JP4117357B2 - 積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電圧を積層セラミックコンデンサに印加することに伴う漏洩電流により、絶縁抵抗を確認する直流耐電圧試験で、初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を選別除去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】
電子機器の小型軽量化，高性能化に伴い、積層セラミックコンデンサも著しく小型化，大容量化が進み、一層当りの誘電体層厚みも極めて薄層になっている。この誘電体層厚みの薄層化により、積層誘電体内部の僅かな構造欠陥が積層セラミックコンデンサの信頼性を低下させる原因となっている。
【０００３】
その内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品を選別除去するべく、従来、定格電圧の５〜６倍の直流電圧を積層セラミックコンデンサに印加することに伴う漏洩電流により、絶縁抵抗を直流耐電圧試験で確認するスクリーニングが行われている。このスクリーニングによる場合、１回だけでは内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品を完全に選別できないため、数回繰り返し施すようにされている。
【０００４】
そのスクリーニングに加え或いは代えて、高湿負荷加速試験等を適用することにより内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品を選別することも行われている。この高湿負荷加速試験によると、上述したスクリーニングを数回繰り返す場合と共に、多くの時間を要するところから好ましくない。
【０００５】
上述した他に、３００Ｖの直流電圧を積層セラミックコンデンサに印加することによる１回目の直流耐電圧試験を行い、更に、１回目の直流耐電圧試験と逆極性の直流電圧を１回目で選別された積層セラミックコンデンサに印加することによる２回目の直流耐電圧試験を行うというスクリーニング方法が提案されている(特開平８−２２７８２６号)。
【０００６】
このスクリーニング方法は、直流電圧の印加に伴ってセラミックの結晶粒子内に存在する自発分極の方向が印加された直流電圧の極性と反対方向に揃うため、それとは逆の極性で直流電圧を印加し、分極作用を反対方向にもう一度行わせることにより、漏洩電流値やバラ付きが１回目より大きくなって絶縁劣化が検出し易くなる。また、積層セラミックコンデンサに加わるストレスも倍増されることから、内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品を絶縁破壊状態にし易くなるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、既に実施されまたは先に提案されているスクリーニング方法よりも初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を短時間でより完全に選別除去可能な積層セラミックコンデンサのスクリー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】
本発明の請求項１に係る積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法においては、初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を絶縁破壊可能な定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を積層セラミックコンデンサに瞬時に印加する工程と、該積層セラミックコンデンサに定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加し、それに伴う漏洩電流により絶縁抵抗を確認する工程とから直流耐電圧試験を行うようにされている。
【０００９】
本発明の請求項２に係る積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法においては、初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を絶縁破壊可能な定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を積層セラミックコンデンサに印加する工程と、該積層セラミックコンデンサに定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加し、それに伴う漏洩電流により絶縁抵抗を確認する工程とによる１回目の直流耐電圧試験を行い、更に、１回目のパルス電圧と逆極性で定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を１回目で選別された積層セラミックコンデンサに瞬時に印加する工程と、該積層セラミックコンデンサに１回目の直流電圧と逆極性で定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加し、それに伴う漏洩電流により絶縁抵抗を確認する工程とによる２回目の直流耐電圧試験を行うようにされている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、検査データと共に説明すると、本発明に係る積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法は、初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を絶縁破壊可能な定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を積層セラミックコンデンサに瞬時に印加する工程と、該積層セラミックコンデンサに定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加し、それに伴う漏洩電流により絶縁抵抗を確認する工程とから、内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品を直流耐電圧試験で選別除去するよう行われている。
【００１１】
