JP2000228338A - 積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法 - Google Patents
積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部欠陥を有する積層セラミックコンデンサ
を精度良くスクリーニングする方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 誘電体セラミックの有効層８に欠陥部１
２が存在する積層セラミックコンデンサ１の外部電極６
間に直流定電流４を重畳し、外部電極６間の電圧を昇圧
させて電圧カーブ１１が平坦特性になった時点から更に
直流定電流４を所定時間通電し、その通電時間内におい
て外部電極６間の電圧が急激に降下した物を不良品とし
て選別除去する。
を精度良くスクリーニングする方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 誘電体セラミックの有効層８に欠陥部１
２が存在する積層セラミックコンデンサ１の外部電極６
間に直流定電流４を重畳し、外部電極６間の電圧を昇圧
させて電圧カーブ１１が平坦特性になった時点から更に
直流定電流４を所定時間通電し、その通電時間内におい
て外部電極６間の電圧が急激に降下した物を不良品とし
て選別除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は積層セラミックコン
デンサの絶縁抵抗特性を保証する積層セラミックコンデ
ンサのスクリーニング方法に関するものである。
デンサの絶縁抵抗特性を保証する積層セラミックコンデ
ンサのスクリーニング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来積層セラミックコンデンサの絶縁抵
抗特性を保証するための積層セラミックコンデンサのス
クリーニング方法としては、積層セラミックコンデンサ
の外部電極間に定格電圧を超える直流電圧を数回繰返し
印加し、誘電体セラミック層の欠陥部分を電気的に破壊
し、絶縁抵抗値が劣化したものを取り除く耐圧試験法
や、直流電圧を印加した後の一定時間経過後に絶縁抵抗
を測定し基準値まで復帰しないものを取り除く絶縁抵抗
測定試験法や、また直流電圧を印加し一定時間後の漏洩
電流値を測定し基準値を超えるものを取り除く漏洩電流
測定試験法などで不良品の選別を行っていた。
抗特性を保証するための積層セラミックコンデンサのス
クリーニング方法としては、積層セラミックコンデンサ
の外部電極間に定格電圧を超える直流電圧を数回繰返し
印加し、誘電体セラミック層の欠陥部分を電気的に破壊
し、絶縁抵抗値が劣化したものを取り除く耐圧試験法
や、直流電圧を印加した後の一定時間経過後に絶縁抵抗
を測定し基準値まで復帰しないものを取り除く絶縁抵抗
測定試験法や、また直流電圧を印加し一定時間後の漏洩
電流値を測定し基準値を超えるものを取り除く漏洩電流
測定試験法などで不良品の選別を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、積層セ
ラミックコンデンサがより高い絶縁抵抗特性の保証が求
められている中、従来のスクリーニング方法で良品とし
て判定した積層セラミックコンデンサを高温多湿の環境
下で定格電圧を超える電圧を印加する加速試験を行った
場合、絶縁抵抗値が劣化するものが発生するという問題
点があった。
ラミックコンデンサがより高い絶縁抵抗特性の保証が求
められている中、従来のスクリーニング方法で良品とし
て判定した積層セラミックコンデンサを高温多湿の環境
下で定格電圧を超える電圧を印加する加速試験を行った
場合、絶縁抵抗値が劣化するものが発生するという問題
点があった。
【０００４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、絶縁抵抗特性が加速信頼性試験においても劣化する
ことなく、高信頼性を保証することのできる積層セラミ
ックコンデンサを提供することを目的とするものであ
る。
で、絶縁抵抗特性が加速信頼性試験においても劣化する
ことなく、高信頼性を保証することのできる積層セラミ
ックコンデンサを提供することを目的とするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、積層セラミックコンデンサの外部電極間に
直流定電流を重畳し、外部電極間の電圧を昇圧させて電
圧カーブが平坦特性になった時点から更に直流定電流を
所定時間通電し、その通電時間内において外部電極間の
電圧が急激に降下した物を不良品として選別除去するも
のである。
に本発明は、積層セラミックコンデンサの外部電極間に
直流定電流を重畳し、外部電極間の電圧を昇圧させて電
圧カーブが平坦特性になった時点から更に直流定電流を
所定時間通電し、その通電時間内において外部電極間の
電圧が急激に降下した物を不良品として選別除去するも
のである。
【０００６】この方法によれば、加速信頼性試験におい
ても絶縁抵抗特性の劣化のないものとすることができ
る。
ても絶縁抵抗特性の劣化のないものとすることができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、誘電体セラミック層と内部電極とを交互に複数層積
層し、かつ前記内部電極の一方の端部を前記誘電体セラ
ミック層を挟んで対向する異なる端面に交互に露出させ
た積層体と、前記積層体の両端面に前記内部電極と電気
的に接続するように形成した外部電極を備えた積層セラ
ミックコンデンサにおいて、前記外部電極間に直流定電
流を重畳し、前記外部電極間の電圧を昇圧させて電圧カ
ーブが平坦特性になった時点から更に直流定電流を所定
時間通電し、その通電時間内において外部電極間の電圧
が急激に降下した物の一次選別を行う積層セラミックコ
ンデンサのスクリーニング方法であり、外部電極間に直
流定電流を重畳し、外部電極間の電圧を昇圧させて電圧
カーブが平坦特性になった時点で誘電体セラミックは低
抵抗体となり、そこに所定の直流電流を通電すると、誘
