JP3490344B2 - セラミックフィルタのクラック検出方法 - Google Patents
セラミックフィルタのクラック検出方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミックフィルタ
の圧電基板に発生したクラックを検出する方法に関する
ものである。
の圧電基板に発生したクラックを検出する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】セラミックフィルタの製造工程における
不良の一つとして、圧電基板に発生するクラックがあ
る。このクラックは、外力や熱ストレス、温度変化等を
受けることにより次第に拡大してフィルタ特性を著しく
劣化させる原因となる。セラミックフィルタの完成品は
外装材で覆われているので、内部の圧電基板のクラック
の検査を目視で行うことはできない。そこで、従来はフ
ィルタの濾波特性を測定して減衰量の大きさでクラック
の有無を検出し、不良品を選別していた。
不良の一つとして、圧電基板に発生するクラックがあ
る。このクラックは、外力や熱ストレス、温度変化等を
受けることにより次第に拡大してフィルタ特性を著しく
劣化させる原因となる。セラミックフィルタの完成品は
外装材で覆われているので、内部の圧電基板のクラック
の検査を目視で行うことはできない。そこで、従来はフ
ィルタの濾波特性を測定して減衰量の大きさでクラック
の有無を検出し、不良品を選別していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法で
はクラックが大きいか、あるいは電極が切れるような状
態でないと検出できない問題があった。本発明は、セラ
ミックフィルタの完成品を破壊することなく簡単でしか
も確実に検査できるクラック検出方法を提供することを
目的とするものである。
はクラックが大きいか、あるいは電極が切れるような状
態でないと検出できない問題があった。本発明は、セラ
ミックフィルタの完成品を破壊することなく簡単でしか
も確実に検査できるクラック検出方法を提供することを
目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力電極及び
出力電極、アース電極が設けられ複数の振動部が形成さ
れた圧電基板を備えるセラミックフィルタのクラック検
出方法において、入力電極とアース電極間、および出力
電極とアース電極間、のそれぞれの静電容量（以下、容
量という）または誘電損失を同時に測定し、両者の差分
値によって圧電基板のクラックの有無を検出することを
特徴とする。
出力電極、アース電極が設けられ複数の振動部が形成さ
れた圧電基板を備えるセラミックフィルタのクラック検
出方法において、入力電極とアース電極間、および出力
電極とアース電極間、のそれぞれの静電容量（以下、容
量という）または誘電損失を同時に測定し、両者の差分
値によって圧電基板のクラックの有無を検出することを
特徴とする。
【０００５】
【実施例】図１はセラミックフィルタの圧電基板５を示
す正面図、図２はその背面図である。１は入力電極、２
は出力電極、３は結合電極であり、４は圧電基板５の裏
面に設けられたアース電極である。圧電基板５には図１
に示すように、アース電極４の一部に対向した入力電極
１及び結合電極３の一部によって振動部Ａ1 が、アース
電極４に部分的に対向した出力電極２及び結合電極３に
よって振動部Ａ2 が、それぞれ形成されている。また、
アース電極４に部分的に対向した結合電極３によって結
合容量部Ｂが形成されている。
す正面図、図２はその背面図である。１は入力電極、２
は出力電極、３は結合電極であり、４は圧電基板５の裏
面に設けられたアース電極である。圧電基板５には図１
に示すように、アース電極４の一部に対向した入力電極
１及び結合電極３の一部によって振動部Ａ1 が、アース
電極４に部分的に対向した出力電極２及び結合電極３に
よって振動部Ａ2 が、それぞれ形成されている。また、
アース電極４に部分的に対向した結合電極３によって結
合容量部Ｂが形成されている。
【０００６】この圧電基板５は、端子や電極を外部に導
出した状態に絶縁性の外装材で被覆されて、端子導出型
あるいは面付け型のセラミックフィルタとして完成す
る。図３は端子導出型のセラミックフィルタの完成品を
示している。圧電基板５の表面の入力電極１及び出力電
極２にそれぞれ入力端子７、出力端子８を半田付けし、
圧電基板５の裏面のアース電極４にアース端子９を半田
付けした後、外装材10で被覆される。一方、図４は面付
け型のセラミックフィルタの完成品を示し、入力電極
１、出力電極２、アース電極４にそれぞれ導通した外部
入力電極17、外部出力電極18、外部アース電極19が外装
材20の表面に設けられている。
出した状態に絶縁性の外装材で被覆されて、端子導出型
あるいは面付け型のセラミックフィルタとして完成す
る。図３は端子導出型のセラミックフィルタの完成品を
示している。圧電基板５の表面の入力電極１及び出力電
極２にそれぞれ入力端子７、出力端子８を半田付けし、
圧電基板５の裏面のアース電極４にアース端子９を半田
