JP2002100544A - 積層電子部品のスクリニング方法 - Google Patents

積層電子部品のスクリニング方法

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JP2002100544A
JP2002100544A JP2000286538A JP2000286538A JP2002100544A JP 2002100544 A JP2002100544 A JP 2002100544A JP 2000286538 A JP2000286538 A JP 2000286538A JP 2000286538 A JP2000286538 A JP 2000286538A JP 2002100544 A JP2002100544 A JP 2002100544A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な充放電試験電源回路を必要とする耐パ
ルス電圧試験を行うことなく、耐パルス電圧試験を行っ
たのと同等のスクリニングを効率よく行うことが可能な
積層電子部品のスクリニング方法を提供する。 【解決手段】 積層電子部品に、所定の交流電圧(交流
耐電圧スクリニング電圧)を印加してスクリニング(交
流耐電圧スクリニング)を行うことにより、特別な充放
電試験電源回路を必要とする耐パルス電圧試験を行うこ
となく、耐パルス電圧試験を行ったのと同等のスクリニ
ングを行う。また、交流耐電圧スクリニング電圧とパル
ス耐電圧スクリニング電圧との間に、交流耐電圧スクリ
ニング電圧=A×パルス耐電圧スクリニング電圧(A
は、電極構造、容量、素子厚、材料、パルス波形、及び
交流スクリニング周波数の少なくとも1つを含む条件か
ら決まる定数)の関係が成立するようにスクリニング条
件を定める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品のスクリ
ニング方法に関し、詳しくは、積層電子部品、特に高耐
圧が要求される中高圧タイプの積層コンデンサなどの積
層電子部品群から耐圧不良品を選別除去するためのスク
リニング方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
電子機器などの小型化、面実装化などにより、積層コン
デンサの小型化、大容量化が進んでいる。そして、この
ような小型化、大容量化の流れは中高圧コンデンサの分
野にも波及しており、従来では単板コンデンサが用いら
れていた中高圧領域のコンデンサにおいても、積層チッ
プ化が進行している。
【0003】ところで、中高圧積層コンデンサの回路用
途は、大きく分けると、常時中高圧がかかる回路と、電
源回りに入るサージ保護用に高耐圧が必要となる回路の
2種類に分けられる。そして、後者に用いられる積層コ
ンデンサに関しては、電源回りでの安全性確保のため、
国内においては電気用品取締法により、また、諸外国に
おいては、UL規格,BSI規格などにより、安全規格
が定められており、定格電圧とは別に、高い耐パルス試
験電圧性能が要求されている。
【0004】このような積層コンデンサについては、一
般的に、その製造工程における最終特性チェックとし
て、全数につき、定格電圧に応じてDC、あるいはA
C、又はその両方で耐電圧試験を行い、絶縁抵抗不良品
を選別、除去するようにしている。なお、これらの耐圧
選別を行う方法としては、DC電源、あるいはAC電
源、又はその両方の電源を用いて、連続処理により選別
を行う方法が確立されている。
【0005】しかし、パルス電圧による耐圧選別試験
は、単純な電源からの電圧印加により連続処理を行うこ
とはできず、例えばIEC規格「IEC384−14」
などに規定されているような特別な充放電試験電源回路
が必要となるため、連続処理による耐圧選別スクリニン
グを行うことは非常に困難であった。
【0006】なお、上記問題点は、積層コンデンサに限
らず、場合によっては他の積層電子部品の場合にもあて
はまるものである。
【0007】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、特別な充放電試験電源回路を必要とする耐パルス電
圧試験を行うことなく、耐パルス電圧試験を行ったのと
