CN104515916B - 电容器的检测筛选方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容器的检测筛选方法，包括：在电容器上印加直流电压进行预备充电，预备充电经过所定时间Tb后结束，然后让被检测对象电容器开始进行自行充电，在电容器自行充电进行所定时间T后，在电容器上印加测定电压，然后测定流过电容器的充电电流值，通过将所述充电电流值与经过相同工序测定的电容器合格品的充电电流值进行比较来剔除电容器的不合格品。上述预备充电时间Tb为30ms时,设定上述自行充电时间T为1440ms。本发明可以通过采用合适的电容器自行充电时间，容易地对具有L位错缺陷的电容器进行检测筛选，填补了利用现有技术不能对具有L位错缺陷的电容器进行检测筛选的空白，对能制造可靠性高、寿命长的电容器具有积极有益的效果。

Description

电容器的检测筛选方法

技术领域

本发明涉及一种电容器的检测筛选方法,具体地说，是涉及一种在电容器产品出厂前对其质量进行检测判定其是否合格的一种方法。

背景技术

目前，作为电容器生产过程中质量控制的一个环节,要对出厂前的电容器产品进行质量检测,其中一项检测就是针对电容器的绝缘电阻值进行的，检测时就看电容器的绝缘电阻值是否达到或者是否具有规定的电阻值特性。通常，进行这样的检测是通过对被检测对象的电容器的外部电极印加额定电压，利用电容器的充放特性，从测得的流过电容器的充电电流来获得其绝缘电阻值的。在这种检测方式中，由于需要测定对电容器进行了充分充电状态下的电流值，测定时间往往需要几十秒(比如按照日本标准JIS-C5102的方式需要60秒)的时间，因而造成检测效率低导致电容器生产成本较高的问题。

现有技术(日本专利文献特开2000-81456)中，披露了可以缩短上述测定时间的一种电容器绝缘电阻的测定方法，该方法采用预先对电容器印加直流电压，然后再印加测定电压，通过流过电容器的充电电流来测定其绝缘电阻。具体地说，是在预备充电期间进行电容器容量的充电，在预备充电期间完成开始到印加测定电压为止让电容器自行放电，在该自行放电期间中，电容器的电介质极化部分被自行充电。

图1是表示采用这种方法测定陶瓷电容器的绝缘电阻时的电容器充电特性曲线图。其中横轴表示的是时间，纵轴表示的是电流。如图1所示，其充电特性曲线由初期的非线性充电特性的领域①、后期的陶瓷电容器所特有的吸取极化电流部分的线性充电特性的领域③以及两者之间的迁移充电特性的领域②组成。上述领域①和领域②构成所述的预备充电期间。在线性充电特性领域③的中途一旦停止充电，放置一定时间后重开充电时，会出现电流值瞬间变高的脉冲，如果是合格的电容器，反映其电流值的充电特性曲线随即便又回到线性充电特性的曲线上来，但如果电容器有质量问题不合格的话，反映其电流值出现偏差使得其充电特性曲线偏离正常的线性充电特性曲线，因此，该现有技术就是利用这个方法，在预备充电期间完成后的线性充电特性领域的中途停止充电一段时间(该段时间即为电容器的自行充电时间)，然后再印加测定电压，通过判定印加测定电压后的充电特性曲线的走向，来判断电容器是否合格。通常，如果预备充电期间的时长为Tb时，那么对于电容容量在0.1μF以下的陶瓷电容器来说，其电容器的自行充电时间设定在Tb×3以内。