電体セラミックの絶縁抵抗が低い欠陥部分には他の部分
より大きな分流電流が通電されることになり、そのため
分流電流と印加した電圧の積による電気エネルギーによ
って、欠陥部分が絶縁破壊されショート状態となり外部
電極間の電圧が急激に降下する。そのような欠陥部分を
有する不良品を選別除去するということができるもので
ある。
は、誘電体セラミック層と内部電極とを交互に複数層積
層し、かつ前記内部電極の一方の端部を前記誘電体セラ
ミック層を挟んで対向する異なる端面に交互に露出させ
た積層体と、前記積層体の両端面に前記内部電極と電気
的に接続するように形成した外部電極を備えた積層セラ
ミックコンデンサにおいて、前記外部電極間に直流定電
流を重畳し、前記外部電極間の電圧を昇圧させて電圧カ
ーブが平坦特性になった時点から更に直流定電流を所定
時間通電し、その通電時間内において外部電極間の電圧
が急激に降下した物の一次選別を行う積層セラミックコ
ンデンサのスクリーニング方法であり、外部電極間に直
流定電流を重畳し、外部電極間の電圧を昇圧させて電圧
カーブが平坦特性になった時点で誘電体セラミックは低
抵抗体となり、そこに所定の直流電流を通電すると、誘
電体セラミックの絶縁抵抗が低い欠陥部分には他の部分
より大きな分流電流が通電されることになり、そのため
分流電流と印加した電圧の積による電気エネルギーによ
って、欠陥部分が絶縁破壊されショート状態となり外部
電極間の電圧が急激に降下する。そのような欠陥部分を
有する不良品を選別除去するということができるもので
ある。
【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、一次選
別後の良品に対し、更に極性を反転させた直流定電流を
外部電極間に重畳し通電させ請求項１と同条件で処理を
行い、外部電極間の電圧が降下する物の二次選別除去を
行う積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法で
あり、誘電体セラミックは直流定電流を重畳し外部電極
間に電位差が生じると分極し極性を持つため、双方向よ
り直流定電流を重畳通電しスクリーニングすることで、
より確実に欠陥部分を絶縁破壊させ選別除去することが
できるものである。
別後の良品に対し、更に極性を反転させた直流定電流を
外部電極間に重畳し通電させ請求項１と同条件で処理を
行い、外部電極間の電圧が降下する物の二次選別除去を
行う積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法で
あり、誘電体セラミックは直流定電流を重畳し外部電極
間に電位差が生じると分極し極性を持つため、双方向よ
り直流定電流を重畳通電しスクリーニングすることで、
より確実に欠陥部分を絶縁破壊させ選別除去することが
できるものである。
【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、恒湿の
雰囲気中において外部電極間に直流定電流を重畳し選別
を行う請求項１または請求項２に記載の積層セラミック
コンデンサのスクリーニング方法であり、外部電極間に
直流定電流を重畳し、外部電極間に電圧が生じる際、外
部湿度の影響による外部電極間の表面リーク電流を防止
し、誘電体セラミックの欠陥部分に確実に定電流を通電
し、絶縁破壊した状態とした上で、選別除去することが
できるという作用を有するものである。
雰囲気中において外部電極間に直流定電流を重畳し選別
を行う請求項１または請求項２に記載の積層セラミック
コンデンサのスクリーニング方法であり、外部電極間に
直流定電流を重畳し、外部電極間に電圧が生じる際、外
部湿度の影響による外部電極間の表面リーク電流を防止
し、誘電体セラミックの欠陥部分に確実に定電流を通電
し、絶縁破壊した状態とした上で、選別除去することが
できるという作用を有するものである。
【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、０．１
ｍＡ以上の直流定電流を外部電極間に重畳し通電する請
求項１から請求項３の何れか１つに記載の積層セラミッ
クコンデンサのスクリーニング方法であり、重畳し通電
する直流電流を０．１ｍＡ以上にすることで絶縁抵抗の
低い欠陥部分を確実に電気エネルギーで絶縁破壊するこ
とができ、欠陥部分を有する積層セラミックコンデンサ
を確実に選別除去することができるという作用を有する
ものである。
ｍＡ以上の直流定電流を外部電極間に重畳し通電する請
求項１から請求項３の何れか１つに記載の積層セラミッ
クコンデンサのスクリーニング方法であり、重畳し通電
する直流電流を０．１ｍＡ以上にすることで絶縁抵抗の
低い欠陥部分を確実に電気エネルギーで絶縁破壊するこ
とができ、欠陥部分を有する積層セラミックコンデンサ
を確実に選別除去することができるという作用を有する
ものである。
【００１１】本発明の請求項５に記載の発明は、直流定
電流を８０msec以上通電する請求項１から請求項４の何
れか１つに記載の積層セラミックコンデンサのスクリー
ニング方法であり、直流定電流を８０msec以上通電する
ことで、絶縁抵抗が低い欠陥部分を確実に電気エネルギ
ーで絶縁破壊することができ欠陥部分を有する積層セラ
ミックコンデンサを確実に選別除去することができると
いう作用を有するものである。
電流を８０msec以上通電する請求項１から請求項４の何
れか１つに記載の積層セラミックコンデンサのスクリー
ニング方法であり、直流定電流を８０msec以上通電する
ことで、絶縁抵抗が低い欠陥部分を確実に電気エネルギ
ーで絶縁破壊することができ欠陥部分を有する積層セラ
ミックコンデンサを確実に選別除去することができると
いう作用を有するものである。
【００１２】本発明の請求項６に記載の発明は、一次、
二次選別後の良品に対し、次に絶縁抵抗による三次選別
を行う請求項２に記載の積層セラミックコンデンサのス
クリーニング方法であり、直流定電流を重畳して通電す
ることにより、電気的に破壊に至らずに誘電体セラミッ
クの絶縁抵抗が劣化した物をも、その後の絶縁抵抗検査
で確実に選別除去することができるという作用を有する