同等のスクリニングを効率よく行うことが可能な積層電
子部品のスクリニング方法を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者らは、積層電子部品(積層コンデンサ)につ
いて、DC電圧、AC電圧、パルス電圧の各電圧破壊試
験を行い、AC電圧とパルス電圧における積層コンデン
サの電圧破壊値が、ワイブル確率紙において同じ傾きを
持つことに着目し、さらに実験、検討を行って、パルス
電圧破壊試験を、AC電圧破壊試験で代用することによ
り、積層電子部品を効率よくスクリニングすることが可
能な本発明(積層電子部品のスクリニング方法)を完成
した。
【0009】すなわち、本発明(請求項1)の積層電子
部品のスクリニング方法は、所定のパルス電圧に対する
耐性を保証すべき積層電子部品を選別するためのスクリ
ニング方法であって、積層電子部品に、所定の交流電圧
(交流耐電圧スクリニング電圧)を印加してスクリニン
グ(交流耐電圧スクリニング)を行うことを特徴として
いる。
【0010】積層電子部品に、所定の交流電圧(交流耐
電圧スクリニング電圧)を印加してスクリニング(交流
耐電圧スクリニング)を行うことにより、特別な充放電
試験電源回路を必要とする耐パルス電圧試験を行うこと
なく、耐パルス電圧試験を行ったのと同等のスクリニン
グを行うことが可能になり、所定のパルス電圧に対する
耐性を備えた積層電子部品と備えていない積層電子部品
を効率よく選別することが可能になる。
【0011】また、請求項2の積層電子部品のスクリニ
ング方法は、所定のパルス電圧に対する耐性を保証する
ことが可能なパルス耐電圧スクリニングを行う場合のパ
ルス電圧(パルス耐電圧スクリニング電圧)と、前記交
流耐電圧スクリニング電圧との間に、下記の式(1)の関
係が成り立つことを特徴としている。 交流耐電圧スクリニング電圧=A×パルス耐電圧スクリニング電圧……(1) ただし、Aは、電極構造、容量、素子厚、材料、パルス
波形、及び交流スクリニング周波数の少なくとも1つを
含む条件から決まる定数である。
【0012】交流耐電圧スクリニング電圧とパルス耐電
圧スクリニング電圧との間に、上記の式(1)の関係(交
流耐電圧スクリニング電圧=A×パルス耐電圧スクリニ
ング電圧)が成立するようにスクリニング条件を定める
ことにより、確実に、耐パルス電圧試験を行ったのと同
等のスクリニングを行うことが可能になり、本発明をよ
り実効あらしめることができる。
【0013】また、請求項3の積層電子部品のスクリニ
ング方法は、前記積層電子部品が積層コンデンサである
ことを特徴としている。
【0014】積層電子部品の中でも、積層コンデンサは
特に多層化、薄層化が進んでおり、耐圧性能も問題にな
りやすいが、本発明の方法を適用することにより、効率
よく、しかも確実に所定のパルス電圧に対する耐性を備
えた積層電子部品と備えていない積層電子部品を選別す
ることが可能になり、信頼性の高い積層コンデンサを提
供することが可能になる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示し
て、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【0016】なお、この実施形態では、図1に示すよう
に、チタン酸バリウム系セラミックを誘電体(B特性材
料)として用いたセラミック素子1中に、セラミック層
2を介して内部電極3が積層、配設されており、かつ、
所定の内部電極3が、互いに対向する逆側の端面1a,
1bに配設された外部電極4a,4bに接続された構造
を有する積層コンデンサ(積層セラミックコンデンサ)
について、スクリニングを行う場合を例にとって説明す
る。
【0017】[積層コンデンサの条件] 誘電体の誘電率:3000 内部電極間のセラミック層の厚み:70μm 容量 :22000pF 定格電圧:DC630V
【0018】[破壊電圧の測定]この実施形態では、上
記のような条件の積層コンデンサについて、DC破壊電
圧、AC破壊電圧、及びパルス破壊電圧を測定した。な
お、AC破壊電圧は、商用周波数(60Hz)にて測定
した。また、パルス破壊電圧を測定するためのパルス破
壊電圧回路としては、IEC規格「IEC384−1
