JPH0618462A - 積層セラミックコンデンサの検査方法 - Google Patents
積層セラミックコンデンサの検査方法Info
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Abstract
えるデラミネーションや微細なクラックによる内部欠陥
を非破壊検査するのに簡便で信頼性の高い検査方法の提
供。 【構成】 被検査積層セラミックコンデンサにバイアス
電圧を印加して、等価直列抵抗対周波数特性曲線を求
め、該コンデンサが機械的に共振する周波数およびこの
周波数の高次の周波数で現れる特性曲線のピークにおい
てその半値幅を求め、この値と上記被検査品と同じで内
部欠陥のないコンデンサの対応する半値幅とを比較して
内部欠陥を判定することを特徴とし、例えば小さなデラ
ミネーションがある場合の図1の矢印のピークAの半値
幅が438KHzであったのに対し、良品のそれが18
2KHzであるように、数値化して識別を容易にする。
Description
ンサの検査方法、より詳しくは積層セラミックコンデン
サにバイアス電圧を印加した状態での等価直列抵抗一周
波数特性を測定することにより内部欠陥の有無を判定す
る検査方法に関する。
略記する)の製造工程、特に脱バインダ時におけるトラ
ブルが製品にいろいろな欠陥を発生させ品質に大きく影
響を与えることがある。量産工程では短時間に多くの製
品を処理する必要があるため、デラミネーション(層間
剥離)や微細なクラックなどの内部欠陥が発生する。
陥の発見は、従来MLC製品を切断し、その内部を研磨
して確認する破壊検査法によるのが主体であった。この
破壊検査法の適用は、当然ながら1ロットのうち数個の
サンプルに制限されることになり、個々の製品には適用
できない。
をチップ内に伝播させることにより内部欠陥を検査する
方法、(b)MLCにバイアス電圧を印加し、インピー
ダンス対周波数特性を測定することにより検査する方法
等が知られている。
る方法は米国特許4644259号(特開昭61−10
8956号公報参照)に開示されているが、その要旨は
下記の通りである、MLCにバイアス電圧を印加し、交
流電圧の周波数を変化させてインピーダンス特性の測定
を行うと、該MLCの寸法に応じた特定周波数において
インピーダンスが変化する現象すなわち定在波を生じさ
せる。この現象は交流電圧による圧電現象によりチップ
が振動し、MLC内部全体に伝播するために、振動の1
/2波長の整数倍で共振し、その共振現象により変化が
大きくなり、圧電現象により電荷が変動してインピーダ
ンス変化が発生する。このインピーダンス変化がチップ
内部の状態、つまりデラミネーションなどの欠陥が存在
する個所では共振パターンが妨害されるため、その変化
を基準として用いて内部欠陥を判断し、不良品と良品す
なわち内部欠陥が存在しない製品とを識別することがで
きる。
音波を用いる方法は対象MLCの形状が小さくなった場
合には測定が困難となり、またこの方法ではMLC中の
小さな欠陥を見つけることは難しい。また、インピーダ
ンスを測定して内部欠陥を判断する前記米国特許に示さ
れた技術による方法は、比較的大きい内部欠陥について
検出可能であるが微細な内部欠陥の検出は難しくなる。
なぜなら、欠陥が微細となるのに従って、その欠陥に対
応するインピーダンス変化は高周波数側に移り、後述の
ように高周波数側のインピーダンス変化ほど変化が小さ
く、正常なものとの区別がつかないときがあるからであ
る。
F、F特性のMLCにおいて、バイアス電圧10Vを印
加したのち、周波数を1ないし10MHzの領域に変化
させたときのインピーダンス(Z)の変化および等価直
列抵抗(R)の変化をプロットした曲線を示したもので
あり、図7は周波数2〜4MHzの間を拡大した図であ
るが、図7から判るように、インピーダンス特性変化は
高周波数領域になるほど(ピークの高さの)変化が小さ
くなるという特徴があり、実際の検査工程で問題になる
のは上記微細な欠陥であることから、上記米国特許の技
術による場合は信頼性に欠けるという課題があった。
質、特にセラミック材料中に存在するデラミネーション
や微細なクラックによる内部欠陥を非破壊検査するため
の簡便で信頼性の高い方法を提供することにある。
達成すべく研究を進め、以下の(1)〜(4)に述べる
考察に基づいて、MLCの圧電現象による周波数特性変
化をインピーダンスではなく、等価直列抵抗値の変化に
よることとすれば、内部欠陥、特に微細なものまでも容
易に判断できることを見い出し本発明に到達した。
アス電圧を印加することによりコンデンサチップが変位
をおこし、この変位がある周波数になると定在波となっ
て大きな振幅をもち、これがメカニカル共振周波数とな
