CN114236421A - 一种片式钽电容器混合漏电流检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，步骤包括：确定片式钽电容器的漏电流总体分布；对片式钽电容器的混合漏电流进行检测；确定片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布；对片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布进行修正；确定片式钽电容器的混合漏电流检测参数判据；对片式钽电容器混合漏电流检测参数超差进行处理；对片式钽电容器的混合漏电流检测效果进行定义并计算。本发明实现舰载导弹的快速实战化发射，有效提高舰载武器的实战能力和作战效能。
Description
技术领域
本发明涉及一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，属于电容器测试技术领域。
背景技术
片式钽电容器因其容量大、体积小、电性能优良、可靠性高，在宇航领域被广泛选用。该类型电容器的电介质Ta2O5氧化膜表面存在各种微小的疵点、空洞以及隙缝之类的缺陷，宏观上表现为漏电流。漏电流是表示片式钽电容器的绝缘性能的关键指标，主要来源于通过上述缺陷的杂质离子电流和电子电流。漏电流变大是近年来使用中最常见的电容器失效模式。片式钽电容器漏电流检测应按照GB/T 2693-2001《电子设备用固定电容器第一部分：总规范》中描述的或相似的方法，采用“充电、测量、放电”的基本程序实施。
宇航用片式钽电容器成品的质量保证过程中，为保证产品质量与可靠性，在制造方筛选试验电压老炼前后、制造方质量一致性A组检验、使用方验收交收检验、使用方补充筛选等工作项目中，均需进行100％的电性能(含漏电流测试)；同时要求采用筛选数据或者质量一致性A组检验数据，对电性能参数进行参数一致性控制(漏电流参数一般拟合为正态分布)。其中，漏电流测试采用独立仪表，在规范中的一般要求是：在最长充电时间5min(或在较短的时间内达到规定的漏电流极限值)时测量；实际测量时根据电容量和电压的大小，可能采用充电时间10s、15s、30s、60s。
现有片式钽电容器漏电流检测均为逐份样品检测方式，都没有考虑其统计分布情况，是制约片式钽电容器质量保证工作效率的主要环节。由于都采用逐份样品检测方式，下列三种方法的实际测试时间相似，具体方法及优缺点如下：
(1)单只电容器独立手工测试方法
采用漏电流测试仪表(例如：同惠TH2686)配合夹具进行逐份样品检测，是最传统的片式钽电容器漏电流测试方式。首先人工确认电容器极性，然后在设置充电时间后，仪表手动或自动完成“充电、测量、放电”的程序，检测方法有效性高，软硬件投入成本低，但整体时间长，人力成本高。测量准确度要求一般为：不超过±2％或0.02μA，取较大者。
(2)带整体框架状态的全自动测试方法
由于片式钽电容器具有极性，承受反向电压极易击穿，全自动测试系统一般在整体引线框架未切割成型前进行，非成品状态，不适应宇航质量保证模式，一般用于民品测试。也可采取增加图像识别和纠错机构的编带测试方式，但市场上未见相关设备。该检测方法有效性和测量准确度与独立手工测试方法相似，人力成本低，但需考虑机械结构对电容器引出端及本体的影响，软硬件投入成本高。
(3)采用转移盒的自动测试方法
该方法配合宇航用片式钽电容器的包装盒使用，首先人工确认电容器极性，而后为保证接触良好，需人工辅助进行包装盒到测试盒相互转移，辅助测试用时整体较短。该检测方法有效性和测量准确度与独立手工测试方法相似，人力成本较低，但需考虑机械结构对电容器引出端及本体的影响，且需采用大量继电器对测试线路进行切换，软硬件投入成本高。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，实现舰载导弹的快速实战化发射，有效提高舰载武器的实战能力和作战效能。
本发明解决技术的方案是：
一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，步骤包括：
S1、确定片式钽电容器的漏电流总体分布；
S2、对片式钽电容器的混合漏电流进行检测；
S3、确定片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布；
S4、对片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布进行修正；
S5、确定片式钽电容器的混合漏电流检测参数判据；
S6、对片式钽电容器混合漏电流检测参数超差进行处理；
S7、对片式钽电容器的混合漏电流检测效果进行定义并计算。
进一步的，S1中，片式钽电容器的漏电流总体分布可以转化为正态分布N(μ，σ2)。
进一步的，确定正态分布参数的方法为：
进行K-S检验，p值≥0.05认为近似符合正态分布，直接得到μ、σ值；
否则，采用Box-Cox变换，得到转换后μ、σ值。
进一步的，S2中，对n只片式钽电容器并联，施加与总体分布原始数据检测时的指定充电时间相同的电压充电，测总漏电流值：Itest＝I1+I2+I3+…+In，之后进行放电，若有Itest出现一致性不合格情况，则对n只样品进行逐份样品检测。
