涵盖多层陶瓷电容器的基础知识、测试电容器的适当程序及老化/抗老化处理的说明。

描述

MLCC（多层陶瓷电容器）是电子行业使用最普遍的电容器。I 类陶瓷电容器（即NP0, C0G）为共振电路提供高稳定性和低损耗，但提供的容积效率低。它们不需要任何老化校正。II 类和 III 类（X7R、X5R）提供高容积效率，但提供的稳定性比 I 类电介质低。有时候，这些电容器会超出制造商的判定时间，就可能需要老化校正。判定时间指的是制造商认为电容器在指定容差范围内的时间框架。

图 1：典型的 MLCC

测试

由于存在内部阻抗，大多数 LCR 表无法测试高值（1 µF 及更高）MLCC。阻抗低至 1 Khz，实际上会汲取电表供应的电流，最终将指定电压降至 0，从不允许电容器暴露于所需的电压下进行测试。要进行验证，在使用真正的 RMS 表进行测试的情况下测量通过电容器的电压。如果电压低于 0.4 V_RMS，电容读数将较低。选择阻抗与被称为自动电平控制 (ALC) 的功能相匹配的 LCR 表。这些电表将降低其自身的阻抗，直到其低于所测试的设备。通常，这仍是不够的，需要放大器装置来提高通过电容器的电流，直到通过它的电压从 0.5 V_RMS-1 V_RMS 达到预设水平。

老化

分类为具有高介电常数的电容器的电容将随时间推移减小。这通常以每十年的百分比下降表示。温度补偿电容器（I 类）不具有老化特性。

抗老化

如果老化对电容器造成了影响，可以通过将其加热到 Curie 温度以上来反转。大多数制造商规范的 Curie 温度约为 125°C 或以上，该温度通常在焊接过程达到。务必在进行此尝试前检查制造商的规范。将电容器加热到 Curie 温度以上会调整介质材料的分子结构，从而恢复 MLCC 电容。电容测量值在此时通常较高，操作人员应等到裁判时间过去，以使电容器再次处于规范容差范围内。电容器冷却后，老化过程将重新开始。

参考资料

1. II 类和 III 类陶瓷电容器电容的 Kemet 测量 PDF
2. Murata 陶瓷电容器常见问题解答
3. TDK Corporation 陶瓷电容器常见问题解答 PDF
4. DigiKey 测试高电容 MLCC 论坛