PTI816S測試機與LCR電橋測試Y5V電容容值差異問題分析

日期:2020-05-25 16:38
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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 客戶現像:PTI816S測試機與電橋測試 680nf電容結果存在差異,PTI816S測試為445nf,電橋測試598nf。 (ICT測試圖示) (電橋測試圖示) 原因可能性分析: PTI816S測試不準,測試存在誤測。 電橋測試不準,測試存在誤測。 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...



 PTI816S測試機與LCR電橋測試Y5V電容容值差異問題分析

    客戶現像:PTI816S測試機與電橋測試 680nf電容結果存在差異,PTI816S測試為445nf,電橋測試598nf

 


(ICT測試圖示)

 

(電橋測試圖示)

 

 

原因可能性分析:

  1. PTI816S測試不準,測試存在誤測。

  2. 電橋測試不準,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(里面是一些標準件電阻,電容,電感,三極管,二極管等等)對機器進行檢測。

      (自檢盒)

 

    使用自檢盒檢測測試電容截圖如下,電容測試穩定,無異常。證明機器測試結果符合出機標準無異常。

 

 

 

2,聯系產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

標準值

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)發現均為同一種料(電容上下限為-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機臺和電橋上進行量測。


 

 

 

 


PTI816S ICT 量測數據

 

TongHui電橋量測數據

 

anbai電橋量測數據

 

 

   由以上數據看出兩款電橋測量差異較大,分析差異原因為兩款電橋測試時使用的頻率,電平,源內阻參數不一,隨即將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準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,電橋與PTI816S ICT機器的量測原理有差異

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材料電容特性

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,其主要成分為鈦酸鋇(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%;

       在交變電壓作用下,電容器并不是以單純的電容器的形式出現,它除了具有電容量以外,還存在一定的電感和電阻,在頻率較低時,它們的影響可以不予考慮,但隨著工作頻率的提高,電感和電阻的影響不能忽視,嚴重時可能導致電容器失去作用。因此,我們一般通過四個主要參數來衡量片式電容的一般電性能:電容量、損耗角正切、絕緣電阻、耐電壓。下面主要針對電容量的變化進行研究:

1、電容量與溫度的關系:

       溫度是影響電容器電容量的一個重要因素,電容量與溫度之間的這種關系特性稱為電容器的溫度特性,一般說來,對于Ⅱ類瓷電容器,其影響相對較大,故我們采用“%”來表示它的容量變化率。

       下面以Y材料0402F/104規格產品為例來說明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:

       對于Ⅱ類瓷電容器,其容量基本是隨所加電壓的升高而加速遞升的,在生產測試中一般采用0.5±0.2V 和1.0±0.2V作為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,這種差異較為明顯。

    下面以Y材料0805F/105規格產品為例來說明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:

    在電路的實際應用中,電容器兩端可能要施加一個直流電壓,電容器在這種情況下的特性叫做直流偏壓特性;相對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。

    下面我們以Y材料0805F/224規格14um介質厚度設計的產品為例來說明Y5V產品的直流偏壓特性:

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,作為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,容值下降較為明顯。

   



 

 

 

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