陶瓷电容器特性特别说明：本文档所有内容来气村田制作所网站，作者仅将所需要的内容总结在一起方便阅读查阅，Q ：高介电常数型（X5R/B、X7R/R特性等）与温度补偿型（CH、C0G特性等）的特征和用途有哪些区别？A : 请参阅下表。

Q:陶瓷电容器的静电容量会不会随时间而变化？此外，对于随时间变化有哪些注意事项？A: 陶瓷电容器中，尤其是高诱电率系列电容器(B/X5R、R/X7R特性)，具有静电容量随时间延长而降低的特性。

当在时钟电路等中使用时，应充分考虑此特性，并在实际使用条件及实际使用设备上进行确认。

例如，如下图所示，经过的时间越长，其实效静电容量越低。

(在对数时间图上基本呈直线线性降低)＊下图横轴表示电容器的工作时间(Hr)，纵轴表示的是相对于初始值的静电容量的变化率的图表。

如图中所示，静电容量随着时间延长而降低的特性称为静电容量的经时变化(老化)。

此外，对于老化特性，不仅仅限于本公司的产品，在所有高诱电率型电容器中都有此现象，在温度补偿用电容器中没有老化特性。

另外，因老化而导致静电容量变小的电容器，当由于工序中的焊接作业等使温度再次被加热到居里温度(约125°C)以上时，静电容量将得到恢复。

而且，当电容器温度降至居里温度以下时，将再一次开始老化。

关于老化特性的原理陶瓷电容器中的高诱电率系列电容器，现在主要使用以BaTiO3(钛酸钡)作为主要成分的电介质。

BaTiO3具有如下图所示的钙钛矿(perovskite)形的晶体结构，在居里温度以上时，为立方晶体(cubic)，Ba2+离子位于顶点，O2-离子位于表面中心，Ti4+离子位于立方体中心的位置。

上图是在居里温度(约125℃)以上时的立方体(cubic)的晶体结构，在此温度以下的常温领域，为一个轴(C轴)伸长，其他轴略微缩短的正方晶系(tetragonal)晶体结构。

此时，作为Ti4+离子在结晶单位的延长方向上发生了偏移的结果，产生极化，不过，这个极化即使在没有外部电场或电压的情况下也会产生，因此，称为自发极化(spontaneous polarization)。

像这样，具有自发极化，而且可以根据外部电场转变自发极化的朝向的特性，被特称为强诱电型。

（有时将菱面体晶系称为三方晶系，把斜方晶系称为单斜晶系。

）另外，当将BaTiO3加热到居里温度以上时，晶体结构将从正方晶体向立方晶体进行相转移。

伴随此变化自发极化将消失，并且畴也将不存在。

当将其冷却到居里温度以下时，在居里温度附近，从立方晶体向正方晶体发生相转移，并且C轴方向将延长约1%，其他轴将略微缩短，自发极化及畴将生成。

同时晶粒将受到因变形而产生的压力。

在此时，晶粒内生成多个微小的畴，各个畴所具有的自发极化处于即使在低电场的情况下也很容易发生相转变的状态。

如果在居里温度以下，以无负载的状态放置，随着时间的延长，朝着随机方向生成的畴将具有更大的尺寸，并且向着能量更趋稳定的形态(图90°domain)逐渐进行再配列，从而释放由于晶体的变形而带来的压力。