ものである。
二次選別後の良品に対し、次に絶縁抵抗による三次選別
を行う請求項２に記載の積層セラミックコンデンサのス
クリーニング方法であり、直流定電流を重畳して通電す
ることにより、電気的に破壊に至らずに誘電体セラミッ
クの絶縁抵抗が劣化した物をも、その後の絶縁抵抗検査
で確実に選別除去することができるという作用を有する
ものである。
【００１３】本発明の請求項７に記載の発明は、三次選
別後の良品を所定温度で加熱処理を行う請求項６に記載
の積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法であ
り、誘電体セラミックは外部電極間に直流高電圧が生じ
ると分極され、比誘電率が小さくなるがこの分極状態を
高温で加熱処理を施すことによって、消極を行い未分極
状態の比誘電率に復帰させることができるという作用を
有するものである。
別後の良品を所定温度で加熱処理を行う請求項６に記載
の積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法であ
り、誘電体セラミックは外部電極間に直流高電圧が生じ
ると分極され、比誘電率が小さくなるがこの分極状態を
高温で加熱処理を施すことによって、消極を行い未分極
状態の比誘電率に復帰させることができるという作用を
有するものである。
【００１４】本発明の請求項８に記載の発明は、加熱処
理を誘電体セラミックのキュリー点以上の温度で行う請
求項７に記載の積層セラミックコンデンサのスクリーニ
ング方法であり、外部電極間に直流高電圧が生じ誘電体
セラミックが分極され比誘電率が減少した積層セラミッ
クコンデンサを、誘電体セラミックのキュリー点以上の
温度で加熱処理を施すことによって、確実に消極し未分
極状態の比誘電率に確実に復帰させることが可能になる
という作用を有するものである。
理を誘電体セラミックのキュリー点以上の温度で行う請
求項７に記載の積層セラミックコンデンサのスクリーニ
ング方法であり、外部電極間に直流高電圧が生じ誘電体
セラミックが分極され比誘電率が減少した積層セラミッ
クコンデンサを、誘電体セラミックのキュリー点以上の
温度で加熱処理を施すことによって、確実に消極し未分
極状態の比誘電率に確実に復帰させることが可能になる
という作用を有するものである。
【００１５】本発明の請求項９に記載の発明は、積層セ
ラミックコンデンサの静電容量測定を行い一定基準特性
範囲内の物に対し直流定電流を通電し選別を行う請求項
１から請求項８の何れか１つに記載の積層セラミックコ
ンデンサのスクリーニング方法であり、内部欠陥による
絶縁抵抗異常により静電容量が規定値に達しない物を予
め選別除去した後、誘電体セラミック内に欠陥部分が存
在していて尚且つ静電容量が基準特性値範囲内にある物
に、直流電流を重畳して流すことによって、欠陥部分を
有する積層セラミックコンデンサの欠陥部分を電気的に
破壊し選別除去するものである。
ラミックコンデンサの静電容量測定を行い一定基準特性
範囲内の物に対し直流定電流を通電し選別を行う請求項
１から請求項８の何れか１つに記載の積層セラミックコ
ンデンサのスクリーニング方法であり、内部欠陥による
絶縁抵抗異常により静電容量が規定値に達しない物を予
め選別除去した後、誘電体セラミック内に欠陥部分が存
在していて尚且つ静電容量が基準特性値範囲内にある物
に、直流電流を重畳して流すことによって、欠陥部分を
有する積層セラミックコンデンサの欠陥部分を電気的に
破壊し選別除去するものである。
【００１６】以下、本発明の一実施の形態について図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１７】図１は本発明の積層セラミックコンデンサ
のスクリーニングを行う際の回路図、図２は積層セラミ
ックコンデンサに直流定電流を重畳通電した状態を示す
図、図３は積層セラミックコンデンサの誘電体セラミッ
ク層の各有効層毎に発生するコンデンサの等価回路図、
図４は積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗の等価回路
図、図５は絶縁抵抗を各有効層毎に分割した絶縁抵抗の
等価回路図、図６は内部欠陥を有する積層セラミックコ
ンデンサに直流定電流を重畳通電した状態を示す図、図
７は図６の内部欠陥部を有する積層セラミックコンデン
サの各有効層毎に発生するコンデンサ等価回路図、図８
は図６の内部欠陥部を有する積層セラミックコンデンサ
の絶縁抵抗の等価回路図、図９は図８の絶縁抵抗を有効
層毎に分割した絶縁抵抗の等価回路図、図１０は積層セ
ラミックコンデンサに直流定電流を重畳通電し、外部電
極間に電圧が生じた時の電圧カーブ及び電流カーブを示
す図、図１１は積層セラミックコンデンサに直流定電流
を重畳通電し、外部電極間に電圧が生じた時の電圧カー
ブ及び電流カーブを示す図、図１２は積層セラミックコ
ンデンサが絶縁破壊に至るまでの通電時間と電流値の関
係を示す図、図１３は積層セラミックコンデンサのスク
リーニング実施前後及びスクリーニング後に加熱処理を
行った静電容量の変化を示す図である。
のスクリーニングを行う際の回路図、図２は積層セラミ
ックコンデンサに直流定電流を重畳通電した状態を示す
図、図３は積層セラミックコンデンサの誘電体セラミッ
ク層の各有効層毎に発生するコンデンサの等価回路図、
図４は積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗の等価回路
図、図５は絶縁抵抗を各有効層毎に分割した絶縁抵抗の
等価回路図、図６は内部欠陥を有する積層セラミックコ
ンデンサに直流定電流を重畳通電した状態を示す図、図
７は図６の内部欠陥部を有する積層セラミックコンデン
サの各有効層毎に発生するコンデンサ等価回路図、図８
は図６の内部欠陥部を有する積層セラミックコンデンサ
の絶縁抵抗の等価回路図、図９は図８の絶縁抵抗を有効
層毎に分割した絶縁抵抗の等価回路図、図１０は積層セ
ラミックコンデンサに直流定電流を重畳通電し、外部電
極間に電圧が生じた時の電圧カーブ及び電流カーブを示
す図、図１１は積層セラミックコンデンサに直流定電流