定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を印加すると、初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を完全に絶縁破壊状態にできる。一方、その印加するパルス電圧が定格電圧の１０〜２０倍であっても、パルス電圧として瞬時に印加するから、良質な製品では絶縁抵抗の劣化が生じない。このため、定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加することにより、内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品のみを完全に選別除去できる。
【００１２】
上述したスクリーニング方法は、定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を印加し、定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加することによる直流耐電圧試験を行った後に、先の直流電圧と逆極性で定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加することによる更なる確認的な直流耐電圧試験を行うようにもできる。
【００１３】
上述したスクリーニング方法の他に、初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を絶縁破壊可能な定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を積層セラミックコンデンサに印加し、該積層セラミックコンデンサに定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加することによる１回目の直流耐電圧試験を行い、更に、１回目のパルス電圧と逆極性で定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を１回目で選別された積層セラミックコンデンサに印加し、該積層セラミックコンデンサに１回目の直流電圧と逆極性で定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加することによる２回目の直流耐電圧試験を行うようにもできる。
【００１４】
その２回の直流耐電圧試験を行う毎に、定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を２回印加し、また、２回目では逆の極性でパルス電圧，直流電圧を印加することにより積層セラミックコンデンサに加わるストレスも倍増されるため、内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品を確実且つ完全に絶縁破壊状態にできる。これにより、高信頼性，高品質な製品を高精度に選別することができる。
【００１５】
２回の直流耐電圧試験は、図１で示すスクリーニング回路を用いて行うことができる。図中、ＳＷは切換えスイッチ、Ｖ１は１回目の直流電源、Ｖ２は２回目の逆極性の直流電源、Ａ１は１回目の検出電流計、Ａ２は２回目の検出電流計、Ｒａは規制抵抗、Ｒｂは放電抵抗、Ｃｘは積層セラミックコンデンサを示す。
【００１６】
定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を印加することによる有効性を確認するべく、リラクサ系の積層セラミックコンデンサ（形状：１６０８、温度特性：Ｅ特性、定格電圧：１０Ｖ、静電容量：１．０μＦ、誘電体層厚み：５μｍ、有効層数：１００層）を積層工法で製造し、同一のロット内から各５００個ずつをランダムに抜き取り、次のような直流耐電圧試験を行った。
【００１７】
従来例１は、定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を積層セラミックコンデンサに印加することによる１回の直流耐電圧試験を行った。従来例２は、定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を積層セラミックコンデンサに印加することによる１回目と、１回目とは逆極性で定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を該積層セラミックコンデンサに印加することによる２回目の直流耐電圧試験を行った。
【００１８】
これに対し、本発明１は定格電圧の１０倍(１００Ｖ)のパルス電圧を積層セラミックコンデンサに印加し、該積層セラミックコンデンサに定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を印加することによる１回の直流耐電圧試験を行った。
【００１９】
本発明２は、定格電圧の１０倍(１００Ｖ)のパルス電圧を積層セラミックコンデンサに印加し、定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を該積層セラミックコンデンサに印加することによる直流耐電圧試験を行ってから、先の定格電圧とは逆極性で定格電圧の５倍（５０Ｖ）の直流電圧を該直流耐電圧試験後の積層セラミックコンデンサに印加することによる直流耐電圧試験を行った。
【００２０】
本発明３は、定格電圧の１０倍(１００Ｖ)のパルス電圧を積層セラミックコンデンサに印加し、該積層セラミックコンデンサに定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を印加することによる１回目の直流耐電圧試験を行い、更に、１回目とは共に逆極性で、１回目と同様に定格電圧の１０倍（１００Ｖ）のパルス電圧を１回目の直流耐電圧試験後の積層セラミックコンデンサに印加し、該積層セラミックコンデンサに定格電圧の５倍（５０Ｖ）の直流電圧を印加することによる２回目の直流耐電圧試験を行った。従来例並びに本発明の結果は、次表１で示す通りである。
【００２１】
【表１】
その検査データで示す通り、１回目のＮＧ個数で比較すると、定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を印加することによる従来例１，２では７個のＮＧ個数しか選別できなかった。これに対し、定格電圧の１０倍(１００Ｖ)のパルス電圧を印加し、定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を印加することによる本発明１〜３では３２〜３５のＮＧ個数を選別できた。
【００２３】
２回目のＮＧ個数で比較すると、従来例２の１回目と逆極性で定格電圧の５倍（５０Ｖ）の直流電圧を印加することによる２回目の直流耐電圧試験では１２個のＮＧ個数と増えて合計数１９個を選別できた。これに対し、本発明３では１回目で３４個と多くを選別できたため、２回目では１０個のＮＧ個数と数的に少ないものの、合計数４４個を選別することができた。
【００２４】
