JP3175674B2

JP3175674B2 - コンデンサの良否判定方法

Info

Publication number: JP3175674B2
Application number: JP33357597A
Authority: JP
Inventors: 良直西岡; 満北河; 昌雄西村; 利成田端
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 2001-06-11
Anticipated expiration: 2017-11-17
Also published as: JPH1183926A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンデンサの良否判
定方法、特にコンデンサの充電終了時における充電電流
を予測し、コンデンサの良否を判定する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンデンサの良否を判定するた
め、測定用の直流電圧をコンデンサに印加し、十分に充
電された後のコンデンサの漏れ電流（充電電流）を測定
することにより、コンデンサの絶縁抵抗を測定する方法
が知られている。当然ながら、良品は漏れ電流が少な
い。

【０００３】従来、この種の充電電流測定方法として
は、ＪＩＳ−Ｃ５１０２で規定された測定方式が知られ
ている。この方式は、コンデンサに十分に充電された状
態の電流値を測定する必要があるため、約６０秒の測定
時間が必要であった。しかし、電子機器のコストダウ
ン、信頼性向上の要求に伴い、コンデンサなどの電子部
品もその生産能力向上と品質向上とが求められており、
コンデンサ１個当たりこのような長い測定時間を要する
従来の測定方法では、到底このような要求に応えること
ができない。

【０００４】そこで、コンデンサに電圧印加を開始した
直後の短い時間内において、複数のタイミングにおいて
充電電流値を測定し、その複数の電流測定値によって所
望時間後の電流値を予測する方法が提案されている（特
公平５−７８７９０号公報）。この方法では、一定の時
間間隔の３つの時点において、コンデンサを流れる電流
値Ｉ₀，Ｉ₁，Ｉ₂を測定し、これらの３つの電流測定
値から所定時間後の電流値Ｉ_xを次式で算出している。Ｉ_x＝（Ｉ₁ ²−Ｉ₀・Ｉ₂）／（２Ｉ₁−Ｉ₂−
Ｉ₀）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この方法を用いれば、
十分な充電状態に達する時間より前の状態で結果を算出
することができるので、短時間に絶縁抵抗を測定できる
という利点がある。しかしながら、上記の算出式は、コ
ンデンサの等価回路が図１のような回路であるという前
提のもとに導き出されたものであるため、セラミックコ
ンデンサのような誘電分極成分を有するコンデンサの場
合には、正確な絶縁抵抗を求めることができない。

【０００６】すなわち、図１ではコンデンサの等価回路
が、容量Ｃ₀と内部抵抗ｒと絶縁抵抗Ｒ₀とで構成され
ているが、実際のコンデンサの等価回路は、図２のよう
に、容量Ｃ₀、内部抵抗ｒ、絶縁抵抗Ｒ₀のほかに、誘
電分極成分Ｄが含まれる。充電初期（例えば充電開始〜
１０ｍ秒）には容量Ｃ₀、内部抵抗ｒおよび絶縁抵抗Ｒ
₀の影響が強く現れるが、それ以後の充電特性は誘電分
極成分Ｄによって支配されると考えられる。したがっ
て、上記のように誘電分極成分Ｄを無視した予測方法で
は、充電終期（例えば約１分後）の充電電流を正確に予
測することは到底できない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、コンデンサに十
分に充電された時点における電流値を短時間でかつ正確
に予測し、コンデンサの良否を判定できるコンデンサの
良否判定方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、コンデンサに直流電圧を
印加する工程と、直流電圧印加時におけるコンデンサの
誘電分極成分の充電領域の電流値を測定する工程と、上
記誘電分極成分の充電領域の電流値を用いて、充電終了
時の電流値を予測する工程と、上記充電終了時の電流値
を用いてコンデンサの良否を判定する工程と、を備えた
ものである。充電終了時の電流値を予測する方法として
は種々の方法が考えられる。例えば、コンデンサの等価
回路を使って電流計算式を初期設定し、コンデンサの実
測電流値ｍ（ｔ）と上記電流計算式を使って求めた計算
電流値ｉ（ｔ）とが一致するように、等価回路の誘電分
極成分である容量Ｃ₁ ，Ｃ₂ ・・・Ｃ_n と抵抗Ｒ₁ ，Ｒ
₂ ・・・Ｒ_n とを決定して電流計算式を修正し、この修
正された電流計算式を用いて充電時における電流値を求
める方法などがある。その他、コンデンサの誘電分極成
分の充電領域の複数の実測電流値から近似式を求め、こ
の近似式から最終的な充電時の電流値を予測してもよ
い。