4」に準拠したものを用いた。
【0019】そして、破壊電圧の測定結果を、図2に示
すように、ワイブル確率紙にプロットした。なお、図2
において、横軸は破壊電圧(kV)、縦軸は平均故障率
(F(t)(%))を示す。また、図2において、AC
破壊電圧値は、実効電圧値(Vrms)、パルス破壊電
圧値は、パルスの0−ピーク電圧値(V0-P)である。
【0020】図2より、DC破壊電圧(DC−BDV)
は、パルス破壊電圧(パルスBDV)と異なる傾きを持
っているのに対して、AC破壊電圧(AC−BDV)
は、パルス破壊電圧(パルスBDV)とほぼ同じ傾きを
持っていることがわかる。図2のワイブル確率紙から求
めた、傾きm値と、平均故障率F(t)=63%におけ
る破壊電圧値を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1より、このときの傾きm値は、DC破
壊電圧(DC−BDV)の傾きm値は9.80、AC破
壊電圧(AC−BDV)の傾きm値は46.40、パル
ス破壊電圧(パルスBDV)の傾きm値は45.91と
なっており、AC破壊電圧とパルス破壊電圧は、ほぼ同
じ傾きm値を持っていることがわかる。
【0023】また、傾きm値、平均故障率F(t)=6
3%における破壊電圧値から求めた、他の平均故障率F
(t)における推定破壊電圧値、DC破壊電圧/パルス
破壊電圧、及びAC破壊電圧/パルス破壊電圧を表2に
示す。
【0024】
【表2】
【0025】表2より、AC破壊電圧とパルス破壊電圧
の関係は、図2に示すように、傾き(m値)がほとんど
同じであるため、いずれの破壊確率においても推定破壊
電圧が等倍性を示す(すなわち、、AC破壊電圧/パル
ス破壊電圧の値がほぼ同一となっている)が、DC破壊
電圧とパルス破壊電圧の関係は、図2に示すように、傾
き(m値)が異なるため、等倍性が成立していない(す
なわち、DC破壊電圧/パルス破壊電圧の値が大きくば
らつきいている)ことがわかる。
【0026】[スクリニングの実施]次に、パルス破壊
電圧とAC破壊電圧の等倍性を利用した耐圧スクリニン
グの実施形態について説明する。
【0027】同じ条件で製造した積層コンデンサ(試
料)を20000個用意し、10000個ずつ2つに振
り分けて、パルス耐圧2400V0-Pと、AC(60H
z)耐圧1560Vrms(=2400×0.65)の
条件で、耐圧スクリニングを実施した。
【0028】評価数10000個に対して、スクリニン
グできた耐圧不良数並びに不良率を表3に示す。なお、
耐圧不良は、絶縁抵抗が1桁以上低下したものを対象と
した。
【0029】
【表3】
【0030】表3より、パルス耐圧2400V0-Pと、
AC(60Hz)耐圧1560Vrms(=2400×
0.65)の耐圧スクリニングにおいて、ほぼ同じスク
リニング性が得られており、パルス耐圧スクリニング
を、AC耐圧スクリニングにより代用できることがわか
る。
【0031】なお、上記実施形態では、パルス破壊電圧
とAC破壊電圧の関係が、 AC破壊電圧(Vrms)=0.65×パルス破壊電圧
(V0-P) である場合を例にとって説明したが、一般的には AC破壊電圧(Vrms)=A×パルス破壊電圧(V
0-P) となり、この場合の定数Aは、素子の設計構造、容量、
材料、パルス波形などにより変化する。
【0032】また、上記実施形態では、周波数60Hz
のAC電圧で評価したが、AC電圧の周波数が異なると
Aは変化する。このため、積層コンデンサに応じてAを
設定することが必要になるが、等倍性に変化はなく、パ
ルス耐圧スクリニングを、AC耐圧スクリニングにより
代用できることに変わりはない。
【0033】また、上記実施形態において、積層コンデ
ンサを対象としてスクリニングを行っているが、本発明
は、積層コンデンサに限らず、セラミック素子中に、複
数の内部電極がセラミック層を介して積層された構造を
有するLC複合部品など、種々の積層電子部品について
スクリニングを行う場合に広く適用することが可能であ
る。
【0034】本発明は、さらにその他の点においても上
記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範
囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能で