を重畳通電し、外部電極間に電圧が生じた時の電圧カー
ブ及び電流カーブを示す図、図１２は積層セラミックコ
ンデンサが絶縁破壊に至るまでの通電時間と電流値の関
係を示す図、図１３は積層セラミックコンデンサのスク
リーニング実施前後及びスクリーニング後に加熱処理を
行った静電容量の変化を示す図である。
【００１８】図において、１は積層セラミックコンデン
サ、２はスイッチ、３は直流電源、４は直流定電流、５
はオシロスコープ、６は積層セラミックコンデンサ１の
外部電極、７は同じく内部電極、８は誘電体セラミック
層の有効層を示す。
サ、２はスイッチ、３は直流電源、４は直流定電流、５
はオシロスコープ、６は積層セラミックコンデンサ１の
外部電極、７は同じく内部電極、８は誘電体セラミック
層の有効層を示す。
【００１９】先ず、公知の積層セラミックコンデンサ１
の製造方法に従って、内部電極７にＮｉ、外部電極６に
Ｃｕ、有効層８にＢ特性を示すセラミック材料を用いて
作製した長さ１．６mm×幅０．８mm×厚さ０．８mm、静
電容量０．２２μＦ、定格電圧１６Ｖの積層セラミック
コンデンサを準備する。
の製造方法に従って、内部電極７にＮｉ、外部電極６に
Ｃｕ、有効層８にＢ特性を示すセラミック材料を用いて
作製した長さ１．６mm×幅０．８mm×厚さ０．８mm、静
電容量０．２２μＦ、定格電圧１６Ｖの積層セラミック
コンデンサを準備する。
【００２０】次に、作製した積層セラミックコンデンサ
に直流定電流４を重畳通電し、外部電極６間に電圧が生
じた時に積層セラミックコンデンサが絶縁破壊に至る過
程について説明する。尚重畳通電した直流定電流４が積
層セラミックコンデンサ１の表面に付着した湿度で表面
リークせずに確実に、外部電極６間で電圧を生じ、その
電圧が有効層８に印加されるようにするために５０Ｒｈ
％の恒湿下でスクリーニングを行った。
に直流定電流４を重畳通電し、外部電極６間に電圧が生
じた時に積層セラミックコンデンサが絶縁破壊に至る過
程について説明する。尚重畳通電した直流定電流４が積
層セラミックコンデンサ１の表面に付着した湿度で表面
リークせずに確実に、外部電極６間で電圧を生じ、その
電圧が有効層８に印加されるようにするために５０Ｒｈ
％の恒湿下でスクリーニングを行った。
【００２１】また、積層セラミックコンデンサ１に重畳
通電した直流定電流４のカーブ９と、外部電極６間で生
じた電圧カーブ１０，１１をオシロスコープ５で観測
し、その波形を図１０と図１１に示した。図１０は破壊
しなかった積層セラミックコンデンサ１の波形で、図１
１は観測時間内に絶縁破壊した積層セラミックコンデン
サ１の波形である。
通電した直流定電流４のカーブ９と、外部電極６間で生
じた電圧カーブ１０，１１をオシロスコープ５で観測
し、その波形を図１０と図１１に示した。図１０は破壊
しなかった積層セラミックコンデンサ１の波形で、図１
１は観測時間内に絶縁破壊した積層セラミックコンデン
サ１の波形である。
【００２２】図１に示す回路を用い、スイッチ２を閉じ
て直流電源３より積層セラミックコンデンサ１に直流定
電流４を重畳した。その直後から、図１０及び図１１の
直流電圧カーブ１０，１１に示すように積層セラミック
コンデンサ１の外部電極６間には電圧が生じ、徐々にそ
の電圧が昇圧していく。更に直流定電流４を重畳すると
積層セラミックコンデンサ１の外部電極６間の電圧カー
ブ１０と１１は、その傾きが小さくなり、直流定電流４
が通電状態となり、約４０msec後には約４００Ｖの付近
で平坦となる。更にその状態を継続すると、重畳開始か
ら約７０msec後に、図１１に示すように積層セラミック
コンデンサ１は欠陥部１２を有する有効層８の絶縁破壊
が起こり電圧カーブ１１が急激に降下した。
て直流電源３より積層セラミックコンデンサ１に直流定
電流４を重畳した。その直後から、図１０及び図１１の
直流電圧カーブ１０，１１に示すように積層セラミック
コンデンサ１の外部電極６間には電圧が生じ、徐々にそ
の電圧が昇圧していく。更に直流定電流４を重畳すると
積層セラミックコンデンサ１の外部電極６間の電圧カー
ブ１０と１１は、その傾きが小さくなり、直流定電流４
が通電状態となり、約４０msec後には約４００Ｖの付近
で平坦となる。更にその状態を継続すると、重畳開始か
ら約７０msec後に、図１１に示すように積層セラミック
コンデンサ１は欠陥部１２を有する有効層８の絶縁破壊
が起こり電圧カーブ１１が急激に降下した。
【００２３】この絶縁破壊が発生した原因を考察する
と、積層セラミックコンデンサ１の絶縁抵抗１３は図９
に示すように、有効層８毎の絶縁抵抗１４と１５が並列
接続したものと等価になる。その中の欠陥部１２がある
有効層８が存在し、その絶縁抵抗１５が低抵抗の場合、
直流定電流４を重畳させると、絶縁抵抗１５には他の有
効層８の絶縁抵抗１４より大きな電流が分流される。こ
の時、絶縁抵抗１４と１５の両端には同電位が生じてい
るため、大きな分流電流が流れる絶縁抵抗１５には、電
圧、電流、通電時間の積により大きな電気エネルギーが
消費され、終りには発熱量が極端に大きくなり電気的に
絶縁破壊されショート状態となるため、外部電極６の両
端の電圧は図１１の電圧カーブ１１に示すように急激に
降下するものと思われる。
と、積層セラミックコンデンサ１の絶縁抵抗１３は図９
に示すように、有効層８毎の絶縁抵抗１４と１５が並列
接続したものと等価になる。その中の欠陥部１２がある
有効層８が存在し、その絶縁抵抗１５が低抵抗の場合、
直流定電流４を重畳させると、絶縁抵抗１５には他の有
効層８の絶縁抵抗１４より大きな電流が分流される。こ
の時、絶縁抵抗１４と１５の両端には同電位が生じてい
るため、大きな分流電流が流れる絶縁抵抗１５には、電
圧、電流、通電時間の積により大きな電気エネルギーが
消費され、終りには発熱量が極端に大きくなり電気的に
絶縁破壊されショート状態となるため、外部電極６の両
端の電圧は図１１の電圧カーブ１１に示すように急激に
降下するものと思われる。
【００２４】しかしながら、欠陥部１２が内部に発生し
ていない積層セラミックコンデンサ１は図１０に示すよ