その結果から判るように、少なくとも１回でも、定格電圧の１０倍(１００Ｖ)のパルス電圧を印加し、定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を印加することによる直流耐電圧試験を行うことから、多くのＮＧ製品を選別することが図れる。
【００２５】
特に、定格電圧の１０倍(１００Ｖ)のパルス電圧を印加し、定格電圧の５倍(５０Ｖ)の直流電圧を印加することによる１回目の直流耐電圧試験を行うと共に、１回目といずれも逆極性で、１回目と同様に定格電圧の１０倍（１００Ｖ）のパルス電圧を印加し、定格電圧の５倍（５０Ｖ）の直流電圧を印加することによる２回目の直流耐電圧試験を行えば、より多くのＮＧ製品を確実に選別することが図れるようになる。
【００２６】
そのスクリーニングにより良品として選抜された積層セラミックコンデンサに対し、更に、高湿負荷試験を行った。試験条件は温度：８５℃、電圧：ＤＣ２０Ｖで行い、確認時間：１００Ｈｒ、２５０Ｈｒ、５００Ｈｒ、１０００Ｈｒに分けることから、ＩＲ値：５×１０Ω以下をＮＧ製品と判定した。この結果は、次表２で示す通りである。
【００２７】
【表２】
この高湿負荷試験でも判るように、少なくとも定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を印加し、定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加することによる直流耐電圧試験は内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品を選別するのに有効である。特に、本発明３は内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品を確実且つ完全に選別するのに有効で高信頼性，高品質な製品を高精度に選別することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の請求項１に係る積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法に依れば、まず、定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を印加し、次いで、定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加することに伴う漏洩電流により、絶縁抵抗を直流耐電圧試験で確認することから、高信頼性，高品質な製品を高精度に選別することができる。
【００３０】
本発明の請求項２に係る積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法に依れば、定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧の印加と、定格電圧の５〜６倍の直流電圧の印加による１回目の直流耐電圧試験といずれも逆極性で、１回目で選別された積層セラミックコンデンサに対し、定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を印加し、定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加することによる２回目の直流耐電圧試験を行うことにより、内部構造の欠陥や寿命劣化の虞れのある製品を確実且つ完全に選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る積層セラミッココンデンサのスクリーニング方法を適用するスクリーニング回路を示す説明図である。
Claims (2)
- 直流電圧を積層セラミックコンデンサに印加することに伴う漏洩電流により、絶縁抵抗を確認する直流耐電圧試験で、初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を選別除去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おいて、
初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を絶縁破壊可能な定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を積層セラミックコンデンサに瞬時に印加する工程と、該積層セラミックコンデンサに定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加し、それに伴う漏洩電流により絶縁抵抗を確認する工程とから直流耐電圧試験を行うようにしたことを特徴とする積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法。 - 直流電圧を積層セラミックコンデンサに印加することに伴う漏洩電流により、絶縁抵抗を確認する直流耐電圧試験で、初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を選別除去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おいて、
初期内部構造の欠陥品や使用期間中に寿命劣化を来たす虞れのある製品を絶縁破壊可能な定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を積層セラミックコンデンサに印加する工程と、該積層セラミックコンデンサに定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加し、それに伴う漏洩電流により絶縁抵抗を確認する工程とによる１回目の直流耐電圧試験を行い、更に、１回目のパルス電圧と逆極性で定格電圧の１０〜２０倍のパルス電圧を１回目で選別された積層セラミックコンデンサに瞬時に印加する工程と、該積層セラミックコンデンサに１回目の直流電圧と逆極性で定格電圧の５〜６倍の直流電圧を印加し、それに伴う漏洩電流により絶縁抵抗を確認する工程とによる２回目の直流耐電圧試験を行うようにしたことを特徴とする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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|---|---|---|---|---|
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- 1998-11-17 JP JP32660298A patent/JP4117357B2/ja not_active Expired - Lifetime
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