ある。
【0035】
【発明の効果】上述のように、本発明(請求項1)の積
層電子部品のスクリニング方法は、積層電子部品に、所
定の交流電圧(交流耐電圧スクリニング電圧)を印加し
てスクリニング(交流耐電圧スクリニング)を行うよう
にしているので、特別な充放電試験電源回路を必要とす
る耐パルス電圧試験を行うことなく、耐パルス電圧試験
を行ったのと同等のスクリニングを行うことができるよ
うになり、所定のパルス電圧に対する耐性を備えた積層
電子部品と備えていない積層電子部品を効率よく選別す
ることができる。
【0036】また、請求項2の積層電子部品のスクリニ
ング方法のように、交流耐電圧スクリニング電圧とパル
ス耐電圧スクリニング電圧との間に、交流耐電圧スクリ
ニング電圧=A×パルス耐電圧スクリニング電圧の関係
が成立するようにスクリニング条件を定めるようにして
いるので、確実に、耐パルス電圧試験を行ったのと同等
のスクリニングを行うことが可能になり、本発明をより
実効あらしめることができる。
【0037】積層電子部品の中でも、積層コンデンサは
特に多層化、薄層化が進んでおり、耐圧性能も問題にな
りやすいが、かかる場合に、請求項3の積層電子部品の
スクリニング方法のように、本発明の方法を適用するこ
とにより、効率よく、しかも確実に所定のパルス電圧に
対する耐性を備えた積層電子部品と備えていない積層電
子部品を選別することが可能になり、信頼性の高い積層
コンデンサを提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスクリニング方法の対象となる積層電
子部品(積層コンデンサ)の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかる方法で、積層コン
デンサの耐圧スクリニングを行った場合の、電圧(破壊
電圧値)(kV)と、平均故障率(F(t)(%))の
関係を示す図である。
【符号の説明】
1 セラミック素子 1a,1b セラミック素子の端面 2 セラミック層 3 内部電極 4a,4b 外部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E082 AA01 AB03 BB03 BB04 BC40 EE04 EE11 EE23 EE35 FF05 FG06 FG26 FG54 GG10 GG11 GG28 MM32

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のパルス電圧に対する耐性を保証すべ
    き積層電子部品を選別するためのスクリニング方法であ
    って、 積層電子部品に、所定の交流電圧(交流耐電圧スクリニ
    ング電圧)を印加してスクリニング(交流耐電圧スクリ
    ニング)を行うことを特徴とする積層電子部品のスクリ
    ニング方法。
  2. 【請求項2】所定のパルス電圧に対する耐性を保証する
    ことが可能なパルス耐電圧スクリニングを行う場合のパ
    ルス電圧(パルス耐電圧スクリニング電圧)と、前記交
    流耐電圧スクリニング電圧との間に、下記の式(1)の関
    係が成り立つことを特徴とする請求項1記載の積層電子
    部品のスクリニング方法: 交流耐電圧スクリニング電圧=A×パルス耐電圧スクリニング電圧……(1) (ただし、Aは、電極構造、容量、素子厚、材料、パル
    ス波形、及び交流スクリニング周波数の少なくとも1つ
    を含む条件から決まる定数)。
  3. 【請求項3】前記積層電子部品が積層コンデンサである
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の積層電子部品の
    スクリニング方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100428380C (zh) * 2002-04-17 2008-10-22 松下电器产业株式会社 电解电容器的制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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