付けした後、外装材10で被覆される。一方、図４は面付
け型のセラミックフィルタの完成品を示し、入力電極
１、出力電極２、アース電極４にそれぞれ導通した外部
入力電極17、外部出力電極18、外部アース電極19が外装
材20の表面に設けられている。
【０００７】次に、圧電基板５におけるクラックの有無
を検出する方法について説明する。本発明で検出の対象
とするクラックは圧電基板５全体に広がったひび割れの
ようなものではなく、圧電基板５の一部に発生する微小
なクラックである。そこで、クラックの検出を、入力電
極１とアース電極４間の第１の容量と、出力電極２とア
ース電極４間の第２の容量を基にして行うようにしたも
のである。
を検出する方法について説明する。本発明で検出の対象
とするクラックは圧電基板５全体に広がったひび割れの
ようなものではなく、圧電基板５の一部に発生する微小
なクラックである。そこで、クラックの検出を、入力電
極１とアース電極４間の第１の容量と、出力電極２とア
ース電極４間の第２の容量を基にして行うようにしたも
のである。
【０００８】クラックが有るときは、クラックが無いと
きに比べて各電極間に形成される容量が小さくなる。こ
のため、クラックが有る側の容量が小さくなり、第１の
容量と第２の容量に差が生じる。この差分値の大きさに
よってクラックの有無を判別し、不良品を選別可能とす
るものである。なお、第１、第２の容量のうち、クラッ
クが有る側はクラックが無い側よりも１０％前後容量が
低下することが実験で確認されている。
きに比べて各電極間に形成される容量が小さくなる。こ
のため、クラックが有る側の容量が小さくなり、第１の
容量と第２の容量に差が生じる。この差分値の大きさに
よってクラックの有無を判別し、不良品を選別可能とす
るものである。なお、第１、第２の容量のうち、クラッ
クが有る側はクラックが無い側よりも１０％前後容量が
低下することが実験で確認されている。
【０００９】図５は本発明によるクラック検出方法の概
念図、図６はこの場合のアース端子29と入力端子27、出
力端子28間の容量の接続状態を示す等価回路である。ア
ース端子29はアース電極４に、入力端子27は入力電極１
に、出力端子28は出力電極２に、それぞれ接続されてい
る。入力電極１とアース電極４間には容量Ｃ1 が形成さ
れ、出力電極２とアース電極４間には容量Ｃ5 が形成さ
れる。入力電極１と結合電極３間に容量Ｃ2 が形成さ
れ、出力電極２と結合電極３間に容量Ｃ4 が形成され
る。また、結合電極３とアース電極４間には容量Ｃ3 が
形成される。これらの容量Ｃ1 〜Ｃ5 にはストレー容量
も含まれる。容量Ｃ1 〜Ｃ5 の値は、圧電基板５の厚み
や入力電極１、出力電極２、結合電極３、アース電極４
の寸法形状が同じでも、圧電基板材料のばらつきで変動
する誘電率の影響で変化する。
念図、図６はこの場合のアース端子29と入力端子27、出
力端子28間の容量の接続状態を示す等価回路である。ア
ース端子29はアース電極４に、入力端子27は入力電極１
に、出力端子28は出力電極２に、それぞれ接続されてい
る。入力電極１とアース電極４間には容量Ｃ1 が形成さ
れ、出力電極２とアース電極４間には容量Ｃ5 が形成さ
れる。入力電極１と結合電極３間に容量Ｃ2 が形成さ
れ、出力電極２と結合電極３間に容量Ｃ4 が形成され
る。また、結合電極３とアース電極４間には容量Ｃ3 が
形成される。これらの容量Ｃ1 〜Ｃ5 にはストレー容量
も含まれる。容量Ｃ1 〜Ｃ5 の値は、圧電基板５の厚み
や入力電極１、出力電極２、結合電極３、アース電極４
の寸法形状が同じでも、圧電基板材料のばらつきで変動
する誘電率の影響で変化する。
【００１０】セラミックフィルタの電極形状はアース電
極４を中心にして左右対称とされるので、容量Ｃ1 と容
量Ｃ5 は略等しく、容量Ｃ2 と容量Ｃ4 も略等しくな
る。したがって、アース端子29と入力端子27間、アース
端子29と出力端子28間のそれぞれの合成容量は略等しい
ものとなる。そこで、クラックを検出する際には、アー
ス端子29から低周波信号を供給して入力端子27と出力端
子28から出力される信号によって容量を測定し、その差
分値をとることによって入力側と出力側の容量差を検出
するものである。
極４を中心にして左右対称とされるので、容量Ｃ1 と容
量Ｃ5 は略等しく、容量Ｃ2 と容量Ｃ4 も略等しくな
る。したがって、アース端子29と入力端子27間、アース
端子29と出力端子28間のそれぞれの合成容量は略等しい
ものとなる。そこで、クラックを検出する際には、アー
ス端子29から低周波信号を供給して入力端子27と出力端
子28から出力される信号によって容量を測定し、その差
分値をとることによって入力側と出力側の容量差を検出
するものである。
【００１１】クラック検査の対象はセラミックフィルタ
の完成品になるので、実際の検査は次のようにして行わ
れる。まず、図３または図４のセラミックフィルタのア
ース端子９（またはアース電極19）に低周波信号を供給
する。そして、入力端子７とアース端子９間（または外
部入力電極17と外部アース電極19間）の第１の容量と、
出力端子８とアース端子９間（または外部出力電極18と