对于电容器存在的一般缺陷，采用上述方法来检测，是能比原来不采用让电容器自行充电后印加测定电压的方式节省检测时间。但这种方法对陶瓷电容器存在的一些特殊缺陷来说，它就无能为力，即用这种方法不能有效地检测出那些特殊缺陷。这里所说的特殊缺陷，比如说在积层陶瓷电容器中容易产生的“内部电极错位缺陷”。如图2所示，积层陶瓷电容器1具有电容器主体5，其具有被积层的多个介电陶瓷层2和沿着介电陶瓷层2间的特点和界面形成的多个内部电极3、4，在电容器主体5的外表面上的相互不同位置上，形成有第一外部电极6和第二外部电极7，而与第一外部电极6相连的内部电极3称为第一内部电极，与第二外部电极7相连的内部电极4称为第二内部电极，多个第一内部电极3和多个第二内部电极4顺着层积方向交替配置。这种积层陶瓷电容器在制造过程中，有时会出现如图3所示的缺陷，即与第一外部电极6不相连接的第二内部电极4的端部异常接近第一外部电极6，或者与第二外部电极7不相连接的第一内部电极3的端部异常接近第二外部电极7。造成这种缺陷的原因是因为对积层后的电容器主体5进行切割时，其实际切割线W2方向偏离了基准切割线W1方向，使得切割后的电容器主体5中的一些内部电极3、4的端部较其他内部电极3、4的端部更接近外部电极6、7，形成错位。由于通常电容器的外部电极处于电容器的长度方向上，因此也把这种错位叫做“长度方向内部电极错位”(以下简称为“L错位”)，发生L错位后的内部电极3、4的端部与外部电极6、7之间的距离t为零时，即一些内部电极3、4直接与外部电极6、7相接触形成短路时，这种缺陷可以用上述的现有技术的方法检测出来。发生L错位后的内部电极3、4的端部与外部电极6、7之间的距离t不为零，即使距离t较小时，由于其电气特性与合格的正常产品之间没有差别，因此具有这种L错位缺陷的电容器就不能用上述的现有技术的方法检测出来。而且不仅用上述这种现有技术的方法不能把这种缺陷检测出来，即使不考虑检测效率而采用传统的检测方法(比如用上述的日本标准JIS-C5102所示的方法印加电压60秒或120秒)，也不能把这种缺陷检测出来。而这种缺陷是随着电容器的使用，才慢慢显现出来的，会对电容器的可靠性以及寿命产生影响，但对于要求可靠性高以及寿命长的电容器来说，在出厂前就需要把具有这种L错位缺陷的电容器检测出来。因此，本技术领域急需这样一种具有能把这种L错位缺陷的电容器检测出来的方法。

本发明的目的就在于提供一种能把存在L错位缺陷的电容器检测筛选出来的电容器的检测筛选方法。

发明内容

本发明提供的一种电容器的检测筛选方法，包括：在被检测对象的电容器上印加直流电压进行预备充电的工序；预备充电结束后的该电容器进行自行充电的工序；在所述自行充电经过规定时间T之后，在电容器上印加测定电压，测定流过电容器的充电电流值的工序，通过将所述充电电流值与经过相同工序测定的电容器合格品的充电电流值进行比较来判定剔除电容器的不合格品的工序；其特征在于，表示所述电容器自行充电的规定时间的自行充电时间T是通过以下工序确定的，即1)设定多个自行充电时间T，通过对多个电容器的合格品及不合格品的充电特性进行测定，确定该充电特性中对应的所述充电电流值的偏差范围的工序；2)选择上述电容器合格品的充电特性中对应的所述充电电流值的偏差范围与电容器不合格品的充电特性中对应的所述充电电流值的偏差范围之间没有重叠时的自行充电时间T的工序。

根据本发明的方法，由于利用电容器不合格品的充电特性确定出能将该类电容器不合格品检测筛选出来的相关检测条件(即电容器自行充电时间)，因此，可以利用该相关检测条件(即电容器自行充电时间)容易地对该类电容器不合格品进行检测筛选，填补了利用现有技术不能对具有L位错缺陷的电容器进行检测筛选的空白，对能制造可靠性高、寿命长的电容器具有积极有益的效果。