【０００９】ここで、本発明を完成するに至った経緯を
説明する。まずセラミックコンデンサについて、充電時
における電流値の変化を正確に測定し、その電流値と時
間とを対数電流−対数時間の座標にプロットすると、図
３（実線で示す）のような特性があることを発見した。
つまり、充電初期の微小期間はほぼ一定の大きな電流
が流れるが、それに続く遷移期間で急激に電流値が低
下し、その後、ある傾きを持った線型の充電特性で電
流が低下した。この線型の充電特性は、充電開始から
１分〜２分後まで持続していた。

【００１０】上記特性について検討してみると、初期の
充電特性は容量Ｃ₀の充電領域であるのに対し、線型
の充電特性は誘電分極成分の充電領域であることが判
明した。そこで、例えばコンデンサの等価回路から誘電
分極成分の充電領域における電流計算式を求め、誘電
分極成分の充電領域の初期（例えば図３のｔ₁）にお
ける電流値ｍ（ｔ₁）を実測し、その実測電流値ｍ（ｔ
₁）と等価回路を用いて求めた計算電流値ｉ（ｔ₁）と
が一致するように電流計算式を修正し、この修正された
電流計算式に充電が十分に終了した時刻ｔ₂を代入すれ
ば、充電時刻の電流値ｉ₂を正確に予測することができ
る。

【００１１】なお、初期期間はコンデンサの容量値な
どによって変化するが、通常は初期期間と遷移期間
との和は１０ｍ秒以下である。したがって、電流値
ｉ₁，ｉ₂としては、充電開始から１０ｍ秒前後の電流
値を測定すれば、正確な電流計算式を求めることができ
る。本発明方法を用いれば、コンデンサ１個当たり数十
ｍ秒程度で絶縁抵抗を求めることができるので、絶縁抵
抗測定の作業能率を格段に向上させることができる。

【００１２】等価回路の誘電分極成分である容量Ｃ₁，
Ｃ₂・・・Ｃ_nと抵抗Ｒ₁，Ｒ₂・・・Ｒ_nを決定する
場合、それらが所定の関係式で表されれば、決定が簡単
になる。そこで、容量と抵抗をそれぞれ等比数列の関係
におき、それぞれの初項Ｃ₁，Ｒ₁と公比ｐ，ｑを求め
れば、容量Ｃ₁，Ｃ₂・・・Ｃ_nと抵抗Ｒ₁，Ｒ₂・・
・Ｒ_nとを容易に決定することができる。

【００１３】上記電流計算式を修正する場合に、実測電
流値ｍ（ｔ）と計算電流値ｉ（ｔ）との一致度を評価す
るため、評価関数ｎ（ｔ）を次式のいずれかに定義し、
この評価関数ｎ（ｔ）と時間とを座標軸にとり、直線近
似を行うのが望ましい。ｎ（ｔ）＝log ｍ（ｔ）−log ｉ（ｔ）ｎ（ｔ）＝log ｍ（ｔ）／log ｉ（ｔ）ｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）／ｉ（ｔ）ｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）−ｉ（ｔ）直線近似式をｙ＝ａｘ＋ｂとすれば、ｎ（ｔ）＝log ｍ
（ｔ）−log ｉ（ｔ）およびｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）−ｉ
（ｔ）の場合にはａ→０，ｂ→０で一致完了となり、ｎ
（ｔ）＝log ｍ（ｔ）／log ｉ（ｔ）およびｎ（ｔ）＝
ｍ（ｔ）／ｉ（ｔ）の場合にはａ→０，ｂ→１で一致完
了となる。また、評価方法として２次曲線近似を行って
もよい。この２次曲線近似は、直線近似と併用すること
もできる。すなわち、直線近似によってその傾きａ→０
で切片ｂ→０または１となった場合には、直線近似では
一致したと判定するが、実際には必ずしも一致していな
いことがある。そこで、直線近似の後に２次曲線近似を
行なえば、一層精度の高い近似が可能である。なお、本
発明において用いられる対数（log ）は、常用対数や自
然対数の他、任意の対数を用いることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図４は本発明方法を実施するため
の電流測定装置の一例を示す。この測定装置は、本願出
願人が特願平７−２９３４４２号で提案したものであ
る。この測定装置は、直流測定電源１０、スイッチ１
１、被測定物であるコンデンサ１２、制限抵抗１３、対
数増幅器１４、計測用アンプ１５、Ａ／Ｄ変換器１６，
１８、演算処理回路（ＣＰＵ）１７を備えている。充電
初期は計測用アンプ１５で電流値を計測し、所定の閾値
で対数増幅器１４に切り換え、それ以後は対数増幅器１
４で電流値を計測する。この測定装置は、コンデンサ１
２の充電電流が幅広いレンジで変化しても正確に測定す
ることができるので、従来の測定装置では計測困難であ
った充電初期から充電終期までの電流値を連続的に計測
できる。