うに、観測時間２００msec内に外部電極６の両端の電圧
カーブ１０が急激に降下する現象は確認されなかった。
これは有効層８毎の絶縁抵抗１４が均一で、分流電流も
各絶縁抵抗１４間に均一に流れ発熱量が均一となり絶縁
破壊に至る有効層８がないものと考えられる。即ち図６
に示す積層セラミックコンデンサ１のような欠陥部１２
が存在するものは、一定の観測時間内に破壊し電圧カー
ブ１１が急激に低下する。これに対し図２の積層セラミ
ックコンデンサ１のように欠陥部１２がないものは、電
圧カーブ１０が一定値を安定して保持した状態となる。
ていない積層セラミックコンデンサ１は図１０に示すよ
うに、観測時間２００msec内に外部電極６の両端の電圧
カーブ１０が急激に降下する現象は確認されなかった。
これは有効層８毎の絶縁抵抗１４が均一で、分流電流も
各絶縁抵抗１４間に均一に流れ発熱量が均一となり絶縁
破壊に至る有効層８がないものと考えられる。即ち図６
に示す積層セラミックコンデンサ１のような欠陥部１２
が存在するものは、一定の観測時間内に破壊し電圧カー
ブ１１が急激に低下する。これに対し図２の積層セラミ
ックコンデンサ１のように欠陥部１２がないものは、電
圧カーブ１０が一定値を安定して保持した状態となる。
【００２５】そこで本発明は、この積層セラミックコン
デンサ１に直流電流４を重畳通電し、外部電極６間に電
圧が生じてから一定時間経過後に電圧カーブ１０の挙動
を観察し、急激に電圧が降下する物を選別除去する方法
で、積層セラミックコンデンサ１の内部に欠陥部１２の
有無を精度よく検出することができるものである。
デンサ１に直流電流４を重畳通電し、外部電極６間に電
圧が生じてから一定時間経過後に電圧カーブ１０の挙動
を観察し、急激に電圧が降下する物を選別除去する方法
で、積層セラミックコンデンサ１の内部に欠陥部１２の
有無を精度よく検出することができるものである。
【００２６】尚、欠陥部１２が絶縁破壊に至るまでの通
電時間と重畳通電する直流定電流４値との関係を図１２
に示した。但し外部電極６間に生じた電圧カーブが平坦
となった時点からの通電時間である。図１２に示すよう
に重畳通電する直流定電流４値が小さいと絶縁破壊に至
るまでに長時間を要し、破壊までの通電時間のバラツキ
が大きい。また通電時間が短いと欠陥部１２が内在して
も絶縁破壊が起こり難いことが分かる。
電時間と重畳通電する直流定電流４値との関係を図１２
に示した。但し外部電極６間に生じた電圧カーブが平坦
となった時点からの通電時間である。図１２に示すよう
に重畳通電する直流定電流４値が小さいと絶縁破壊に至
るまでに長時間を要し、破壊までの通電時間のバラツキ
が大きい。また通電時間が短いと欠陥部１２が内在して
も絶縁破壊が起こり難いことが分かる。
【００２７】この図１２のデータを基に、（表１）に示
す通電時間と直流定電流４を変化させた条件でスクリー
ニングを行い、各スクリーニング条件毎の良品１００個
の積層セラミックコンデンサ１について信頼性試験を行
い、スクリーニング効果についての評価結果を（表１）
に示した。尚、信頼性試験の条件は、温度８５℃、湿度
８５％の恒温、恒湿槽中において、３２Ｖの直流電圧を
２５０時間印加して、絶縁抵抗１３が１０10Ω以下に劣
化したものを不良品とした。また比較として、定格電圧
１６Ｖを１分間印加した後、絶縁抵抗１３を測定し、１
０10Ω以上を良品とする従来のスクリーニング方法の良
品についても同様な評価を行いその結果を併せて（表
１）に示した。
す通電時間と直流定電流４を変化させた条件でスクリー
ニングを行い、各スクリーニング条件毎の良品１００個
の積層セラミックコンデンサ１について信頼性試験を行
い、スクリーニング効果についての評価結果を（表１）
に示した。尚、信頼性試験の条件は、温度８５℃、湿度
８５％の恒温、恒湿槽中において、３２Ｖの直流電圧を
２５０時間印加して、絶縁抵抗１３が１０10Ω以下に劣
化したものを不良品とした。また比較として、定格電圧
１６Ｖを１分間印加した後、絶縁抵抗１３を測定し、１
０10Ω以上を良品とする従来のスクリーニング方法の良
品についても同様な評価を行いその結果を併せて（表
１）に示した。
【００２８】
【表１】
【００２９】（表１）に示すように、従来の試験法では
信頼性試験で絶縁抵抗が劣化するものを完全にスクリー
ニングできないことが解る。これに対し本発明のスクリ
ーニング方法では重畳通電させる直流定電流４が０．０
５ｍＡの場合、通電時間を１００msecと長くしても信頼
性試験において絶縁抵抗１３の劣化するものが認められ
る。直流定電流４が０．１ｍＡの場合は、通電方向が一
方向および双方向で通電時間が８０msec以上で絶縁抵抗
１３の劣化品は無くなる。また、直流定電流４が０．２
ｍＡの場合も０．１ｍＡと同様に通電時間が８０msec以
上で劣化品が無くなる。更に直流定電流４が０．４ｍＡ
の場合は、通電方向が一方向では通電時間が８０msec以
上、双方向印加では５０msecで劣化品が無くなる。また
直流定電流４が０．８ｍＡの場合は通電方向が一方向お
よび双方向共に通電時間が５０msec以上で、定電流が
１．６ｍＡの場合は一方向および双方向共に通電時間が
１０msec以上で劣化品の発生は認められなくなる。
信頼性試験で絶縁抵抗が劣化するものを完全にスクリー
ニングできないことが解る。これに対し本発明のスクリ
ーニング方法では重畳通電させる直流定電流４が０．０
５ｍＡの場合、通電時間を１００msecと長くしても信頼
性試験において絶縁抵抗１３の劣化するものが認められ
る。直流定電流４が０．１ｍＡの場合は、通電方向が一
方向および双方向で通電時間が８０msec以上で絶縁抵抗
１３の劣化品は無くなる。また、直流定電流４が０．２
ｍＡの場合も０．１ｍＡと同様に通電時間が８０msec以
上で劣化品が無くなる。更に直流定電流４が０．４ｍＡ
の場合は、通電方向が一方向では通電時間が８０msec以
上、双方向印加では５０msecで劣化品が無くなる。また
直流定電流４が０．８ｍＡの場合は通電方向が一方向お
よび双方向共に通電時間が５０msec以上で、定電流が
１．６ｍＡの場合は一方向および双方向共に通電時間が
１０msec以上で劣化品の発生は認められなくなる。
