JPH07320993A

JPH07320993A - コンデンサの試験方法

Info

Publication number: JPH07320993A
Application number: JP6131055A
Authority: JP
Inventors: Kunio Sato; 邦夫佐藤
Original assignee: Marcon Electronics Co Ltd
Current assignee: Marcon Electronics Co Ltd
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】多数のコンデンサの製造品の中から不良品を
容易かつ確実に選別し除去できるような、優れたコンデ
ンサの試験方法を提供する。【構成】ＣＰＵ３により、直流定電流定電圧電源２を
制御して、一定のパルス印加条件の下で、試料コンデン
サ１０に直流定電流過電圧パルスを印加させる。一定の
印加検出時間Ｔの間、挙動電圧検出回路６により試料コ
ンデンサ１０に印加される矩形波パルス電圧値をモニタ
ーすると同時に、モニターされた矩形波パルス電圧値の
挙動電圧値と予め設定された挙動電圧リミット値とを比
較する。挙動電圧検出回路６は、モニターされた矩形波
パルス電圧値の挙動電圧値が、挙動電圧リミット値を越
える値を示す場合には、異常検出信号を出力してＣＰＵ
３に送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサの試験方法
に係り、特に、コンデンサに規定の直流電流電圧を印加
してコンデンサ内部の異常の有無を検出する試験方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサは、静電容量（Ｃａｐ）、誘
電正接（ｔａｎδ）、及び漏れ電流（ＬＣ）という３つ
の電気的特性を持つ素子であり、その定格に応じて、こ
れらの３つの電気的特性が、それぞれ一定の規格を満た
すことが要求される。しかしながら、一般的に、コンデ
ンサは、機械的、電気的、化学的な各種の工程を経て製
造されているため、多数の製造品中に、ある程度の確率
で特性不良や内部不良などの何らかの不良を有する不良
品を発生することは回避できない。このうち、特性不良
は、電気的特性が規格を外れている場合や安定した特性
を得られない場合などの、コンデンサの特性として表面
化した不良である。また、内部不良は、内部に微小な絶
縁破壊を有する場合や接続部に異常がある場合などの何
らかの内部異常を有する不良であり、特性不良の原因と
なるか、あるいは、コンデンサの性能の低下を早め、そ
の寿命を縮める原因となる不良である。

【０００３】そのため、使用者に提供する製品中にこれ
らの不良品を含むことは、製品全体の信頼性を低下させ
てしまい、好ましくない。したがって、このような特性
不良や内部不良などを持つ不良品を選別して除去し、安
定した特性を有する信頼性の高い良品のみを製品として
提供することが必要である。そして、このような必要性
から、従来、コンデンサの製造に際しては、製造したコ
ンデンサにおける不良の有無を検出して不良品を除去す
る目的で、コンデンサに対して各種の試験を行ってい
る。

【０００４】このような選別試験方法の一つとして、例
えば、図３に示すように、測定電圧を供給する特性選別
回路を使用して、コンデンサの電気的３特性である静電
容量（Ｃａｐ）、誘電正接（ｔａｎδ）、漏れ電流（Ｌ
Ｃ）をそれぞれ測定し、それに基づいて不良品を選別す
る特性選別試験方法がある。

【０００５】すなわち、この図３の特性選別回路１１
は、まず、試料コンデンサ（Ｃ）１０に測定電圧を印加
してその漏れ電流（ＬＣ）を測定するための構成要素と
して、この漏れ電流を測定する漏れ電流測定回路１２、
漏れ電流測定回路１２に直流電流定電圧を供給する直流
定電圧電源（Ｖ_DC）１３、直流定電圧電源１３から供給
された直流電流定電圧により、試料コンデンサ１０に対
して規定の直流電流定電圧を印加する電圧供給回路１
４、測定された電流値が設定規格内にあるか否かを判別
するリミット回路（ＬＩＭＩＴ）１５、及び、判別結果
を記憶するとともに判別結果に応じて後述する排出リレ
ー２１に動作指令を出力するメモリ回路１６を備えてい
る。

