세라믹 커패시터의 노화 / 디케이드 시간(Decade Hour)이란 무엇인가요?

세라믹 커패시터는 시간이 경과함에 따라 구조와의 상관 관계로 정전 용량 값의 일부가 손실됩니다. 이러한 손실을 피할 수는 없지만, (손실 값을)측정하고 특정할 수 있습니다. 제조사들은 이러한 손실에 대한 측정 단위로서 디케이드 시간을 사용하는 경우가 많습니다.

예를 들어 KEMET사 부품번호 C0603C105K8PACTU를 살펴보겠습니다. 이 부품은 온도 계수가 X7R인 10uf 커패시터입니다. KEMET은 리플로우 후 특정 시간대 동안은 이 부품의 정전용량이 설계 공차 이내일 것이라고 명시하며 디케이드 시간을 사용합니다. 이 경우에서 '디케이드 시간’은 1시간, 10시간, 100시간, 1000시간 등 이전 측정 시간에서 (다음 측정까지의)측정 기간이 열 배 더 길어진다는 것을 뜻하며, 이는 선형 스케일이 아닌 로그 스케일의 시간을 의미합니다. 시각적 예시를 위해, 아래 KEMET사의 유용한 그래프들을 확인해 보시기 바랍니다.

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보시다시피 커패시터는 이전 측정 후 매 디케이드 마다 전체 정전 용량 값의 약 5%가 손실됩니다. 리플로우 공정 한 시간 후에는 약 12uF입니다. 10시간 또는 1 디케이드 후에는 정전 용량이 처음 측정한 정전 용량의 5%가 감소할 것입니다. 100시간 또는 2 디케이드 후에는 또 5%가 감소할 것이며, 1000시간 또는 3 디케이드 후에는 5%가 더 감소하여 의도한 설계 공차를 준수합니다.

이런 매 디케이드 마다 5%의 감소는 커패시터가 또 다른 130°C 이상의 열응력(thermal stress)에 노출되기 전까지는 커패시터의 수명 동안 무한으로 지속됩니다. 이 열응력은 커패시터를 디에이징해서 정전 용량을 다시 12uf으로 재설정하며 디케이드 타이머도 다시 시작하게 됩니다.

노화를 포함한 세라믹 커패시터에 대한 보다 자세한 내용은 Digi-Key EEwiki의 훌륭한 게시글인 Ceramic Capacitors(세라믹 커패시터)를 참고하시기 바랍니다.



영문 원본: Ceramic Capacitor Aging / What is a Decade Hour?