【００１５】ここで、本発明の充電電流を予測する方法
の原理を説明する。まず、コンデンサの等価回路が図２
で表されることは既に述べた。ここで、図２に示した等
価回路の誘電分極成分である容量Ｃ₁ ，Ｃ₂ ・・・Ｃ_n
と抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ・・・Ｒ_n を、以下に示すように等比
数列の関係におく。Ｃ_k ＝ｐ^k-1 Ｃ₁ ，Ｒ_k ＝ｑ^k-1 Ｒ₁ 但し、ｋ＝１，２・・・ｎ、Ｃ₁ ，Ｒ₁ ，ｐ，ｑは定数
である。等価回路に流れる電流式は以下のとおりであ
る。

【００１６】

【数１】但し、Ｅはコンデンサへの印加電圧、ｔは時間、Ｒ₀は
絶縁抵抗である。（１）式において、第１項は絶縁抵抗
Ｒ₀を流れる電流、第２項は誘電分極成分Ｄを流れる電
流である。なお、充電初期には容量Ｃ₀と内部抵抗ｒと
の直列回路にも電流が流れるが、これは本発明における
電流計算式に直接関係がないので、省略した。上記のよ
うに設定した計算電流値ｉ（ｔ）と図４の電流測定装置
で実測された実測電流値ｍ（ｔ）とがほぼ一致するよう
に、パラメータＣ₁，Ｒ₁，ｐ，ｑを決定する。

【００１７】計算電流値ｉ（ｔ）と実測電流値ｍ（ｔ）
との一致度は以下のようにして評価する。まず、評価関
数ｎ（ｔ）を次のように設定する。ｎ（ｔ）＝log ｍ（ｔ）−log ｉ（ｔ）上式で求めた評価関数ｎ（ｔ）を直線近似する。近似式
は一次式ｙ＝ａｘ＋ｂで表されるが、この式の傾きａと
切片ｂとが０に近い程、一致度が高いと判断する。な
お、評価時刻ｔは図３における誘電分極成分の充電領域
の初期（例えば５ｍ秒〜２０ｍ秒）とする。この期間
は、一致度の評価を高速で行なうことを目的とするか、
あるいは高精度で行なうことを目的とするかで異なり、
その目的に応じて任意に選択できるものである。このよ
うに一致度の高いパラメータを用いて計算式（１）を修
正し、修正された計算式（１）に充電終了時の時間（例
えば６０秒）を代入することにより、充電終了時の電流
値を求めることができる。

【００１８】ここで、本発明方法の具体例を用いて説明
する。まず、被測定物であるコンデンサとして積層セラ
ミックコンデンサを用い、パラメータＣ₁，Ｒ₁，ｐ，
ｑを次のような値に初期設定した。Ｃ₁＝２１０×１０^-12 Ｒ₁＝０．１×１０⁶ ｐ＝１．０７ｑ＝２．１

【００１９】このような初期設定値により求めた計算値
ｉ（ｔ）と実測値ｍ（ｔ）を図５に示す。初期設定値に
より求めた直線近似式は、図５の中の式のように傾きａ
＝５．３７、切片ｂ＝０．０４４であり、共に０に近く
ない。そのため、例えば６０秒後の計算値ｉ（ｔ）と実
測値ｍ（ｔ）とが一致していないことが分かる。

【００２０】次に、傾きａおよび切片ｂが０に近くなる
ように、図６のような方法を用いてパラメータＣ₁，Ｒ
₁，ｐ，ｑを修正した。まず、パラメータＣ₁，Ｒ₁，
ｐ，ｑを初期設定する（ステップＳ１）。次に、初期設
定されたパラメータを用いて、計算式（１）により、誘
電分極成分の充電領域（例えば充電開始後１０ｍ秒付
近）における計算電流値ｉ（ｔ）を求める（ステップＳ
２）。続いて、同時点における実測値ｍ（ｔ）を測定
し、実測値ｍ（ｔ）と計算値ｉ（ｔ）との対数値の差に
より評価関数ｎ（ｔ）を求める（ステップＳ３）。次
に、評価関数ｎ（ｔ）を直線近似する（ステップＳ
４）。次に、近似式ｙ＝ａｘ＋ｂの切片ｂの絶対値が所
定値β（例えば、β＝０．０１）より小さいか否かを判
定する（ステップＳ５）。このステップは、切片ｂが０
に近いかどうかを判定するものである。ステップＳ５
で、｜ｂ｜≧βの場合には、近似計算回数が所定回数Ｎ
₁以内であるか否かを判定する（ステップＳ６）。これ
は、無限ループを回避するための処理である。近似計算
回数がＮ₁回以下であれば、ｂの正負によってＣ₁を一
定値だけ増加もしくは減少させる（ステップＳ７）。近
似計算回数がＮ₁回以上になれば、Ｃ₁の修正では切片
ｂが０に近づかないことを意味するので、ｑおよび／ま
たはＲ₁をｂの正負によって一定値だけ増加もしくは減
少させる（ステップＳ８）。ステップＳ７またはＳ８
で、Ｃ₁またはｑ，Ｒ₁を修正した後、ステップＳ２〜
Ｓ３〜Ｓ４〜Ｓ５を繰り返す。ステップＳ５で｜ｂ｜＜
βとなった場合は、続いて近似式の傾きａの絶対値が所
定値α（例えば、α＝０．０１）より小さいか否かを判
定する（ステップＳ９）。ステップＳ９で、｜ａ｜≧α
の場合には、近似計算回数が所定回数Ｎ₂以内であるか
否かを判定する（ステップＳ１０）。これも、無限ルー
プを回避するための処理である。近似計算回数がＮ₂回
以下であれば、ａの正負によってｐを一定値だけ増加も
しくは減少させる（ステップＳ１１）。近似計算回数が
Ｎ₂回以上になれば、ｐの修正では傾きａが０に近づか
ないことを意味するので、ｑおよび／またはＲ₁をａの
正負によって一定値だけ増加もしくは減少させる（ステ
ップＳ１２）。ステップＳ１１またはＳ１２で、ｐまた
はｑおよび／またはＲ₁を修正した後、ステップＳ２〜
Ｓ３〜Ｓ４〜Ｓ５〜Ｓ９を繰り返し、｜ｂ｜＜βでかつ
｜ａ｜＜αとなった場合に、一致が完了したと判断する
（ステップＳ１３）。つまり、パラメータＣ₁，Ｒ₁，
ｐ，ｑを最終的に決定する。

【００２１】最終的に決定されたパタメータは以下の通
りである。Ｃ₁＝１９８．３×１０^-12 Ｒ₁＝０．１×１０⁶ ｐ＝１．０９３ｑ＝２．１

【００２２】図７は修正されたパラメータを用いて求め
た計算値ｉ（ｔ）と実測値ｍ（ｔ）との比較図である。
この場合の直線近似式は、傾きａ＝２×１０^-5、切片ｂ
＝−６×１０^-6であり、共に０に近い。図７から明らか
なように、計算値ｉ（ｔ）と実測値ｍ（ｔ）とが充電終
了時（例えば６０秒後）でも非常によく一致しており、
本発明方法が非常に精度の高い予測方法であることが証
明された。

【００２３】上記実施例では、直線近似によってパラメ
ータＣ₁，Ｒ₁，ｐ，ｑを修正したが、直線近似に加え
て、２次曲線近似を用いることにより、パラメータを修
正するようにしてもよい。すなわち、図８に示されるよ
うに、実測値と計算値との対数値の差ｎ（ｔ）に対し
て、直線ｙ＝ａｘ＋ｂで近似した場合、傾きａおよび切
片ｂは共に０に近い値となり、直線近似の一致度は高い
ことになる。しかしながら、実測値と近似直線とは全く
一致していない。そのため、充電終期における計算値と
実測値とが大きく食い違う結果となる。このような場合
には、２次曲線近似を併用することにより、高い精度で
一致度を評価できる。