【０００６】次に、この特性選別回路１１は、試料コン
デンサ１０の静電容量（Ｃａｐ）及び誘電正接（ｔａｎ
δ）を測定して特性不良品を選別するための構成要素と
して、これらの特性値を測定するＣａｐ・ｔａｎδ測定
回路１７と、特性の定格容量値入力用スイッチ（Ｎ・Ｖ
ＳＷ）１８、測定された特性値が規格内にあるか否か
を判別するリミット回路（ＬＩＭＩＴ）１９、及び、判
別結果を記憶するとともに判別結果に応じて後述する排
出リレー２１に動作指令を出力するメモリ回路２０を備
えている。

【０００７】さらに、この特性選別回路１１は、特性値
による判別結果に基づいて特性不良品を排出するための
構成要素として、各メモリ回路１６，２０からの動作指
令に応じて閉路動作する排出リレー２１、この排出リレ
ー２１に接続された電源２２、及び、排出リレー２１の
閉路動作に応じて電源２２から電圧の供給を受けて、特
性不良品と判別された試料コンデンサ１０の排出動作を
行う排出ソレノイド２３を備えている。

【０００８】このような構成を有する図３の特性選別回
路１１により特性選別試験を行う際にはまず、直流定電
圧電源１３及び電圧供給回路１４によって試料コンデン
サ４に規定の直流電流定電圧を規定時間印加する。そし
て、規定時間経過後、漏れ電流測定回路１２によって試
料コンデンサ１０に流れる電流値を測定し、リミット回
路１５によって測定された電流値が規格内にあるか否か
を判別する。すなわち、漏れ電流特性が良好であるか不
良であるかを判別する。この後、この漏れ電流に関する
判別結果をメモリ回路１６に記憶する。その一方で、Ｃ
ａｐ・ｔａｎδ測定回路１７によって静電容量及び誘電
正接を測定し、リミット回路１９によって測定された特
性値が規格内にあるか否かを判別する。すなわち、静電
容量特性及び誘電正接特性が良好であるか不良であるか
を判別する。この後、この静電容量及び誘電正接に関す
る判別結果をメモリ回路２０に記憶する。

【０００９】また、以上のようにして測定値による判別
結果をそれぞれ記憶したメモリ回路１６，２０は、その
判別結果が特性不良である場合に、排出リレー２１に対
して動作指令を送る。すなわち、メモリ回路１６，２０
の少なくともいずれか一方で特性不良が記憶され、排出
リレー２１に動作指令が送られると、排出リレー２１は
閉路動作する。そして、この排出リレー２１の閉路動作
により、この排出リレー２１と電源２２、及び排出ソレ
ノイド２３からなる回路が閉路して、電源２２から排出
ソレノイド２３に電圧が供給され、排出ソレノイド２３
が動作する。すなわち、排出ソレノイド２３は、特性不
良品と判別された試料コンデンサ１０の排出動作を行
う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来のコンデンサの試験方法においては、内部不
良を有する不良品を確実に検出することができない場合
がある。

【００１１】例えば、仮に、試料コンデンサが、絶縁破
壊、接続部異常などの内部異常を有する内部不良品であ
っても、規定時間経過後にこの内部異常部が電気的に停
止状態にある場合には、試料コンデンサを流れる電流値
が予め設定された電流値の規格内となる可能性がある。
この場合には、内部不良が漏れ電流特性の不良として表
面化しないことになり、良品として誤認判定されてしま
うため、この不良品を除去することができない。したが
って、信頼性の高い良品のコンデンサ中に、このような
内部不良品がある程度の確率で混入した状態で製品とし
て提供されてしまうことになる。

【００１２】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
多数のコンデンサの製造品の中から不良品を容易かつ確
実に選別し除去できるような、優れたコンデンサの試験
方法を提供することである。

【００１３】より具体的に、請求項１記載の発明の目的
は、内部不良品を容易に選別することであり、請求項２
記載の発明の目的は、内部不良品を迅速に選別すること
であり、請求項３記載の発明の目的は、特性不良品と内
部不良品の両方を確実に選別することである。

【００１４】

【課題を解説するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、コンデンサに直流電流電圧を印加して
コンデンサ内部の異常の有無を検出するコンデンサの試
験方法において、次のような特徴を備えている。

【００１５】まず、請求項１記載のコンデンサの試験方
法は、試料となるコンデンサの定格電圧値以上の直流定
電流過電圧のパルスをコンデンサに供給して、このパル
スの供給開始から終了までの間にコンデンサに印加され
るパルス電圧値をモニターし、モニターされたパルス電
圧値に基づいてコンデンサ内部の異常を検出することを
特徴としている。