外部アース電極19間）の第２の容量を同時に測定して、
第１の容量と第２の容量の差分値を検出し、この差分値
が所定のレベル以上になったときクラック有りと判定す
るものである。容量差をそのまま差分値として用いる代
わりに、容量差を位相差や電圧値に変換したものを差分
値としてもよい。
の完成品になるので、実際の検査は次のようにして行わ
れる。まず、図３または図４のセラミックフィルタのア
ース端子９（またはアース電極19）に低周波信号を供給
する。そして、入力端子７とアース端子９間（または外
部入力電極17と外部アース電極19間）の第１の容量と、
出力端子８とアース端子９間（または外部出力電極18と
外部アース電極19間）の第２の容量を同時に測定して、
第１の容量と第２の容量の差分値を検出し、この差分値
が所定のレベル以上になったときクラック有りと判定す
るものである。容量差をそのまま差分値として用いる代
わりに、容量差を位相差や電圧値に変換したものを差分
値としてもよい。
【００１２】圧電基板５にクラックがあるときは、クラ
ックが無いときに比べて電極間に形成される誘電損失も
容量と同様に小さくなる。したがって、容量の代わりに
誘電損失の方を測定し、その差分値でクラックの有無を
検出するようにしてもよい。本発明は二つの振動部を備
えたセラミックフィルタに限らず、三つ以上の振動部を
有するセラミックフィルタの場合にも全く同様に適用で
きる。
ックが無いときに比べて電極間に形成される誘電損失も
容量と同様に小さくなる。したがって、容量の代わりに
誘電損失の方を測定し、その差分値でクラックの有無を
検出するようにしてもよい。本発明は二つの振動部を備
えたセラミックフィルタに限らず、三つ以上の振動部を
有するセラミックフィルタの場合にも全く同様に適用で
きる。
【００１３】きわめて稀なケースであるが、入力側と出
力側の両方に同程度のクラックが発生する可能性もあ
る。このような場合には、両側の容量や誘電損失の差分
値を見る本方法だけではクラックを検出できないことに
なる。このような場合のクラックは、入力側と出力側の
それぞれの容量や誘電損失の絶対値が低下することを利
用して検出すればよい。
力側の両方に同程度のクラックが発生する可能性もあ
る。このような場合には、両側の容量や誘電損失の差分
値を見る本方法だけではクラックを検出できないことに
なる。このような場合のクラックは、入力側と出力側の
それぞれの容量や誘電損失の絶対値が低下することを利
用して検出すればよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、検査対象となる１個の
セラミックフィルタを測定するだけでクラックの有無を
判定できるので、測定時の温度や湿度などの環境条件の
影響を受けにくく、高い検出精度が得られる。また、製
品の仕様によって絶対的な容量値は大きく変化するが、
本発明では１個のフィルタを測定して得た差分値で判定
するので、別の仕様やロットに切り替わったときの影響
が少ない。さらに、電極直下の容量ばかりでなくストレ
ー容量を含めた容量差を検出するので、振動部以外の部
分のクラックも検出できる効果がある。
セラミックフィルタを測定するだけでクラックの有無を
判定できるので、測定時の温度や湿度などの環境条件の
影響を受けにくく、高い検出精度が得られる。また、製
品の仕様によって絶対的な容量値は大きく変化するが、
本発明では１個のフィルタを測定して得た差分値で判定
するので、別の仕様やロットに切り替わったときの影響
が少ない。さらに、電極直下の容量ばかりでなくストレ
ー容量を含めた容量差を検出するので、振動部以外の部
分のクラックも検出できる効果がある。
【図１】 セラミックフィルタの圧電基板の正面図
【図２】 同、圧電基板の背面図
【図３】 端子導出型セラミックフィルタの一部を切欠
した正面図
した正面図
【図４】 面付け型セラミックフィルタの斜視図
【図５】 本発明のクラック検出方法の概念図
【図６】 クラック検出時の容量の接続状態を示す等価
回路図
回路図
１ 入力電極
２ 出力電極
４ アース電極
５ 圧電基板
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−70431（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−159712（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−304324（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−293107（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−139592（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−36770（ＪＰ，Ａ)
実開 平７−43006（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/00 - 27/24
H03H 9/00 - 9/76
H03H 3/02
Claims (2)