进一步的，I1，I2，...，In均为同一批次样本，均满足N(μ，σ2)总体分布，根据独立同分布的中心极限定理，Itest服从N(nμ，nσ2)的正态分布。
进一步的，S4中，根据样品检测数据和历史经验值对片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布的均值和标准差进行修正。
进一步的，在分布函数中增加均值测试结果修正因子Δμ测试，μ＝μ+Δμ测试；
选择同样m只样品Ii，对比原始数据Ik记录，进行Itest分布均值修正，
进一步的，在应力筛选后，根据连续多批次样品标准差修正因子Δσ批量主产，对σ进行修正，σ＝σ+Δσ批量生产。
进一步的，S5中，按照3sigma原则作为识别离群值的控制限，
由于Itest～N(nμ，nσ2)，Itest一致性合格判据定为
或考虑定为
否则为一致性不合格。
进一步的，S6中，若有Itest出现一致性不合格情况，则对n只样品进行逐份样品检测，判断是否出现测量不准确或者样品测量值偏离漏电流总体分布的情况。
进一步的，S7中，若满足公式
则认为检测有效，否则需分析原因。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)与单只电容器独立手工测试方法、带整体框架状态的全自动测试方法、采用转移盒的自动测试方法相比，本发明充分利用了片式钽电容器制造方的统计分布数据和正态分布变换结果，采用实际最小包装盒装产品个数(60-150只)进行混合检验，可大大减少检测的次数，节约人力、物力和时间，适应验收或补充筛选的工程应用；
(2)片式钽电容器混合漏电流检测方法通过混合漏电流检测参数总体分布的推导和修正加严了控制要求，结合混合检验无效概率计算和分析，保证了批次检测的有效性。
附图说明
图1为片式钽电容器的漏电流典型总体分布；
图2为片式钽电容器的混合漏电流检测电路示意图；
图3为宇航用片式钽电容器的漏电流混合检测实施程序。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，如图1-3所示，步骤包括：
S1、确定片式钽电容器的漏电流总体分布；片式钽电容器的漏电流总体分布可以转化为正态分布N(μ，σ2)。
确定正态分布参数的方法为：进行K-S检验，p值≥0.05认为近似符合正态分布，直接得到μ、σ值；
否则，采用Box-Cox变换，得到转换后μ、σ值。
S2、对片式钽电容器的混合漏电流进行检测；对n只片式钽电容器并联，施加与总体分布原始数据检测时的指定充电时间相同的电压充电，测总漏电流值：Itest＝I1+I2+I3+…+In，之后进行放电，若有Itest出现一致性不合格情况，则对n只样品进行逐份样品检测。I1，I2，...，In均为同一批次样本，均满足N(μ，σ2)总体分布，根据独立同分布的中心极限定理，Itest服从N(nμ，nσ2)的正态分布。
S3、确定片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布；
S4、对片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布进行修正；根据样品检测数据和历史经验值对片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布的均值和标准差进行修正。
在分布函数中增加均值测试结果修正因子Δμ测试，μ′＝++Δμ测试；
选择同样m只样品Ii，对比原始数据Ik记录，进行Itest分布均值修正，
在应力筛选后，根据连续多批次样品标准差修正因子Δσ批量生产，对σ进行修正，σ′＝σ+Δσ批量生产。
S5、确定片式钽电容器的混合漏电流检测参数判据；按照3sigma原则作为识别离群值的控制限，
由于Itest～N(nμ，nσ2)，Itest一致性合格判据定为
或考虑定为
否则为一致性不合格。
S6、对片式钽电容器混合漏电流检测参数超差进行处理；若有Itest出现一致性不合格情况，则对n只样品进行逐份样品检测，判断是否出现测量不准确或者样品测量值偏离漏电流总体分布的情况。
S7、对片式钽电容器的混合漏电流检测效果进行定义并计算。
若满足公式
则认为检测有效，否则需分析原因。
一种片式钽电容器混合漏电流检测装置，采用宇航用片式钽电容器制造方原始包装盒，夹具或适配器连接漏电流测试仪，并保证全部电容器并联后施加指定电压；漏电流测试仪进行总直流漏电流测试时，测量误差不超过±2％或0.02μA，取较大者；测试后，漏电流测试仪可立即对电容器进行放电，应首先采用含电阻100±10Q的放电回路进行放电；然后采用短路方式进行放电，以确保电容器放电充分。
实施例
选取2006139批，CAK45A-E-25V-22μF-K片式钽电容器作为实例，具体程序见图3。在制造方质量一致性A组检验中，按照用户方要求进行了参数一致性统计分析，结果如下：
测试条件：测试电压：25V；充电时间：10s；
标称值控制范围：≤5.5μA；
批次内分布情况：见图1；