【００１６】次に、請求項２記載のコンデンサの試験方
法は、請求項１記載の方法において、さらに、内部異常
のないコンデンサに印加されるパルス電圧値の挙動電圧
値を予め設定しておき、モニターされたパルス電圧値の
挙動電圧値が設定された挙動電圧値を越える値を示す場
合にコンデンサ内部に異常があるものと判定することを
特徴としている。

【００１７】また、請求項３記載のコンデンサの試験方
法は、請求項１又は請求項２記載の方法を、さらに、コ
ンデンサの静電容量、誘電正接、及び漏れ電流の特性を
測定し、測定された特性値に基づいてコンデンサの特性
不良を検出する方法と組み合わせたことを特徴としてい
る。

【００１８】

【作用】以上の構成を有する本発明の作用は次の通りで
ある。

【００１９】まず、請求項１記載の方法においては、コ
ンデンサに印加されるパルス電圧値をモニターすること
により、コンデンサの内部異常の有無を容易かつ確実に
検出することができる。すなわち、試料となるコンデン
サの定格に応じて、このコンデンサの定格電圧値以上の
直流定電流過電圧のパルスを一定のパルス印加条件で供
給することにより、コンデンサに内部異常が存在する場
合には、このコンデンサに正常時と異なるパルス波形が
印加されることになる。したがって、コンデンサに印加
されるパルス電圧値をモニターすることにより、このモ
ニターされるパルス波形に基づいてコンデンサの内部異
常を容易かつ確実に検出することができる。

【００２０】また、請求項２記載の方法においては、モ
ニターされたパルス電圧値の挙動電圧値と予め設定され
た挙動電圧値との比較を、モニターとほぼ同時並行的に
行うことにより、コンデンサの内部異常の有無を即時的
に検出することができる。

【００２１】さらに、請求項３記載の方法においては、
パルス電圧を印加してモニターする方法と、既存の特性
選別試験とを組み合わせることにより、コンデンサの特
性不良と内部異常を合わせて検出することができる。

【００２２】

【実施例】以下には、本発明によるコンデンサの試験方
法の一実施例について、図１及び図２を参照して具体的
に説明する。

【００２３】［１］実施例の構成［１−１］試験回路の構成まず、図１は、本実施例の試験方法に使用する試験回路
を示すブロック図である。この図１に示すように、この
試験回路は、試料コンデンサ（Ｃ）１０にこのコンデン
サ１０の定格電圧値以上の直流定電流過電圧の矩形波パ
ルスを供給するパルス供給回路１を備えている。このパ
ルス供給回路１は、直流定電流定電圧電源（Ｖ_DC）２
と、この直流定電流定電圧電源（Ｖ_DC）２を制御して、
その直流定電流定電圧信号を規定のパルス印加条件で試
料コンデンサ１０に印加させるＣＰＵ３を備えている。
また、ＣＰＵ３と直流定電流定電圧電源２との間には、
ＣＰＵ３からの制御信号をデジタル／アナログ変換する
デジタル／アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）４、及びこのア
ナログ変換した制御信号を増幅する絶縁増幅器（ＩＳＯ
ＡＭＰ）５が接続されている。

【００２４】また、このパルス供給回路１のＣＰＵ３に
は、挙動電圧検出回路６及び排出回路７が接続されてい
る。すなわち、ＣＰＵ３は、挙動電圧検出回路６からの
異常検出信号を受信した場合に、排出回路７に動作指令
信号を送るように構成されている。さらに、パルス供給
回路１のＣＰＵ３には、検出動作確認用スイッチ（ＣＡ
ＬＳＷ）８及び定格容量値入力用デジタルスイッチ
（Ｎ・ＶＤＧ．ＳＷ）９が設けられている。そして、
ＣＰＵ３は、定格容量入力用デジタルスイッチ９によっ
て設定された試料コンデンサの定格容量値に基づき、自
動的に、矩形波パルスの充電電流を、その充電時間が一
定となるような電流に設定するように構成されている。
また、検出動作確認用スイッチ８は、ＮＧパルス電圧信
号を発するスイッチであり、実使用前にこの試験回路が
正確に検出動作を行うか否かを確認するために設けられ
ている。