- 【請求項１】 入力電極及び出力電極、アース電極が設
けられ複数の振動部が形成された圧電基板を備えるセラ
ミックフィルタのクラック検出方法において、入力電極
とアース電極間の第１の静電容量と、出力電極とアース
電極間の第２の静電容量を同時に測定し、第１の静電容
量と第２の静電容量の差分値によって、圧電基板のクラ
ックの有無を検出することを特徴とするセラミックフィ
ルタのクラック検出方法。 - 【請求項２】 入力電極及び出力電極、アース電極が設
けられ複数の振動部が形成された圧電基板を備えるセラ
ミックフィルタのクラック検出方法において、入力電極
とアース電極間の第１の誘電損失と、出力電極とアース
電極間の第２の誘電損失を同時に測定し、第１の誘電損
失と第２の誘電損失の差分値によって、圧電基板のクラ
ックの有無を検出することを特徴とするセラミックフィ
ルタのクラック検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20731699A JP3490344B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | セラミックフィルタのクラック検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20731699A JP3490344B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | セラミックフィルタのクラック検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001033415A JP2001033415A (ja) | 2001-02-09 |
| JP3490344B2 true JP3490344B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=16537762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20731699A Expired - Fee Related JP3490344B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | セラミックフィルタのクラック検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3490344B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103023377A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 成都理工大学 | 压电及电磁混合变频微发电装置及方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100755908B1 (ko) * | 2004-11-23 | 2007-09-06 | 한국과학기술원 | 압전 재료 혹은 전도성 재료를 이용하여 민감도가 향상된접합 구조물의 접합부 안전성 검사방법 |
| EP1865311A4 (en) * | 2005-03-18 | 2012-03-14 | Ngk Insulators Ltd | PIEZOELECTRIC ELEMENT INSPECTION METHOD, INSPECTION DEVICE, AND POLARIZATION PROCESSING METHOD |
| JP2007180323A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミックコンデンサの製造方法並びにその選別装置 |
| JP5489968B2 (ja) * | 2010-12-09 | 2014-05-14 | 日本発條株式会社 | 圧電素子のクラック検出方法及びその装置 |
| JP5989471B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2016-09-07 | 日本発條株式会社 | 圧電素子供給方法 |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP20731699A patent/JP3490344B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103023377A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 成都理工大学 | 压电及电磁混合变频微发电装置及方法 |
| CN103023377B (zh) * | 2012-12-24 | 2017-05-03 | 成都理工大学 | 压电及电磁混合变频微发电装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001033415A (ja) | 2001-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |