1、 概述
MLCC(多層瓷介質(zhì)電容器)的電容量與其陶瓷介質(zhì)的介電常數(shù)與正比，不同的瓷介質(zhì)呈顯不同的介質(zhì)特性，且介電常數(shù)越大(電容量越大) ，其溫度特性越差、施加直流偏置電壓的電容量的變化也越大。如電容器在高溫電老煉試驗(yàn)或介質(zhì)強(qiáng)度試驗(yàn)后，會(huì)發(fā)生電容器容值變小，造成原檢驗(yàn)產(chǎn)品出現(xiàn)異常的電容量測(cè)試不合格，這種現(xiàn)象被稱是電容器的〝老化特性〞，但這種變化是可逆的，是電容器固有的電特性，屬正常的現(xiàn)象。這種老化特性引起的電容量變小，隨著時(shí)間推移會(huì)逐步恢復(fù)，也可通加速的方法進(jìn)行恢復(fù)，這種現(xiàn)象被稱〝去老化特性〞。
2、 1類MLCC
1類多層瓷介質(zhì)電容器不存在老化特性, 即對(duì)于COG(NPO)介質(zhì)的電容量是不存在老化問(wèn)題的。
3、 2類MLCC
1) 2類瓷介質(zhì)老化特性
介電常數(shù)在居里點(diǎn)的改變是可逆的, 但這種可逆不是瞬間能完成的這種現(xiàn)象叫老化。2類介質(zhì)電容器的電容量具有老化的特性, 即電容量隨時(shí)間而減少，且這種變化隨時(shí)間呈指數(shù)關(guān)系。其原因：2類陶瓷介質(zhì)都具有鐵電特性，并呈現(xiàn)出一個(gè)居里溫度，介質(zhì)在這個(gè)溫度以上具有高度對(duì)稱的立方晶體結(jié)構(gòu)，而低于居里溫度時(shí)，立方晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性就降低。在熱波動(dòng)的影響下，在介質(zhì)冷卻至居里溫度之后，在一段很長(zhǎng)時(shí)間由于介質(zhì)特性所致，電容量會(huì)隨放置時(shí)間的延長(zhǎng)而變小，電容量減少這就是通常說(shuō)的2類介質(zhì)電容器的老化現(xiàn)象，但如果將電容器加熱到高于居里溫度的某一溫度時(shí)（+125℃～+150℃），則就會(huì)消除老化現(xiàn)象，當(dāng)電容器再次冷卻時(shí)，會(huì)重新開(kāi)始老化。
2) 2類瓷介質(zhì)老化規(guī)律
電容器從高溫冷卻至居里溫度后，電容量按常用對(duì)數(shù)減小的規(guī)律可以用老化系數(shù)k表示。即由介質(zhì)老化過(guò)程中引起的電容量減小的百分比來(lái)表示，一般介質(zhì)的老化過(guò)程是以每“十倍時(shí)”電容量的變化度量的，即在10的倍數(shù)時(shí)間內(nèi)電容器的電容量減小的百分比。例如：1h到10h，電容量的減小的百分比為k（即：1h；如：每10倍時(shí)間變化2%），則1h到100h時(shí)電容量減小的百分比就是2k，1h到1000h時(shí)是3k。
例如：X7R和Y5V電容量隨時(shí)間老化，通過(guò)居里點(diǎn)(約130℃)10小時(shí)之后：
X7R的容量100nF，第100小時(shí)容量為99nF，第1000小時(shí)容量為98 nF；
Y5V在第100容量為94nF，第1000小時(shí)容量為88nF(除非用戶另行規(guī)定,原則是以1000小時(shí)點(diǎn)為容量值的仲裁標(biāo)準(zhǔn))。
由此可知，電容量按指數(shù)規(guī)律變化，要注意以線性時(shí)間為基礎(chǔ)的老化在1000小時(shí)以后相當(dāng)?shù)氐汀?/span>
其變化規(guī)律要由下列方程表示：
Ct=C1（1-K·lgt/100）
其老化系數(shù)K值：
K=100（Ct1-Ct2）/（Ct1·lgt2- Ct2·lgt1）
式中：Ct—老化過(guò)程開(kāi)始后t小時(shí)的電容量；
Ct 1—老化過(guò)程開(kāi)始后1小時(shí)的電容量；
K— 老化常數(shù)，用“十倍時(shí)”的百分比表示；
t—從老化過(guò)程開(kāi)始起經(jīng)過(guò)的時(shí)間。
3) 2類瓷介質(zhì)去老化特性
電容量的老化是可以還原，又會(huì)重復(fù)發(fā)生的。將電容器加溫高于125℃，就會(huì)起到返老化(或稱去老化)的作用，通過(guò)130℃1h返老化，使電容量減小的部分恢復(fù)，而在電容器再次冷卻時(shí)老化又重新開(kāi)始。從上述例子可以看到：2類陶瓷中X7R受老化因素影響不大；Z5U或Y5V電容器的老化率范圍高達(dá)(5～10)%。這說(shuō)明了為何航天不允許使用Z5U或Y5V溫度特性的多層瓷介電容器，這也是設(shè)計(jì)人員在為追求大容量值而往往不考慮溫度特性而帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題。
4) 控制辦法
a) 為了減少用戶在入廠檢驗(yàn)時(shí)由于老化可能產(chǎn)生的容量精度判斷困難，生產(chǎn)廠采用加嚴(yán)對(duì)容量下降值的控制，一般保證在出廠后1000h內(nèi)。當(dāng)用戶檢驗(yàn)時(shí)電容器出廠已超出1000h（約一個(gè)半月時(shí)間），則可采取返老化處理，方法：產(chǎn)品在正極限溫度下放置1h，然后室溫中保持24小時(shí)后再測(cè)容量即可恢復(fù)。
b) 在電容量測(cè)量允許偏差分檔時(shí), 電容器生產(chǎn)廠通常先進(jìn)行電老煉，以便使提供給用戶的電容器允許偏差達(dá)到標(biāo)稱值的正偏差。
c) 較長(zhǎng)的貯存壽命也可通過(guò)預(yù)先老化和提高容量分選公差帶來(lái)保證產(chǎn)品的容差精度。
d) 損耗因數(shù)也受老化的影響, 在貯存期間出現(xiàn)逐漸減少的現(xiàn)象, 這種有益的變化不會(huì)出現(xiàn)大幅度的變化。
e) 高電壓的作用, 如在介質(zhì)抗電強(qiáng)度(耐壓)試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的高電壓,會(huì)使電容量下降。在一些標(biāo)準(zhǔn)(如MIL-C-11015)中對(duì)這種影響作了規(guī)定, 即對(duì)電容量和功率因數(shù)允許經(jīng)過(guò)12小時(shí)的等待時(shí)間計(jì)入高電壓試驗(yàn)后的允許偏差。
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