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PTI816S測試機與LCR電橋測試Y5V電容容值差異問題分析

日期:2019-08-31 03:14
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摘要: PTI816S測試機與LCR電橋測試Y5V電容容值差異問題分析 客户现像:PTI816S測試機与电桥测试 680nf電容結果存在差異,PTI816S測試爲445nf,電橋測試598nf。 (ICT測試圖示) (电桥測試圖示) 原因可能性分析: PTI816S測試不准,測試存在誤測。 電橋測試不准,測試存在誤測。 由于此電容自身特性原因,加上ICT与电桥测试方法不一样和激励电源不一样导致测试误差...



 PTI816S測試機與LCR電橋測試Y5V電容容值差異問題分析

    客户现像:PTI816S測試機与电桥测试 680nf電容結果存在差異,PTI816S測試爲445nf,電橋測試598nf

 


(ICT測試圖示)

 

(电桥測試圖示)

 

 

原因可能性分析:

  1. PTI816S測試不准,測試存在誤測。

  2. 電橋測試不准,測試存在誤測。

  3. 由于此電容自身特性原因,加上ICT與電橋測試方法不一樣和激勵電源不一樣導致測試誤差。

 

 分析過程:

1, PTI816S使用出機自檢盒(裏面是一些標准件電阻,電容,電感,三極管,二極管等等)對機器進行檢測。

      (自检盒)

 

    使用自检盒检测测试电容截图如下,电容测试稳定,无异常。证明机器测试结果符合出机标准无异常。

 

 

 

2,聯系産線工程師確認電橋校驗OK,用電橋量測自檢盒上部分電容結果如下,對比PTI816S測試結果差異不大。

電容名稱

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

標准值

1nf

4.7nf

10nf

56nf

100nf

470nf

1uf

測量值

1.017nf

4.87nf

10.1nf

56.4nf

102.3nf

477.2nf

988.8nf

 

3,對測試不過的料查詢BOM(電容如下圖)發現均爲同一種料(電容上下限爲-20% --- +80% 穩定級別Y5V),待測板上其他電容測試穩定,隨取10顆電容分別在PTI816S ICT機台和電橋上進行量測。


 

 

 

 


PTI816S ICT 量测数据

 

TongHui電橋量測數據

 

anbai電橋量測數據

 

 

   由以上数据看出两款电桥测量差异较大,分析差异原因为两款电桥测试时使用的频率,电平,源内阻参数不一,随即将anbai電橋參數調整與TongHui電橋相同測試參數較小。隨即調整anbai電橋的頻率,電平,源內阻對電容進行量測得到數據如下:


 


由上述數據得出電橋的提供的頻率,源內阻不同都會影響此種類型料的量測數值。繼而切換電平發現隨著電平不一樣測得值有不一樣。

 使用相同的情況對自檢盒上的標准件進行檢測時量測的結果基本無差異。數據如下:



 

對比測試方法:

PTI816S測試方式:

 

 

 

電橋電容測試方式


 


結論:

1,電容的材質原因,受溫度變化影響較大,

2,電容材質原因,對量測的頻率,電壓,內阻對其容值都有影響,

3,电桥与PTI816S ICT机器的量测原理有差异

4,正常的電容都不受此影響,ICT與電橋的差異度很小,

5,當測試條件,如溫度,頻率,電壓,源內阻一樣條件的話,測試值ICT在線測試機與LCR電橋差異很小。

附件:

電容材質規格書如下:

                                          Y5V材料电容特性

Y5V電容器瓷屬于低頻高介電容器瓷,即Ⅱ類瓷,是強介鐵電陶瓷,具有自發極化特性的非線性陶瓷材料,其主要成分爲钛酸鋇(BaTiO3);其特點是介電系數特別高,介電系數隨溫度呈非線性變化,介電常數隨施加的外電場有非線性變化的關系;

Y5V:溫度特性Y代表-25℃;“5”代表+85;溫度系數V代表-80%~+30%;

       在交变电压作用下,电容器并不是以单纯的电容器的形式出现,它除了具有电容量以外,还存在一定的电感和电阻,在频率较低时,它们的影响可以不予考虑,但随着工作频率的提高,电感和电阻的影响不能忽视,严重时可能导致电容器失去作用。因此,我们一般通过四个主要参数来衡量片式电容的一般电性能:电容量、损耗角正切、绝缘电阻、耐电压。下面主要针对电容量的变化进行研究:

1、電容量與溫度的關系:

       溫度是影响电容器电容量的一个重要因素,电容量与溫度之间的这种关系特性称为电容器的溫度特性,一般说来,对于Ⅱ类瓷电容器,其影响相对较大,故我们采用“%”来表示它的容量变化率。

       下面以Y材料0402F/104規格産品爲例來說明Y5V材料的溫度特性:

溫度

-25

+5

+20

室溫

+40

+85

容量(nf

73.91

106.25

104.59

99.84

82.62

31.58

變化率(%

-29.33

1.59

0

0

-21.01

-69.81


2、電容量與交流電壓的關系:

       对于Ⅱ类瓷电容器,其容量基本是随所加电压的升高而加速递升的,在生产测试中一般采用0.5±0.2V 和1.0±0.2V作爲電容量與損耗正切角的測試電壓,電壓較低,因此對于同一容量采用不同的介質厚度設計,*終表現出來的容量值不會有太大差異,但是,隨著工作電路中交流電壓的不同,這種差異較爲明顯。

    下面以Y材料0805F/105規格産品爲例來說明Y5V材料交流特性:

測試電壓

0.1V

0.2V

0.3V

0.4V

0.5V

0.6V

0.7V

0.8V

0.9V

1.0V

容量(uf

0.92

1.009

1.08

1.13

1.18

1.21

1.24

1.26

1.277

1.287

變化率(%

0

9.67

17.39

22.83

28.26

31.52

34.78

36.96

38.8

39.89


3、電容量與直流電壓的關系:

    在电路的实际应用中,电容器两端可能要施加一个直流电压,电容器在这种情况下的特性叫做直流偏压特性;相对X7R材料來說,Y5V材料偏壓特性較差,可以通過增加介質厚度的方法取得較好的直流偏壓特性。

    下面我们以Y材料0805F/224規格14um介質厚度設計的産品爲例來說明Y5V産品的直流偏壓特性:

測試偏壓

0V

5V

10V

15V

20V

25V

30V

35V

40V

容量(nf

245

149

77

49

35

27

22

19

16

變化率(%

0

-39.18

-68.57

-80

-85.71

-88.98

-91.02

-92.24

-930


另外,Y5V材料電容量與工作頻率也存在一定的關系,作爲Ⅱ類瓷電容器,相對容值變化較小的Ⅰ類瓷電容器而言,隨著工作頻率的增加,容值下降較爲明顯。

   



 

 

 

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