作为本发明的另一种电容器的检测筛选方法，进行预备充电的时间设为Tb时，预备充电时间Tb为电容器容量的充电期间的时间与迁移期间的时间之和。

作为本发明的电容器的检测筛选方法的优选方案，该检测筛选方法被用来对在内部电极的长度方向上存在电极位错缺陷的不合格品进行检测判定。

作为本发明的另一种电容器的检测筛选方法，自行充电时间T相对于预备充电时间Tb，设定其在满足Tb×m<T<Tb×n关系的时间范围内，其中1≤m<n。

作为本发明的电容器的检测筛选方法的优选方案，电容器容量在0.1μF以下时，设定上述m为35，设定上述n为50。

作为本发明的电容器的检测筛选方法的优选方案，上述预备充电时间Tb为30ms时,设定上述m为35，设定上述n为50。

作为本发明的电容器的检测筛选方法的最佳优选方案，预备充电时间Tb为30ms时,设定上述自行充电时间T为1440ms。

根据本发明的方法及其优选方案，更能准确地利用相关检测条件(即电容器自行充电时间)检测筛选出电容器不合格品。

附图说明

图1是表示现有技术的电容器充电特性曲线图。

图2是表示积层陶瓷电容器结构的剖面示意图。

图3是表示积层陶瓷电容器具有的L位错缺陷的剖面示意图。

图4是表示本发明实施例采用的检测装置的正面示意图。

图5是表示本发明实施例的被检测对象的充电特性的曲线图。

图6是表示本发明实施例中用于确定相关检测条件的被检测对象的充电特性的曲线图。

具体实施方式

以下，就本发明应用于对电容器进行检测筛选的实施例作详细说明。

本实施例采用的检测装置10如图4所示，包括圆形的旋转检测台20以及与旋转检测台20相配套的检测设备30。所述旋转检测台20上，设置有多个(共27个)检测工位，另外还具有装入被检测对象的装载工位以及取出被检测对象的卸载工位(未图示)。在检测设备30上设有电压印加装置以及检测端子等(未图示)。利用该检测装置10进行检测时，对装载被检测对象、实施检测、实施筛选、卸载被检测对象等一系列动作，都是在一定的节奏下连续自动进行的。

作为本实施例的被检测对象，采用了电容器容量为0.1μF的积层陶瓷电容器C1。在检测积层陶瓷电容器C1之前，首先用上述检测装置对作为被检测对象的积层陶瓷电容器C1的充电特性进行测定，如图5所示，测得的该充电特性的预备充电时间Tb为30ms。另外，预备充电时间Tb为电容器的容量(此时为0.1μF)的充电期间(上述图1中的领域①)的时间与迁移期间(上述图1中的领域②)的时间之和。这样一来，电容器的容量可获得完全充电，使得其自行充电更容易进行。

接下来，用上述检测装置再针对作为被检测对象的600个没有L位错缺陷的合格电容器产品以及600个具有L位错缺陷的不合格电容器产品，对其充电特性进行测定。具体测定方法如下：

第一步骤是对电容器印加直流电压进行预备充电，预备充电经过所定时间Tb(此时Tb＝30ms)后结束，然后进行第二步骤，让电容器开始进行自行充电，在电容器自行充电进行所定时间T后，进行第三步骤，在电容器上印加测定电压，同时测定流过电容器的充电电流值，此时，印加测定电压时测得的电容器的充电特性曲线，表示于图6中。

本实施例中，对上述电容器自行充电时间T，分别选用了T1(＝240ms，即T1＝Tb×8)，T2(＝1440ms，即T2＝Tb×48)和T3(＝1500ms，即T3＝Tb×50)等3种。

在上述电容器自行充电时间T，选用T1(＝240ms，即T1＝Tb×8)时，对600个没有L位错缺陷的合格电容器产品检测后，通过对所有在印加测定电压结束时测得的电容器的充电电流值K1进行加权平均后确定出一个充电电流值K1的范围；另外，也对多个(600个)具有L位错缺陷的合格电容器产品检测后，通过对所有在印加测定电压结束时测得的电容器的充电电流值K2进行加权平均后确定出一个充电电流值K2的范围。上述充电电流值K1的范围以及充电电流值K2的范围均被称为充电电流值偏差范围。上述充电电流值K1的范围以及充电电流值K2的范围被表示在图6中。另外，充电电流值K1的范围以及充电电流值K2的范围分别采用标准偏差±3σ加以确定。

同样，在上述电容器自行充电时间T，选用T2(＝1440ms，即T2＝Tb×48)时，对多个(600个)没有L位错缺陷的合格电容器产品检测后，通过对所有在印加测定电压结束时测得的电容器的充电电流值K3进行加权平均后确定出一个充电电流值K3的范围；另外，也对多个(600个)具有L位错缺陷的合格电容器产品检测后，通过对所有在印加测定电压结束时测得的电容器的充电电流值K4进行加权平均后确定出一个充电电流值K4的范围。上述充电电流值K3的范围以及充电电流值K4的范围也被表示在图6中。另外，充电电流值K3的范围以及充电电流值K4的范围分别采用标准偏差±3σ加以确定。