【００３０】本発明のスクリーニング方法で発生した各
条件の不良品の積層セラミックコンデンサ１を樹脂に埋
め込み、内部電極７の積層方向と垂直に研磨し内部構造
を解析したところ、有効層８に欠陥部１２が存在し、そ
の欠陥部１２の対向する内部電極７間で短絡しているの
が確認された。また、信頼性試験で絶縁抵抗１３が劣化
した積層セラミックコンデンサ１についても同様に解析
したところ、全ての試料に欠陥部１２の存在が確認され
た。
条件の不良品の積層セラミックコンデンサ１を樹脂に埋
め込み、内部電極７の積層方向と垂直に研磨し内部構造
を解析したところ、有効層８に欠陥部１２が存在し、そ
の欠陥部１２の対向する内部電極７間で短絡しているの
が確認された。また、信頼性試験で絶縁抵抗１３が劣化
した積層セラミックコンデンサ１についても同様に解析
したところ、全ての試料に欠陥部１２の存在が確認され
た。
【００３１】この結果から本発明の積層セラミックコン
デンサのスクリーニング方法は、信頼性の高い積層セラ
ミックコンデンサ１を提供するのに有効な方法となるこ
とが明らかである。また、このスクリーニング条件とし
て、直流定電流を一方向、または双方向より重畳通電
し、０．１ｍＡ以上の直流定電流４を８０msec以上重畳
させることが最適条件となる。
デンサのスクリーニング方法は、信頼性の高い積層セラ
ミックコンデンサ１を提供するのに有効な方法となるこ
とが明らかである。また、このスクリーニング条件とし
て、直流定電流を一方向、または双方向より重畳通電
し、０．１ｍＡ以上の直流定電流４を８０msec以上重畳
させることが最適条件となる。
【００３２】また、図１３に示すように、本発明のスク
リーニング後では積層セラミックコンデンサ１の静電容
量が、スクリーニング前に比べて約１５％低くなること
が解る。これは有効層８を構成するコンデンサ１６の誘
電体セラミック層が外部電極６間に生じた電圧により分
極され、比誘電率が小さくなるためである。従って静電
容量をスクリーニング前の値に戻すためには、積層セラ
ミックコンデンサ１を誘電体セラミックのキュリー点以
上の温度で加熱処理を行い消極することが必要となる。
また更に、積層セラミックコンデンサ１の静電容量を先
ず測定、選別し、一定の基準特性値範囲内の物のみに対
しスクリーニングを実施することで、選別の作業数を必
要最小限に抑えることが可能となり、作業効率を高める
ことができる。
リーニング後では積層セラミックコンデンサ１の静電容
量が、スクリーニング前に比べて約１５％低くなること
が解る。これは有効層８を構成するコンデンサ１６の誘
電体セラミック層が外部電極６間に生じた電圧により分
極され、比誘電率が小さくなるためである。従って静電
容量をスクリーニング前の値に戻すためには、積層セラ
ミックコンデンサ１を誘電体セラミックのキュリー点以
上の温度で加熱処理を行い消極することが必要となる。
また更に、積層セラミックコンデンサ１の静電容量を先
ず測定、選別し、一定の基準特性値範囲内の物のみに対
しスクリーニングを実施することで、選別の作業数を必
要最小限に抑えることが可能となり、作業効率を高める
ことができる。
【００３３】また、重畳通電した直流定電流４が積層セ
ラミックコンデンサ１の表面でリークすることなく、外
部電極６間に電圧を発生させ、その電圧が有効層８に確
実に印加するためには、恒湿の環境下で行うことが望ま
しい。
ラミックコンデンサ１の表面でリークすることなく、外
部電極６間に電圧を発生させ、その電圧が有効層８に確
実に印加するためには、恒湿の環境下で行うことが望ま
しい。
【００３４】以上の結果から、従来の絶縁抵抗測定試験
方法では、信頼性加速試験で絶縁抵抗１３を劣化させる
要因の一つである欠陥部１２を有する積層セラミックコ
ンデンサ１を完全に除去することが不可能であるのに対
して、本発明のスクリーニング方法では、欠陥部１２を
内在する積層セラミックコンデンサ１を完全に除去する
ことが可能となり、信頼性の高い積層セラミックコンデ
ンサ１を提供することが可能となる。
方法では、信頼性加速試験で絶縁抵抗１３を劣化させる
要因の一つである欠陥部１２を有する積層セラミックコ
ンデンサ１を完全に除去することが不可能であるのに対
して、本発明のスクリーニング方法では、欠陥部１２を
内在する積層セラミックコンデンサ１を完全に除去する
ことが可能となり、信頼性の高い積層セラミックコンデ
ンサ１を提供することが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】以上本発明によれば、積層セラミックコ
ンデンサの外部電極間に直流定電流を重畳し、外部電極
間の電圧を上昇させて電圧カーブが平坦特性になった時
点から更に直流定電流を所定時間通電し、その通電時間
内において外部電極間の電圧が急激に降下した物を不良
品として選別除去することで、信頼性加速試験において
絶縁抵抗が劣化する要因の一つである内部欠陥を有する
積層セラミックコンデンサを確実にスクリーニングする
ことが可能となる。
ンデンサの外部電極間に直流定電流を重畳し、外部電極
間の電圧を上昇させて電圧カーブが平坦特性になった時
点から更に直流定電流を所定時間通電し、その通電時間
内において外部電極間の電圧が急激に降下した物を不良
品として選別除去することで、信頼性加速試験において
絶縁抵抗が劣化する要因の一つである内部欠陥を有する
積層セラミックコンデンサを確実にスクリーニングする
ことが可能となる。
【図１】本発明の積層セラミックコンデンサのスクリー
ニング方法の一実施の形態に使用する回路図
ニング方法の一実施の形態に使用する回路図
【図２】良品の積層セラミックコンデンサに直流定電流
を重畳通電する概念図
を重畳通電する概念図
【図３】良品の積層セラミックコンデンサの有効層毎の
静電容量の等価回路図
静電容量の等価回路図
【図４】良品の積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗の
等価回路図
等価回路図
【図５】良品の積層セラミックコンデンサの有効層毎の
絶縁抵抗の等価回路図
絶縁抵抗の等価回路図