ってコンデンサの蓄積容量が変化し、このためインピー
ダンス(Z)は図8(a)に示すように共振周波数f。
反共振周波数frを有する特性曲線として得られる。
るためには基本共振点よりは高次の共振点におけるイン
ピーダンス特性変化を考慮する必要があるが、前記図6
にみられるように、高次の共振点におけるインピーダン
スは高周波数領域になるほど変化が小さくなる傾向があ
る。
R)の特性曲線は図8(b)のような変化を示し(点線
はZ−f特性曲線である)、このf−R特性曲線のピー
クは左右対象であり、ピークの半値幅、すなわちピーク
強度の半分の値における周波数の幅を測定することによ
り数値化が容易である。
−R曲線中のピークは先ず基本波が現われ、これの高次
の2、3、4、…倍といった周波数にピークが現われ
る。大きな内部欠陥は基本波にその影響が現われるが、
微細な欠陥では基本波には影響が出にくいため、高次の
ピークを見る必要があり、そのため高周波数領域のピー
クの変化を観察することにより微細な欠陥をも判定する
ことができる。
層セラミックコンデンサの内部に存在するデラミネーシ
ョンを主とする内部欠陥を検査する方法において、
(イ)検査対象となる上記コンデンサにバイアス電圧を
印加して交流電圧の周波数を変化させ、該コンデンサの
等価直列抵抗を測定して得られる等価直列抵抗対周波数
特性曲線を求め、(ロ)該コンデンサが圧電現象により
機械的に共振する周波数およびこの周波数の整数倍であ
る高次の周波数で現われる該特性曲線のピークにおい
て、ピーク強度の半分の値における周波数の幅でもって
示される半値幅を求め、(ハ)この値が上記検査対象品
と同じ寸法、材料であって、内部欠陥が存在しない積層
セラミックコンデンサから得られた等価直列抵抗対周波
数特性曲線の対応するピークの半値幅と比較して大であ
れば内部欠陥が存在すると判定することからなる積層セ
ラミックコンデンサの検査方法を提供するものである。
幅が容易に求められるため、本発明の方法では、交流電
圧の周波数に対するESRの変化を観察することによ
り、内部欠陥の度合いを定量化することができる。そこ
で得られた被検査MLCの半値幅と良品MLCのそれと
比較することにより、内部欠陥の検出が可能となり、さ
らには高次の周波数に現われるピークの半値幅を求める
ことにより、基本の周波数のピークに影響を及ぼさない
ような微細な内部欠陥をも検出することができる。
1.6mmで1μF、F特性のMLCにおいて、それぞ
れ小さなデラミネーションが存在する場合、デラミネー
ションが存在しない場合および大きなデラミネーション
が存在する場合のインピーダンス(Z)および等価直列
抵抗(R)対周波数特性曲線を示すグラフ線図、図2お
よび図3はそれぞれ図5および図1に対応するMLCの
断面を示す顕微鏡写真の模式図であって、これらの図を
参照して以下説明する。
ス電圧10Vを印加した場合のMLCにおいて、インピ
ーダンスおよび等価直列抵抗の周波数による変化を示し
たものであるが、デラミネーションの存在しない図4に
ついてみると、等価直列抵抗の特性変化の度合いがイン
ピーダンスのそれよりも大きいことがわかる。
C)1中に図2にみられるような大きなデラミネーショ
ン2が存在する場合を示す図5の特性曲線においてはイ
ンピーダンス、等価直列抵抗いずれもがその変化度合い
が小さくなってはいるが特性曲線からデラミネーション
による内部欠陥を判断することができる。
るような小さなデラミネーション2が存在する場合を示
す図1の特性曲線においては、インピーダンス(Z)の
特性曲線ではその特性変化を見ることが難しくなる。し
かし等価直列抵抗の特性変化では例えば矢印Aで示した
個所のピーク部分ではピーク幅が広くなっており、この
ピーク幅を考慮することにより特性変化を容易に判断す
ることができた。
の存在しない図4の場合と比較するため、ピーク強度の
半分の値における周波数の幅、すなわち半値幅を測定し
たところ、デラミネーションの存在しない図4の場合1
82KHzであったのに対し、小さなデラミネーション
が存在する図1のピークAでは438KHzであった。
品との半値幅を比較して数値化することにより識別を容
易にすることができる。
ればESR−f特性曲線に現われるピークでは半値幅が
容易に求められることから、周波数に対するESRの変
化を観察することによりMLCが機械的に共振する基本
の周波数およびこの周波数の高次の周波数に現れる特性
曲線のピークにおいてその半値幅を数値的に判断できる
ので、大きな内部欠陥のみならず、基本の周波数のピー
クに影響を及ぼさないような微細な内部欠陥をも検出す
ることができる。
けるインピーダンスおよび等価直列抵抗対周波数特性曲
線を示すグラフ線図である。
断面を示す顕微鏡写真の模式図である。