【００２４】２次曲線近似を行う場合には、評価関数ｎ
（ｔ）の近似式をｙ＝ｄｘ²＋ｅｘ＋ｆとし、２次係数
ｄが０に近く、かつ（−ｅ／２ｄ）が一致度合いを比較
するための区間時間内の値となったとき、一致度が高い
と判断する。この区間時間としては、例えば５〜２０ｍ
秒程度が望ましい。一致度が低い場合、計算式（１）の
Ｒ₀の値を変更する。このように、直線近似式と２次曲
線近似式の一致度が高くなるようにパラメータを修正し
た後、修正したパラメータを用いた計算式（１）で電流
値を求めれば、一層精度の高い計算値を得ることができ
る。

【００２５】図９は直線近似法と２次曲線近似法とを併
用したパラメータの決定方法を示す図である。まず、充
電初期（例えば５〜２０ｍ秒）における電流値ｍ（ｔ）
を測定する（ステップＳ１４）。次に、絶縁抵抗Ｒ₀ を
決定する。Ｒ₀ の初期値は標準的な被測定用コンデンサ
の絶縁抵抗よりも十分大きな値（例えば、１０¹²Ω）を
設定する（ステップＳ１５）。次に、パタメータＣ₁ ，
Ｒ₁ ，ｐ，ｑを決定する（ステップＳ１６）。これらパ
ラメータの初期値は図６のステップＳ１と同様に、経験
的に知られた値とすればよい。次に、決定されたパラメ
ータを用いて計算式（１）により計算電流値ｉ（ｔ）を
求める（ステップＳ１７）。次に、実測した電流値ｍ
（ｔ）と計算で求めた計算電流値ｉ（ｔ）との対数値の
差により評価関数ｎ（ｔ）を求める（ステップＳ１
８）。次に、評価関数ｎ（ｔ）を直線近似する（ステッ
プＳ１９）。次に、直線近似による一致
度が高いか否かを判定する（ステップＳ２０）。判定方
法は、図６における傾きａと切片ｂが共に０に近いかど
うか（例えば、ａおよびｂが共に０．０１未満であれば
０に近いと判定する）で判定する。一致度が低い場合
は、パタメータＣ₁ ，Ｒ₁ ，ｐ，ｑを修正し、ステップ
Ｓ１６以下の処理を繰り返す。直線近似の一致度が高い
場合には、続いて評価関数ｎ（ｔ）を２次曲線近似する
（ステップＳ２１）。続いて、２次曲線近似による一致
度が高いか否かを判定する（ステップＳ２２）。この判
定方法は、２次曲線近似式の２次係数ｄが０に近く、か
つ（−ｅ／２ｄ）が一致度合いを比較するための区間時
間内の値となったか否かで判定する。一致度が低い場合
は、パタメータＲ₀ を修正し、ステップＳ１５以下の処
理を繰り返す。２次曲線近似の一致度が高いと判断した
場合には、パラメータＲ₀ およびＣ₁ ，Ｒ₁ ，ｐ，ｑを
最終決定する（ステップＳ２３）。

【００２６】上記実施例では、評価関数ｎ（ｔ）を実測
値ｍ（ｔ）と計算値ｉ（ｔ）との対数値の差で定義した
が、これに限るものではなく、実測値ｍ（ｔ）と計算値
ｉ（ｔ）との対数値の比、実測値ｍ（ｔ）と計算値ｉ
（ｔ）との比、あるいは実測値ｍ（ｔ）と計算値ｉ
（ｔ）との差で定義し、直線近似することも可能であ
る。すなわち、ｎ（ｔ）＝log ｍ（ｔ）／log ｉ（ｔ）またはｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）／ｉ（ｔ）またはｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）−ｉ（ｔ）但し、評価関数ｎ（ｔ）＝log ｍ（ｔ）／log ｉ（ｔ）
およびｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）／ｉ（ｔ）で定義した場合に
は、直線近似式ｙ＝ａｘ＋ｂの傾きａが０に近く、かつ
切片ｂが１に近いか否かで、直線近似の一致度を評価す
ればよい。また、ｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）−ｉ（ｔ）で定義
した場合には、傾きａが０に近く、かつ切片ｂが０に近
いか否かで、直線近似の一致度を評価すればよい。上記
のように評価関数ｎ（ｔ）を上記のように定義した場
合、直線近似に加えて、あるいは直線近似に代えて２次
曲線近似を用いることも可能である。