批次内均值/μ：1.02；
批次内标准差/σ：0.21。
补充筛选过程中，抽取一盒70只进行混合漏电流检测，经测试条件同上述质量一致性A组检验。
n＝70，按上述方法计算3sigma控制限为：(66.13，76.67)；
混合漏电流检测的测量值为Itest＝71.54μA，按上述方法满足3sigma控制限，结论为合格；计算检验无效概率为P(B|A)＝0.0066，认为混合检验有效。
在上述70只样品中抽出1只，采用1只不合格品替换(不合格品实测值为：7μA)；混合漏电流检测的测量值为Itest＝77.6μA，按上述方法不满足3sigma控制限，结论为不合格。
在上述70只样品中抽出1只，采用1只不合格品替换(不合格品实测值为：6μA)；混合漏电流检测的测量值为Itest＝76.6μA，按上述方法满足3sigma控制限，结论为合格。计算检验无效概率为P(B|A)＝0.6608，认为混合检验无效。分析原因为1只不合格品未检出。
本发明所涉及的控制方法已在宇航用片式钽电容器补充筛选漏电流测试应用中得到验证。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (11)
1.一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，步骤包括：
S1、确定片式钽电容器的漏电流总体分布；
S2、对片式钽电容器的混合漏电流进行检测；
S3、确定片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布；
S4、对片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布进行修正；
S5、确定片式钽电容器的混合漏电流检测参数判据；
S6、对片式钽电容器混合漏电流检测参数超差进行处理；
S7、对片式钽电容器的混合漏电流检测效果进行定义并计算。
2.根据权利要求1所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，S1中，片式钽电容器的漏电流总体分布可以转化为正态分布N(μ，σ2)。
3.根据权利要求2所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，确定正态分布参数的方法为：
进行K-S检验，p值≥0.05认为近似符合正态分布，直接得到μ、σ值；
否则，采用Box-Cox变换，得到转换后μ、σ值。
4.根据权利要求1所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，S2中，对n只片式钽电容器并联，施加与总体分布原始数据检测时的指定充电时间相同的电压充电，测总漏电流值：Itest＝I1+I2+I3+…+In，之后进行放电，若有Itest出现一致性不合格情况，则对n只样品进行逐份样品检测。
5.根据权利要求4所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，I1，I2，...In均为同一批次样本，均满足N(μ，σ2)总体分布，根据独立同分布的中心极限定理，Itest服从N(nμ，nσ2)的正态分布。
6.根据权利要求1所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，S4中，根据样品检测数据和历史经验值对片式钽电容器的混合漏电流检测参数总体分布的均值和标准差进行修正。
7.根据权利要求6所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，在分布函数中增加均值测试结果修正因子Δμ测试，μ′＝μ+Δμ测试；
选择同样m只样品Ii，对比原始数据Ik记录，进行Itest分布均值修正，
8.根据权利要求7所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，在应力筛选后，根据连续多批次样品标准差修正因子Δσ批量生产，对σ进行修正，σ′＝σ+Δσ批量生产。
9.根据权利要求1所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，S5中，按照3sigma原则作为识别离群值的控制限，
由于Itest～N(nu，nσ2)，Itest一致性合格判据定为
或考虑定为
否则为一致性不合格。
10.根据权利要求1所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，S6中，若有Itest出现一致性不合格情况，则对n只样品进行逐份样品检测，判断是否出现测量不准确或者样品测量值偏离漏电流总体分布的情况。
11.根据权利要求1所述的一种片式钽电容器混合漏电流检测方法，其特征在于，S7中，若满足公式
则认为检测有效，否则需分析原因。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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