断面を示す顕微鏡写真の模式図である。
インピーダンスおよび等価直列抵抗対周波数特性曲線を
示すグラフ線図である。
けるインピーダンスおよび等価直列抵抗対周波数特性曲
線を示すグラフ線図である。
に対するインピーダンス(Z)および等価直列抵抗
(R)の変化を示すグラフ線図である。
ラフ線図である。
するインピーダンスの基本的な変化を示した線図、同図
(b)は同じく周波数の変化に対する等価直列抵抗の基
本的な変化を示した線図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 積層セラミックコンデンサの圧電性材料
による素体の内部に存在する欠陥を検査する方法におい
て、(イ)検査対象となる上記コンデンサに交流バイア
ス電圧を印加してその周波数を変化させ、該コンデンサ
の等価直列抵抗を測定して得られる等価直列抵抗対周波
数特性曲線を求め、(ロ)該コンデンサが圧電現象によ
り機械的に共振する周波数およびこの周波数の整数倍で
ある高次の周波数のいずれかで現れる該特性曲線のピー
クにおいて、ピーク強度の半分の値における周波数の幅
でもって示される半値幅を求め、(ハ)この値を基準の
積層セラミックコンデンサから得られた同様の半値幅と
比較する過程を有する積層セラミックコンデンサの検査
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19653392A JP2826422B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 積層セラミックコンデンサの検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19653392A JP2826422B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 積層セラミックコンデンサの検査方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0618462A true JPH0618462A (ja) | 1994-01-25 |
JP2826422B2 JP2826422B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP19653392A Expired - Fee Related JP2826422B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 積層セラミックコンデンサの検査方法 |
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JP (1) | JP2826422B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006109501A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-10-19 | Ngk Insulators, Ltd. | 圧電素子の検査方法、検査装置及び分極処理方法 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP19653392A patent/JP2826422B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006109501A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-10-19 | Ngk Insulators, Ltd. | 圧電素子の検査方法、検査装置及び分極処理方法 |
US7525324B2 (en) | 2005-03-18 | 2009-04-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Inspection method, inspection apparatus, and polarization method for piezoelectric element |
JP4845879B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2011-12-28 | 日本碍子株式会社 | 圧電素子の検査方法、検査装置及び分極処理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2826422B2 (ja) | 1998-11-18 |
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