同样，在上述电容器自行充电时间T，选用T3(＝1500ms，即T3＝Tb×50)时，对多个(600个)没有L位错缺陷的合格电容器产品检测后，通过对所有在印加测定电压结束时测得的电容器的充电电流值K5进行加权平均后确定出一个充电电流值K5的范围；另外，也对600个具有L位错缺陷的合格电容器产品检测后，通过对所有在印加测定电压结束时测得的电容器的充电电流值K6进行加权平均后确定出一个充电电流值K6的范围。上述充电电流值K5的范围以及充电电流值K6的范围也被表示在图6中。另外，充电电流值K5的范围以及充电电流值K6的范围分别采用标准偏差±3σ加以确定。

接下来，对采用上述检测装置实际对被检测对象的电容器进行检测筛选的方法进行说明。

首先，第一步骤是对电容器印加直流电压进行预备充电；预备充电经过所定时间Tb后结束，然后进行第二步骤，让电容器开始进行自行充电；在电容器自行充电进行所定时间T后，进行第三步骤，在电容器上印加测定电压，同时测定流过电容器的充电电流值；接下来进行第四步骤，将上述印加测定电压时测得的电容器的充电电流值，与上述电容器合格品的充电特性中对应的电流值作比较，根据比较结果对被检测对象的电容器进行筛选。其具体判定筛选方法是：上述印加测定电压时测得的电容器的充电电流值，如果没有偏离上述电容器合格品的充电特性中对应的电流值，则判定该电容器产品属于没有L位错缺陷的合格产品；相反，上述印加测定电压时测得的电容器的充电电流值，如果偏离了电容器合格品的充电特性中对应的电流值，则判定该电容器产品属于具有L位错缺陷的不合格产品应予以剔除。

但是，在实际检测判定过程中，由于上述电容器的合格品及不合格品的充电特性中对应的电流值分别存在一定的偏差范围，当两者的偏差范围重叠时，就难以判断电容器产品是否属于具有L位错缺陷的不合格产品。本申请人通过事先设定多个不同的自行充电时间T反复实验发现，当自行充电时间T较短时，上述两者的偏差范围出现重叠，难以判断电容器产品是否属于具有L位错缺陷的不合格产品。现有技术的检测方法中就是因为自行充电时间T较短，而无法用来检测判定具有L位错缺陷的不合格产品。本申请人在延长自行充电时间T的情况下进行反复实验的结果，找到了对应于上述两者的偏差范围不重叠的自行充电时间T。同时，本申请人通过反复实验自行充电时间T的延长超过一定范围时，上述两者的偏差范围又出现重叠。也就是说，自行充电时间T的延长在一定时间范围内时，两者的偏差范围才不出现重叠，而该延长的时间范围又与电容器的容量有关。本申请人也正是在电容器的检测判定过程中通过将自行充电时间T加以延长，才找到利用电容器的充电特性对具有L位错缺陷的不合格产品进行检测判定的本发明的方法的。

从上面采用不同电容器自行充电时间测定出的合格品与不合格品的充电特性以及合格品与不合格品的充电电流值偏差范围来看，可知当电容器自行充电时间为T1(＝240ms，即T1＝Tb×8)时，如图6所示，由于合格品的充电电流值K1的范围与不合格品的充电电流值K2的范围有一定范围的重叠，因此，这种情况下，无法进行上述第四步骤的判定和筛选。另外，当电容器自行充电时间为T3(＝1500ms，即T3＝Tb×50))时，如图6所示，虽然合格品的充电电流值K5的范围与不合格品的充电电流值K6的范围之间没有出现重叠，但已经很接近，因此，这种情况下，勉强可进行上述第四步骤的判定和筛选。而当电容器自行充电时间为T2(＝1440ms，即T2＝Tb×48)时，如图6所示，合格品的充电电流值K3的范围与不合格品的充电电流值K4的范围之间没有出现重叠而且离开得较远，因此，这种情况下，非常适合进行上述第四步骤的判定和筛选。

由此，可利用本发明的检测方法来判定筛选具有L位错缺陷的电容器的条件，是将电容器自行充电时间T设定为满足以下关系，即Tb×m<T<Tb×n。其中Tb为预备充电时间，m和n都是正整数且m<n。对于本实施例而言，上述预备充电时间Tb为30ms,设定上述m为35，设定上述n为50。作为本实施例的优选方案，上述电容器自行充电时间T设定为1440ms。

