セラミックキャパシター（7） ―― 使用上の注意点とディレーティング：中堅技術者に贈る電子部品“徹底”活用講座（51）（1/4 ページ）

　前回はセラミックキャパシターの新しい構造について説明しましたが、高周波になるとさまざまな因子が影響しますのでやはり適材適所の使用が重要です。
　振り返ればセラミックキャパシターも今回で7回目になります。今回は今までのまとめとして使用上の注意点やディレーティングについて説明したいと思います。

種類2特有の特性

経時変化（エージング現象）

図1：90度グレインの発生^1）

　種類2（クラス2、あるいはクラスII）のセラミックキャパシター特有の現象の１つに時間とともに容量が減少するエージング現象があります。この種の誘電体はセラミックキャパシター（2）で説明したように分子構造がわずかに歪み、電荷分布が非対称になっています。このため分子が特定の方向にそろいやすくなり全体として自発分極と呼ばれる強誘電性を示す現象を発生させます。
　しかし、このわずかな歪みは周辺の分子から応力を受けることにもなります。ですので時間とともに分極粒界（グレイン）内で特定の方向にそろうことよりも、図1に示すように部分的に90度回転して応力を緩和しようとするようになります。この結果、誘電率が低下し容量減少に至ります。この減少の様子を図2（a）に示しますが対数時間とともに直線的に減少していくことが分かります。

　また、この現象は周囲からの応力によるものですので図2（b）に示すように、結晶をキュリー点以上に加熱し、徐冷、再結晶化することで容量を初期値にリセットすることができます。ただし、はんだ付け直後の容量変化はこの現象と異なり、一時的（数日間）な熱歪の影響ですので歪みが抜けるにつれて容量は復帰します。

図2：経時変化現象^2）

　この減少の様子は実験的には次のような式で表すことができます。各定数の意味は次の通りです。

　また1式を利用して2つの経過時間（T₁、T₂）と容量（C_T1、C_T2）からκを計算することができます。

ですから両式からκを求めると2式になります。

　また既知のデーター（κ、T₁、C_T1）から任意の時間と容量（T₂､C_T2）を予測するには2式を変形した3式を使用します。

　種類2のセラミックキャパシターを時定数回路などに使用する場合はこのような変化に対して設計マージンを見込んでおくことが必要になります。

圧電効果

　種類2に用いられる強誘電体はセラミックキャパシター（2）で紹介したように圧電材料の一種ですので弱いながらも圧電効果（電歪現象）を示します。このため、次のような現象を発生させる時があります。