【図６】不良品の積層セラミックコンデンサに直流定電
流を重畳通電する概念図
流を重畳通電する概念図
【図７】不良品の積層セラミックコンデンサの有効層毎
の静電容量の等価回路図
の静電容量の等価回路図
【図８】不良品の積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗
の等価回路図
の等価回路図
【図９】不良品の積層セラミックコンデンサの有効層毎
の絶縁抵抗の等価回路図
の絶縁抵抗の等価回路図
【図１０】良品の積層セラミックコンデンサに重畳した
直流定電流と外部電極間電圧の特性図
直流定電流と外部電極間電圧の特性図
【図１１】不良品の積層セラミックコンデンサに重畳し
た直流定電流と外部電極間電圧の特性図
た直流定電流と外部電極間電圧の特性図
【図１２】不良品の積層セラミックコンデンサが絶縁破
壊に至るまでの通電時間と電流値の関係を示す図
壊に至るまでの通電時間と電流値の関係を示す図
【図１３】スクリーニング実施前後および加熱処理後の
静電容量の変化を示す図
静電容量の変化を示す図
１ 良品の積層セラミックコンデンサ ２ スイッチ ３ 直流電源 ４ 直流定電流 ５ オシロスコープ ６ 外部電極 ７ 内部電極 ８ 有効層 １２ 欠陥部 １３ 良品の積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗 １４ 良品の積層セラミックコンデンサ有効層毎の絶縁
抵抗 １５ 内部欠陥を有する有効層の絶縁抵抗 １６ コンデンサ
抵抗 １５ 内部欠陥を有する有効層の絶縁抵抗 １６ コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯野 猛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 稲垣 茂樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 菊池 立郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 富田 義紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E082 AA01 AB03 BC35 BC38 BC40 FG26 GG10 JJ03 MM24 MM35 MM36 MM38 PP01 PP05 PP06
Claims (9)
- 【請求項１】 誘電体セラミック層と内部電極とを交互
に複数層積層し、かつ前記内部電極の一方の端部を前記
誘電体セラミック層を挟んで対向する異なる端面に交互
に露出させた積層体と、前記積層体の両端面に前記内部
電極と電気的に接続するように形成した外部電極を備え
た積層セラミックコンデンサにおいて、前記外部電極間
に直流定電流を重畳し、前記外部電極間の電圧を昇圧さ
せて電圧カーブが平坦特性になった時点から更に直流定
電流を所定時間通電し、その通電時間内において外部電
極間の電圧が急激に降下した物の一次選別を行う積層セ
ラミックコンデンサのスクリーニング方法。 - 【請求項２】 一次選別後の良品に対し、更に極性を反
転させた直流定電流を外部電極間に重畳し通電させ請求
項１と同条件で処理を行い、外部電極間の電圧が降下す
る物の二次選別除去を行う積層セラミックコンデンサの
スクリーニング方法。 - 【請求項３】 恒湿の雰囲気中において外部電極間に直
流定電流を重畳し選別を行う請求項１または請求項２に
記載の積層セラミックコンデンサのスクリーニング方
法。 - 【請求項４】 ０．１ｍＡ以上の直流定電流を外部電極
間に重畳し通電する請求項１から請求項３の何れか１つ
に記載の積層セラミックコンデンサのスクリーニング方
法。 - 【請求項５】 直流定電流を８０msec以上通電する請求
項１から請求項４の何れか１つに記載の積層セラミック
コンデンサのスクリーニング方法。 - 【請求項６】 一次、二次選別後の良品に対し、次に絶
縁抵抗による三次選別を行う請求項２に記載の積層セラ
ミックコンデンサのスクリーニング方法。 - 【請求項７】 三次選別後の良品を所定温度で加熱処理
を行う請求項６に記載の積層セラミックコンデンサのス
クリーニング方法。 - 【請求項８】 加熱処理を誘電体セラミックのキュリー
点以上の温度で行う請求項７に記載の積層セラミックコ
ンデンサのスクリーニング方法。 - 【請求項９】 積層セラミックコンデンサの静電容量測
定を行い一定基準特性範囲内の物に対し直流定電流を通
電し選別を行う請求項１から請求項８の何れか１つに記
載の積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02758599A JP3603640B2 (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法 |
| PCT/JP2000/000550 WO2000046820A1 (fr) | 1999-02-04 | 2000-02-02 | Procede d'inspection de condensateurs ceramiques lamines |
| US09/647,718 US6437579B1 (en) | 1999-02-04 | 2000-02-02 | Screening method for a multi-layered ceramic capacitor |
| CNB008001219A CN1228148C (zh) | 1999-02-04 | 2000-02-02 | 叠层陶瓷电容器的筛选方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02758599A JP3603640B2 (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000228338A true JP2000228338A (ja) | 2000-08-15 |
