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Q1. 何謂“老化”?A1. 老化是指EIA Class II電容器隨著時間推移電容量會下降。這對于用作電介質(zhì)材料的所有強電介質(zhì)來說是不可避免的自然現(xiàn)象。老化的過程是可逆的,電介質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)是隨溫度和時間的變化而發(fā)生變化。老化通常以指數(shù)形式的容値衰減率來描述。用對數(shù)來表示老化的變化率,因此容値的減小在前10個小時時是非常大的。[圖片]圖1 :電容老化特性注:介電損耗因子(正切)也會老化,下降速率是電容値的幾倍。同時,EIA Class III和IV也具有老化特性。業(yè)界的老化定義可參照EIA-521和IEC-384-9中關(guān)于老化的“官方”定義。Q2. Class I電容器和Class II電容器之間有什么不同?A2. 溫度補償用電容(EIA I類)和高介電常數(shù)電容(EIA II類)電容的差異。溫度補償相對介電常數(shù)為10?100,高介電常數(shù)的類型是使用具有1000至10000的相對介電常數(shù)的材料,材料系是不同的。Class I 電容器1 (C0G、CH)的溫度特性是穩(wěn)定的,它基本不隨溫度,電壓的變化,時間的推移而發(fā)生變化,CH和C0G電容的溫度依賴性小,它的容值變化率是±30PPM/℃。因此,它是適用于要求溫度和電壓穩(wěn)定的電路應(yīng)用。Class II 電容器2 (X5R,X7R、Y5V)的特性對于溫度、電圧、時間的變化是比較大的,與Ⅰ類相比,電容的溫度變化較大但它可以獲得高容值的電容,用于整流、傍路等用途。 此外,采用鈦酸鋇為介質(zhì)主材制造的電容器(Class II、III和IV)為強電介質(zhì)體,因此容易“老化”,在未加熱或充未電狀態(tài)下放置,隨著時間的推移電容器的容値會下降。Class I電容器不是強電介質(zhì)體,因此不會老化。Q3. 為什么鈦酸鋇電容器會老化以及如何老化?在居里點以下溫度,無負(fù)載放置。隨著時間的推移內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)會變化,并由此產(chǎn)生電偶極子的有序排列。造成分子的電荷保持力減弱的結(jié)構(gòu)。電容值將變小3。Q4. 什么是抗老化?A4. 抗老化是還原老化現(xiàn)象的熱處理。簡單地說,它是恢復(fù)重新老化的過程,但并不阻止元件的老化。將電容器加熱到高于其居里溫度會使晶體結(jié)構(gòu)恢復(fù)到其最佳的無序排列,從而實現(xiàn)最大電容量。TDK建議采用150℃/1小時加熱進(jìn)行抗老化。注:為了加熱后的容値測量、記錄好最后的加熱時間TOLH(Time Of Last Heat)是非常重要的。Q5. “老化”是否只是TDK的特有現(xiàn)象?A5. 答案是否定的。MLCC的所有制造商生產(chǎn)的Class II、III和IV陶瓷電容都會有“老化”現(xiàn)象。由于老化視結(jié)構(gòu)而定,因此老化速率因制造商而異。Q6. 電容器制造商如何針對老化進(jìn)行補償?A6. 電容器的測試基準(zhǔn)已在IEC-384-9被定義。它被定義為:在 最終熱處理后1000小時的經(jīng)時性變化后的電容值4。我們在測試工序中考慮到老化速度的影響,使1000小時后的電容值在允許的公差范圍內(nèi)來進(jìn)行選別。[圖片]圖3 :Class II材料的排序限制示例,K允許偏差注:隨著時間的推移,由于老化使電容值降低。最后加熱后不到1000小時的有可能超過容量公差的上限,超過1000小時的有可能低于容量公差的下限。Q7. 電容器用戶應(yīng)如何針對老化進(jìn)行補償?A7. 電容器用戶應(yīng)期望Class II、III和IV電容器處在電容允許偏差范圍內(nèi), 從最后加熱開始需要經(jīng)過 TOLH中的6周(1000小時)的放置,在焊接,粘接劑固化,溫度上升的其他工序直后,是電容去老化的過程,有可能電容值不落在容差范圍內(nèi)。您可能需要考慮到電容器的老化因素,拓寬在電路測試中電容的容差范圍設(shè)置。