根据本发明的实施例，由于可以利用具有L位错缺陷的电容器的充电特性确定出能将具有L位错缺陷的电容器检测筛选出来的相关检测条件(即电容器自行充电时间)，因此，可以利用该相关检测条件(即电容器自行充电时间)容易地对具有L位错缺陷的电容器进行检测筛选，填补了利用现有技术不能对具有L位错缺陷的电容器进行检测筛选的空白，对能制造可靠性高、寿命长的电容器具有积极有益的效果。

在上述的说明中，作为本实施例的优选方案，上述电容器自行充电时间T设定为1440ms。其实只要电容器自行充电时间T满足上述Tb×m<T<Tb×n这一关系，同时合格品的充电电流值的范围与不合格品的充电电流值的范围之间没有重叠的范围，就上述本实施例而言，还可将电容器自行充电时间T设定为，T＝1050ms(即Tb×35)、或T＝1200ms(即Tb×40)、或T＝1350ms(即Tb×45)等。

另外，也可采用上述实施例以外的检测设备进行检测，此时，上述Tb×m<T<Tb×n这一关系中的m和n也可以不是整数。但m为大于等于1。

另外，在上述实施例中，对600个合格电容器产品以及不合格电容器产品检测后，通过对所有在印加测定电压结束时测得的电容器的充电电流值进行加权平均后确定出一个充电电流值的偏差范围。但也可以不限定为600个，可以为500个，或800个，或1200个。

另外，上述实施例仅仅针对电容器容量为0.1μF的积层陶瓷电容器提供了获得进行检测筛选具有L位错缺陷的电容器的条件以及进行检测筛选的本发明的方法。对于具有其他电容器容量的积层陶瓷电容器也可以采用本发明的方法获得进行检测筛选具有L位错缺陷的电容器的条件以及进行检测筛选，其有益效果一样。

Claims (7)

1.一种电容器的检测筛选方法，包括：在被检测对象的电容器上印加直流电压进行预备充电的工序；预备充电结束后的该电容器进行自行充电的工序；在所述自行充电经过规定时间T之后，在电容器上印加测定电压，测定流过电容器的充电电流值的工序，通过将所述充电电流值与经过相同工序测定的电容器合格品的充电电流值进行比较来判定剔除电容器的不合格品的工序；其特征在于，表示所述电容器自行充电的规定时间的自行充电时间T是通过以下工序确定的，即

1)设定多个自行充电时间T，通过对多个电容器的合格品及具有在内部电极的长度方向上存在电极位错缺陷的不合格品的充电特性进行测定，确定该充电特性中对应的所述充电电流值的偏差范围的工序；

2)选择上述电容器合格品的充电特性中对应的所述充电电流值的偏差范围与具有在内部电极的长度方向上存在电极位错缺陷的电容器不合格品的充电特性中对应的所述充电电流值的偏差范围之间没有重叠时的自行充电时间T的工序。

2.如权利要求1所述的电容器的检测筛选方法，其特征在于，将进行预备充电的时间设为Tb时，该预备充电时间Tb为电容器容量的充电初期的非线性充电特性段的时间与迁移期间的时间之和，所述迁移期间是从所述非线性充电特性段的结束时刻起，至充电后期的吸取极化电流部分的线性充电特性段的开始时刻为止的期间。

3.如权利要求1或2所述的电容器的检测筛选方法，其特征在于，上述电容器是由陶瓷层和内部电极积层而成的积层陶瓷电容器，该检测筛选方法被用来对在内部电极的长度方向上存在电极位错缺陷的不合格品进行检测判定。

4.如权利要求2所述的电容器的检测筛选方法，其特征在于，上述自行充电时间T相对于上述预备充电时间Tb，设定其在满足Tb×m<T<Tb×n关系的时间范围内，其中1≤m<n。

5.如权利要求4所述的电容器的检测筛选方法，其特征在于，电容器容量在0.1μF以下时，设定上述m为35，设定上述n为50。

6.如权利要求4所述的电容器的检测筛选方法，其特征在于，上述预备充电时间Tb为30ms时,设定上述m为35，设定上述n为50。

7.如权利要求4所述的电容器的检测筛选方法，其特征在于，上述预备充电时间Tb为30ms时,设定上述自行充电时间T为1440ms。