セラミックコンデンサについて

質問

はじめまして。分からない事がありますので助けて頂けると大変助かります。

セラミックコンデンサの単層と積層の特性・性能の違いを教えて頂けますか？

それとチップコンデンサの故障モードも教えて下さい。知っているのは過電圧、ガス、などです。

宜しくお願い致します。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

こんにちは。
単層に比べて積層はその層数に比例して容量が大きくとれます。性能的には大した違いは無いと思います。
それより、温度補償用とそうでないもの（高誘電率系）との性能や特性の違いが大きいです。

温度補償用：静電容量が大きいものは有りませんがＤＣバイアス（印加電圧）による容量偏差がすくなく、温度係数も０又は任意のものが作れます。
温度補償回路や発振回路、正確な時定数回路に適します。

高誘電率系：容量が大きいものが作れパスコンには最適ですが、ＤＣバイアス（印加電圧）による容量偏差が大きいのと、温度係数非常に大きくなります。
容量値自体の誤差も非常に大きいです。
理由は温度補償用ですと通常の積層セラミックを誘電体として使用しますが、高誘電率系はチタン酸バリウム等を使用する為、温度や電圧に対して非常に敏感なものとなっています。

故障モード（範囲が広いのでチップのセラミックコンデンサに限定します）はおっしゃられている原因の他には、チップ自身のクラックがあります。
基板ブレイク時の応力やリフローの熱不平衡、外的衝撃により薄いセラミック層にクラックが入ることが良くあります。
セラミック自体が硬いので注意が必要です。

補足

ありがとうございます。
単層と積層で差はないですか。温度補償用とそうでないものの性能や特性の差は聞いた事は有りましたが、温度変動に強い物とパスコンに向いているもの程度の認識でした。

今、使用しているのは1ポールフィルタとして使用しているのですが、積層のセラミックコンデンサチップを高温（70℃）時使用するとノイズがでたりでなかったりしています。温度補償用か高誘電率系どっち使っているかも分かりません。ただ単層だとノイズは出ないと言われました。これはコンデンサのスペックに問題が有ると考えて宜しいのでしょうか？
余り細かい事を書けないのですがアドバイスお願します。

回答No.2

noname#230359

こんばんは。
正確に言うとチップの場合単層というのはみあたらないはずです（層数自体の記述も）
実際は２層から商品化されているとものの本に書かれていました。

さて、１ポールフィルタですと素子感度が極めて低いので高誘電率系を使って支障があったことはありません。
良く「ノイズが出た」と言われますが、周波数成分やレベル又は波形を聞かないとまるっきりイメージがつかめないのが常です。

「能動素子」と言われるくらいのデバイスですから、いじめていない限りは、それ自身から発生するノイズは極めて少ないはずです。

但し高温になるとと言う点から無理やり考えると、高誘電率系の中でも温度係数の大きいタイプ（２Ｆ４特性品）ですと７０℃だと常温より－７０％くらい容量が低下しますので、ＬＰＦに使った場合２倍以上の帯域幅となります。
このことにより不要な高域成分がノイズに見えるといったことは有りませんか？
又は信号振幅（印加電圧）により容量が変化するので、信号源がサイン波の場合、ひずみ率が増加することもあります。

補足

ありがとうございます。

一応SINGLE LAYERと言って売っているメーカーがあります。内部構造までは分かりませんが。

ノイズの件ですが、信号が微少なのとノイズに弱いICを使用しているのでちょっとしたノイズでも駄目らしいです。

コンデンサの温度特性は±10％なので性能はそこまで悪くないです。
ちなみに信号は電流パルスから電圧信号パルスに変換されます。