【００２７】上記実施例では、コンデンサに流れる充電
電流を、制限抵抗１３（図４参照）によってＪＩＳで決
められた５０ｍＡに制限したものであるが、制限抵抗１
３の抵抗値を小さくして充電電流を大きくすると、図１
０に示すように充電の応答が速くなることを発見した。
図１０の実線は充電電流を５０ｍＡとした場合、二点鎖
線は充電電流を１００ｍＡとした場合である。

【００２８】すなわち、容量Ｃ₀による充電領域の電
流値が高くなるとともに、その時間が短縮された。これ
に対し、誘電分極成分の充電領域の充電曲線は全く変
化しておらず、充電領域の開始点がより速くなった。
つまり、線形的な誘電分極成分の充電領域が延長され
たものである。

【００２９】そのため、第１実施例では計算式（１）の
評価，修正を行う時刻ｔ₁ を充電開始から１０ｍ秒以後
のタイミングとしたが、１０ｍ秒より以前の時刻で評
価，修正することが可能となる。つまり、より高速にか
つより正確に絶縁抵抗を求めることが可能となった。

【００３０】また、上記実施例では、コンデンサに対し
電圧を連続的に印加し、その充電特性から計算式（１）
を評価，修正したものであるが、本発明者は必ずしも連
続的に印加しなくても、図３と同様な特性が得られるこ
とを発見した。図１１は、所定間隔おきに断続的に直流
電圧を印加した場合の充電特性を示す。

【００３１】図１１より明らかなように、充電開始から
ｔ₄までの期間では図３と同様に容量Ｃ₀による充電領
域が現れ、誘電分極成分の充電領域が現れた直後に
電圧印加を停止する。次に、時刻ｔ₅で再び電圧を印加
すると、最初は大きな電流が流れるものの、直ぐに線型
の充電特性’に安定する。この充電特性’は、充電
開始からｔ₄までの期間における充電領域の延長線上
にある。以後、同様に断続印加を繰り返すと、直線的な
充電特性に従って充電電流が低下する。なお、図１１で
は等間隔で電圧印加を行ったように見えるが、図１１の
横軸は対数時間であるため、実際には１回目より２回目
の電圧印加の方が長い。これは説明を簡単にするためで
あり、電圧印加の時間間隔を一定としてもよいし、１回
目の方が長くてもよいことは勿論である。

【００３２】上記のような断続印加方式を用いた場合、
１回目の電圧印加における誘電分極成分の充電領域内
のある時刻ｔ₆で電流値ｉ₆を測定した後、２回目の電
圧印加における誘電分極成分の充電領域’内のある時
刻ｔ₇で電流値ｉ₇を測定し、これら２回またはそれ以
上の回数の電流値ｉ₆，ｉ₇で計算式（１）の評価，修
正を行うことができる。この方法を用いれば、連続的に
電圧を印加する必要がないので、絶縁抵抗測定装置の設
備能力を向上させることが可能である。

【００３３】図１２は本発明方法を用いた特性測定・選
別・テーピング装置の一具体例を示す。図において、２
０はターンテーブルであり、ターンテーブル２０は矢印
方向に一定ピッチ間隔で間欠的に回転する。ターンテー
ブル２０の周囲には、被測定物であるチップ型コンデン
サを１個ずつ保持できる複数の保持部２１が等ピッチ間
隔で設けられている。ターンテーブル２０の周囲には、
コンデンサをターンテーブル２０へ供給する供給部２
２、容量測定部２３、本発明が実施される充電ＩＲ測定
部２４、不良品排出部２５、良品取出部２６等が設けら
れており、供給部２２にはコンデンサを１個ずつターン
テーブル２０へ送り込むパーツフィーダなどの供給装置
２７が配置されている。

【００３４】また、良品取出部２６に対応してテーピン
グ装置２８が配置されている。テーピング装置２８はコ
ンデンサ収納用の基材テープ２９を矢印方向に１ピッチ
ずつ間欠的に駆動しており、基材テープ２９の収納部２
９ａには良品取出部２６から良品コンデンサが１個ずつ
収納される。収納部２９ａへコンデンサを収納した後、
テーピング装置２８は周知のように基材テープ２９にカ
バーテープ（図示せず）を接着する。