除此之外，晶界层的空间电荷(移动缓慢的离子及空隙点等)将发生移动，并产生空间电荷的极化。

空间电荷的极化将对自发极化产生作用，阻碍自发极化的相转变。

所以，自发极化从生成开始随着时间的延长，逐渐向着自发极化趋于稳定的状态进行再配列，与此同时，在晶界层产生空间电荷极化，并使自发极化的相转变受到阻碍。

在这种状态下，为了使各畴所具有的自发极化发生相转变，必需要有更强的电场。

与单位体积内的自发极化的相转变相同的是电容率，因此如果减少在弱电场下发生相转变的畴，静电容量将降低。

上述内容被普遍认为是老化特性的原理。

Q:请说明片状多层陶瓷电容器的绝缘阻抗值的规定和单位。

A: 独石陶瓷电容器的绝缘电阻表示当在电容器端子之间施加直流电压(无纹波) 时，在设定时间(比如60秒) 之后施加电压和漏电流之间的比率。

当一个电容器绝缘电阻的理论值无穷大时，因为实际电容器的绝缘电极之间的电流流量很小，实际电阻值是有限的。

上述电阻值称为"绝缘电阻"，并用兆欧[MΩ]和欧法拉[ΩF]等单位表示。

绝缘电阻值的性能当直流电压直接施加在电容器后，突入电流(也称充电电流) 的流量如下图1所示。

随着电容器逐渐被充电，电流呈指数降低。

图1电流I (t) 随时间的增加而分为三类(如方程(1) 所示)，即充电电流Ic (t)、吸收电流Ia (t) 和漏电电流Ir。

I (t)=Ic (t)+Ia (t)+Ir 方程(1)充电电流表明电流通过一个理想的电容器。

与充电电流相比，吸收电流有一个延迟过程，并且在低频范围内伴随有介电损耗、造成高介电常数电容器(铁电性电容器) 极性相反并在陶瓷与金属电极界面上发生肖特基障垒。

漏电电流是在吸收电流的影响降低后，在一定阶段出现的常数电流。

因此，下述电流值随施加在电容器上的时间电压量而变化。

这意味着，只有在指定电压用途下的定时测量才能确定电容器的绝缘电阻值。

如上表所示，电容值越高，其绝缘电阻值越低。

其原因解释如下: 考虑到独石陶瓷电容器可以看作是一个导体，根据施加在其上的电压和电流，利用欧姆定律可以计算出绝缘电阻。

绝缘电阻值R可以用方程(2) 表示，导体的长度为L，导体的横截面面积为S，电阻率为ρ。

R=ρ•L/S 方程(2)同样，电容量C可以用方程(3) 表示，独石陶瓷电容器两个电极之间的距离(电介质厚度) 用L表示，内部电极的面积用S表示，介电常数为ε。

C ∝ε•S/L 方程(3)方程(4) 由方程(2) 和方程(3) 得出，由方程(4) 可知R与C成反比。

R ∝ρ•ε/C 方程(4)绝缘电阻越大表明直流电压下的漏电电流越小。

一般情况下，绝缘电阻值越大，电路的准确性越高。

Q:希望能将电容器串联连接使用，是否存在问题？A: 以自动防故障为目的的串联连接使用方法是可行的。

但请确保电路电压分别能够满足两个电容器各自的规格参数要求。

请注意确保串联的每个电容器额定电压都高于电路电压。

Q: 请告知电容器的使用年数。

A: 一般来说，陶瓷电容器的加速度实验是通过对电压和温度的加速来进行的。

并以实验中测定的温度电压等数据作为参数运用下面的加速公式推算出产品在实际使用环境下的使用寿命。

下面的加速公式是基于阿列纽斯法，利用电压加速系数（※1）及反应活化能（※2）推算。

在此公式的基础上，通过在更为严苛的条件(更高温、更高电压)下进行加速试验，可推算出产品在实际使用环境下的使用寿命。

为了简化计算，我们也会通过如下的加速计算公式进行计算。

在试验温度为T A 时的故障率是标准温度T N 时的故障率的1/2（或者是2 倍），我们将其温度差θ（=T A -T N ）称作温度加速系数。

我们把加载电压固定，将温度设为参数来进行MlCC 的试验样本的寿命试验，把各个温度条件下的试验结果（故障率）通过计算公式计算出温度加速系数。

这样，我们即可通过在85°C、施加20V电压的环境下进行了1000h的耐久试验，推算出在65°C、施加5V电压的环境下产品使用年限为362039h（≒41年！）。

计算中使用的电压加速系数、温度加速系数会由陶瓷材料的种类及构造产生不同，但通过加速计算公式可在相对较短的时间内利用试验结果来验证长时间的实际使用环境中的产品使用寿命。

※1 电压加速系数的推算方法的相关说明在推算陶瓷电容的产品寿命时，我们把实验温度固定，将加载电压设为参数来进行MlCC的试验样本的寿命试验。

把各个加载电压下的试验结果（平均寿命MTTF）通过韦伯分析方法近似推算加载电压对数与平均寿命对数的斜率，并将其作为电压加速系数。

※2 反应活化能的推算方法的相关说明和上述温度加速系数的推算方法类似，我们把加载电压固定，将实验温度设为参寿命MTTF）通过韦伯分析方法近似推算温度（绝对温度）的倒数与平均寿命对数的斜率，并将其作为反应活化能。

Q: 温度特性中，B1特性与R1 , R6 , R7特性有什么不同？A: 如下表所示，B1 , R1 , R6 , R7特性有以下几个不同点。

1.认证标准2.温度特性的标准温度3.温度特性的温度范围4.温度特性的静电容量变化率5.使用温度范围Q: 电容器静电容量怎么决定？A: 电容器的静电容量值，由以下数值的step（Estep）决定。

Estep具有E3step、E6step、E12step、E24step......，JIS标准有如下规定。

(JISC5063)-----------------------------------------------------------------------------------------E6标准数列的理论数值为四舍五入值，为E12值之一E3标准数列的理论数值为四舍五入值，为E6值之一-----------------------------------------------------------------------------------------例如，E3step时，有1，2.2，4.7，10，22，47，100，位数多一位，就有3个step。

我公司多层陶瓷电容器标准step如下所示。

10pF以下......每0.1pF10pF~1μF......E6step1μF以上......E3step※根据温度特性及系列也采用E12，E24step。

Q: 请告知直流的漏电流标准值。

A: 直流的漏电流标准值并非规定的，但绝缘电阻值为规定值。

可通过绝缘电阻的规定值及产品额定电压，利用算式I=V/R推算漏电流。

但是，依据我公司规定的绝缘电阻标准值计算出值，所谓保障也只限绝缘电阻产品。

1. 绝缘电阻标准值计算漏电流的方法例：GRM155B31H103KA88(1) 确认GRM155B31H103KA88的保证性能的绝缘电阻标准值。

(2) GRM155B31H103KA88的容量小于0.047μF，绝缘电阻的标准值则大于10000MΩ。

(3) I=V/R中代入绝缘电阻标准值的10000MΩ及型号GRM155B31H103KA88的额定电压50V。

(4) I=50/10000M(5) I（漏电流）=0.0005μA以下2. 由ΩF推算绝缘电阻的标准值，计算漏电流的方法例：GRM188B30J106ME47(1) 确认GRM188B30J106ME47型号的保证性能的绝缘电阻标准值。

(2) 根据下表GRM188B30J106ME47的绝缘电阻标准值为50ΩF以上。

(3) 单位ΩF为电阻及静电容量的乘积，50ΩF除以型号的静电容量值得绝缘电阻标准值。

(4) 绝缘电阻=50ΩF/10μF(5) 绝缘电阻=5MΩ（μ=10-6、M=106）(6) I=V/R中代入绝缘电阻标准值的5MΩ及型号GRM188B30J106ME47的额定电压6.3V。