| JP3603640B2 JP3603640B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=12225045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02758599A Expired - Lifetime JP3603640B2 (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6437579B1 (ja) |
| JP (1) | JP3603640B2 (ja) |
| CN (1) | CN1228148C (ja) |
| WO (1) | WO2000046820A1 (ja) |
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| US7540885B2 (en) | 2001-08-22 | 2009-06-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of processing a ceramic capacitor |
| JP2012007973A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Hochiki Corp | セラミック検査装置及び検査方法 |
| JP2020064975A (ja) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサの検査方法及び積層セラミックコンデンサの製造方法 |
| JP7445884B2 (ja) | 2019-12-27 | 2024-03-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 検査方法、管理方法、生産方法、及び検査システム |
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| JP5535766B2 (ja) * | 2010-05-27 | 2014-07-02 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | タイマー回路 |
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| US20130214769A1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Varel International Ind., L.P. | Use of Capacitance And Eddy Currents to Analyze Polycrystalline Diamond |
| US9423436B2 (en) | 2012-02-21 | 2016-08-23 | Varel International Ind., L.P. | Method and apparatus to assess the thermal damage caused to a PCD cutter using capacitance spectroscopy |
| US9423370B2 (en) * | 2012-02-21 | 2016-08-23 | Varel International Ind., L.P | Use of capacitance to analyze polycrystalline diamond |
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| GB2505566A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-05 | Avx Corp | Iterative screening method for electrolytic capacitors |
| CN103990604B (zh) * | 2014-01-26 | 2016-09-14 | 中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司 | 一种片式固体电解质钽电容器的筛选方法 |
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| US4644259A (en) * | 1984-10-31 | 1987-02-17 | North American Philips Corporation | Nondestructive testing of multilayer ceramic capacitors |
| JP2841345B2 (ja) | 1990-03-05 | 1998-12-24 | マルコン電子株式会社 | コンデンサの直流電圧印加試験回路 |
| JP3255374B2 (ja) | 1992-11-24 | 2002-02-12 | 大日本印刷株式会社 | 転写用基板および転写パターン形成方法 |
| JP2994911B2 (ja) | 1993-06-22 | 1999-12-27 | 松下電器産業株式会社 | セラミック電子部品のスクリーニング方法 |
| JP2760263B2 (ja) * | 1993-08-20 | 1998-05-28 | 株式会社村田製作所 | セラミックコンデンサの初期故障品のスクリーニング方法 |
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| JPH08213272A (ja) | 1995-02-06 | 1996-08-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法 |
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- 2000-02-02 US US09/647,718 patent/US6437579B1/en not_active Expired - Lifetime
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