【００３５】従来の場合には、コンデンサをターンテー
ブル上で長時間充電しなければならないため、テーピン
グ装置と同期させることができず、ターンテーブルで特
性測定を終了した良品のコンデンサを取出容器などに所
定個数溜めておき、取出容器からコンデンサを改めてパ
ーツフィーダなどを用いて１個ずつ取り出し、テーピン
グ装置に供給していた。そのため、特性測定から梱包に
至る作業スピードが非常に遅く、設備の大型化、コスト
の増大を招いていた。

【００３６】これに対し、本発明方法を用いた場合に
は、コンデンサの充電時の電流、つまり絶縁抵抗を瞬時
に求めることができるので、ターンテーブル２０の１回
もしくは数回の停止期間中に絶縁抵抗測定を終了でき、
充電ＩＲ測定部２４を１区画もしくは数少ない区画で構
成することができる。そのため、ターンテーブル２０と
テーピング装置２８とを同期させることができ、特性測
定が終了したコンデンサをターンテーブル２２から直接
テーピング装置２８へ送り込むことができる。その結
果、従来に比べて作業スピードが格段に向上するだけで
なく、設備の小型化およびコスト削減を実現できる。

【００３７】図１３は特性測定・選別・テーピング装置
の他の具体例を示す。この装置は、１台のターンテーブ
ル２０を中心として、その両側にパーツフィーダなどの
供給装置２７を配置するとともに、２台のテーピング装
置２８を配置したものである。２本のテープ２９は互い
に逆方向に送られる。この装置の場合、図１２の装置に
比べて作業スピードの一層の向上と、効率化とが図れ
る。

【００３８】図１４は特性測定・選別・バルクケース詰
め装置の一具体例を示す。この装置では、パーツフィー
ダ２７、ターンテーブル２０を経て取り出された良品コ
ンデンサは、ターンテーブル２０からバルクケース詰め
装置３０によってバルクケース３１へ詰められる。バル
クケース３１には所定個数のコンデンサを収納できるよ
うになっており、一定個数のコンデンサが収納された
後、バルクケース３１は矢印方向に駆動される。この場
合も、図１２と同様な効果がある。

【００３９】上記実施例では、コンデンサの等価回路に
よる電流計算式を用いて充電時の電流値を予測したが、
近似式などの他の手法を用いて充電時の電流値を予測し
てもよい。また、等価回路の誘電分極成分である容量Ｃ
₁，Ｃ₂・・・Ｃ_nと抵抗Ｒ₁，Ｒ₂・・・Ｒ_nを等比
数列の関係に設定したが、等比数列以外の関係に設定し
てもよい。いずれにしても、実測電流値ｍ（ｔ）と計算
電流値ｉ（ｔ）の一致度から、容量Ｃ₁，Ｃ₂・・・Ｃ
_nと抵抗Ｒ₁，Ｒ₂・・・Ｒ_nを決定できる方法であれ
ばよい。また、実測電流値ｍ（ｔ）と計算電流値ｉ
（ｔ）との一致度を評価するため、直線近似または２次
曲線近似を行ったが、他の公知の近似法を用いてもよい
ことは勿論である。

【００４０】なお、本発明はセラミックコンデンサに限
らず、電解コンデンサやフィルムコンデンサなど、誘電
分極成分を有するコンデンサであれば、如何なるコンデ
ンサであっても適用可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、直流電圧印加時におけるコンデンサの誘電分極
成分の充電領域の電流値を測定し、この電流値を用い
て、充電終了時の電流値を予測し、この予測された電流
値を用いてコンデンサの良否を判定するようにしたの
で、最終的な電流値（例えば電圧印加１分後の電流値）
を短時間にかつ正確に予測でき、コンデンサの良否を効
率よく判定することができる。また、請求項２のように
コンデンサの等価回路から電流計算式を求め、電圧の印
加初期における誘電分極成分の充電領域の実測電流値と
計算電流値との比較によって計算式を修正し、この修正
計算式から充電終了時点の電流値を予測するようにすれ
ば、最終的な充電電流値を非常に精度よく予測できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンデンサの等価回路の一例の回路図である。

【図２】コンデンサの等価回路の他の例の回路図であ
る。

【図３】コンデンサの充電電流の変化を示す図である。

【図４】充電電流測定装置の一例の回路図である。

【図５】本発明にかかる電流計算式の修正前の計算値と
実測値との比較図である。

【図６】直線近似法を用いてパラメータを決定する方法
を示すフローチャート図である。

【図７】本発明にかかる電流計算式の修正後の計算値と
実測値との比較図である。

【図８】直線近似式による近似ができない場合の図であ
る。

【図９】直線近似と２次曲線近似とを併用した場合のパ
ラメータ決定方法を示すフローチャート図である。

【図１０】充電電流を大きくした時のコンデンサの充電
特性図である。

【図１１】断続印加時におけるコンデンサの充電特性図
である。

【図１２】本発明方法を用いた特性測定・選別・テーピ
ング装置の一例の平面図である。

【図１３】本発明方法を用いた特性測定・選別・テーピ
ング装置の他の例の平面図である。

【図１４】本発明方法を用いた特性測定・選別・バルク
ケース詰め装置の一例の平面図である。

【符号の説明】

１０直流測定電源１２コンデンサ１３抵抗１４対数増幅器１５計測用アンプ１６，１８Ａ／Ｄ変換器１７ＣＰＵ２０ターンテーブル２４充電ＩＲ測定部２７パーツフィーダ２８テーピング装置

フロントページの続き (72)発明者田端利成京都府長岡京市天神２丁目26番10号株式会社村田製作所内 (56)参考文献特開平９−113545（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−123367（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/00 G01R 31/02 G01R 27/00 - 27/32 H01G 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンデンサに直流電圧を印加する工程と、直流電圧印加時におけるコンデンサの誘電分極成分の充
電領域の電流値を測定する工程と、上記誘電分極成分の充電領域の電流値を用いて、充電終
了時の電流値を予測する工程と、上記充電終了時の電流値を用いてコンデンサの良否を判
定する工程と、を備えたコンデンサの良否判定方法。
【請求項２】上記充電終了時の電流値を予測する工程
は、コンデンサの等価回路を使って電流計算式を初期設定す
る工程と、コンデンサの実測電流値ｍ（ｔ）と上記電流計算式を使
って求めた計算電流値ｉ（ｔ）とが一致するように、等
価回路の誘電分極成分である容量Ｃ₁ ，Ｃ₂ ・・・Ｃ_n
と抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ・・・Ｒ_n とを決定し、電流計算式を
修正する工程と、修正された電流計算式を用いて充電終
了時における電流値を求める工程と、を含む請求項１に
記載のコンデンサの良否判定方法。
【請求項３】上記容量Ｃ₁ ，Ｃ₂ ・・・Ｃ_n と抵抗Ｒ
₁ ，Ｒ₂ ・・・Ｒ_n をそれぞれ等比数列の関係におき、
それぞれの初項Ｃ₁ ，Ｒ₁ と公比ｐ，ｑを求めることに
より、容量Ｃ₁ ，Ｃ₂ ・・・Ｃ_n と抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ・・
・Ｒ_n とを決定することを特徴とする請求項２に記載の
コンデンサの良否判定方法。
【請求項４】上記電流計算式を修正する工程において、
コンデンサの実測電流値ｍ（ｔ）と計算電流値ｉ（ｔ）
との一致度を評価するため、評価関数ｎ（ｔ）を次式の
いずれかに定義し、この評価関数ｎ（ｔ）と時間とを座
標軸にとり、直線近似を行うことを特徴とする請求項２
または３に記載のコンデンサの良否判定方法。ｎ（ｔ）＝log ｍ（ｔ）−log ｉ（ｔ）ｎ（ｔ）＝log ｍ（ｔ）／log ｉ（ｔ）ｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）／ｉ（ｔ）ｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）−ｉ（ｔ）
【請求項５】上記電流計算式を修正する工程において、
コンデンサの実測電流値ｍ（ｔ）と計算電流値ｉ（ｔ）
との一致度を評価するため、評価関数ｎ（ｔ）を次式の
いずれかに定義し、この評価関数ｎ（ｔ）と時間とを座
標軸にとり、２次曲線近似を行うことを特徴とする請求
項２ないし４のいずれかに記載のコンデンサの良否判定
方法。ｎ（ｔ）＝log ｍ（ｔ）−log ｉ（ｔ）ｎ（ｔ）＝log ｍ（ｔ）／log ｉ（ｔ）ｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）／ｉ（ｔ）ｎ（ｔ）＝ｍ（ｔ）−ｉ（ｔ）
【請求項６】上記直流電圧の印加によってコンデンサに
流れる最大充電電流を５０ｍＡより大きな電流としたこ
とを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のコ
ンデンサの良否判定方法。