【００２５】一方、挙動電圧検出回路６は、試料コンデ
ンサ１０に接続されており、前述したパルス供給回路１
によって試料コンデンサ１０に印加される矩形波パルス
電圧値をモニターする機能を有する。この場合、挙動電
圧検出回路６には、内部異常のない試料コンデンサ１０
に印加される矩形波パルス電圧値の挙動電圧値が挙動電
圧リミット値として予め設定されている。そして、挙動
電圧検出回路６は、試料コンデンサ１０に印加される矩
形波パルス電圧値のモニターとほぼ同時並行的にこのモ
ニターされた矩形波パルス電圧値の挙動電圧値と予め設
定された挙動電圧リミット値との比較を行い、モニター
された矩形波パルス電圧値の挙動電圧値が挙動電圧リミ
ット値を越える値を示す場合に異常検出信号を出力し、
ＣＰＵ３に送るように構成されている。

【００２６】また、排出回路７は、ＣＰＵ３からの動作
指令信号を受信した場合に、不良品の排出動作を行うよ
うに構成されている。すなわち、内部異常が検出された
試料コンデンサを不良品として規定の箇所に回収するよ
うになっている。なお、この排出回路７は、例えば、図
３に示したような排出リレー、電源、及び排出ソレノイ
ドから構成されている。そしてまた、本実施例の試験回
路には、図３に示したような特性選別回路１１が組み合
わされている。この特性選別回路１１の構成について
は、すでに説明済みであるため、ここでは説明を省略す
る。

【００２７】［１−２］コンデンサの試験本実施例においては、以上のような構成を有する図１の
試験回路を使用して、コンデンサの特性選別試験及び内
部異常選別試験を行う。この場合、コンデンサの特性選
別試験については、前述した従来例と同様であるため、
以下には、コンデンサの内部異常選別試験についてのみ
説明する。

【００２８】コンデンサの内部異常選別試験に際して
は、まず、定格容量値入力用スイッチ９によって、試料
コンデンサ１０の定格容量値を設定する。これにより、
ＣＰＵ３において、自動的に充電電流が設定される。す
なわちＣＰＵ３は、設定された定格容量値に基づき、自
動的に、矩形波パルスの充電電流を、その充電時間が一
定となるような電流に設定する。そして、ＣＰＵ３は、
直流定電流定電圧電源２を制御して、図２に示すような
一定のパルス印加条件の下で、試料コンデンサ１０に直
流定電流過電圧パルスを印加させる。

【００２９】すなわち、この場合のパルス条件は、図２
の（Ａ）に示すように、パルス電圧値：Ｖ_S＝試料コン
デンサの定格電圧値以上、充電時間：ｔ＝ｔ₁ ^ms、印加
検出時間：Ｔ＝Ｔ₀ ^ms、電圧ピーク時間：ｔ₂ ^ms、パル
ス間隔：ｔ₀ ^ms、という条件である。したがって、ＣＰ
Ｕ３は、この充電時間ｔの条件を満たすように充電電流
を設定することになる。なお、このようなパルス条件
は、良品のコンデンサ内部に対して、パルスの印加に起
因する無理な局部発熱、電流集中、スパーク、破壊など
を発生させることなく、しかも、挙動電圧検出回路６の
検出応答能力を最大限とするようにして設定される。

【００３０】また、このような試料コンデンサ１０に対
するパルスの印加開始により、挙動電圧検出回路６は、
試料コンデンサ１０の矩形波パルス電圧値のモニターを
開始する。このモニターの開始と同時に、この挙動電圧
検出回路６は、モニターされた矩形波パルス電圧値の挙
動電圧値と予め設定された挙動電圧リミット値との比較
を開始する。そして、モニターされた矩形波パルス電圧
値の挙動電圧値が、挙動電圧リミット値を越える値を示
す場合、すなわち、図２の（Ｂ）に示すような内部異常
時の波形を示す場合には、異常検出信号を出力してＣＰ
Ｕ３に送る。

【００３１】続いて、ＣＰＵ３は、挙動電圧検出回路６
からの異常検出信号の受信に応答して、排出回路７に動
作指令信号を送る。排出回路７は、ＣＰＵ３からの動作
指令信号に応答してその不良品と判定された試料コンデ
ンサ１０の排出動作を行う。

【００３２】［２］実施例の作用と効果以上のように、本実施例においては、挙動電圧検出回路
６により試料コンデンサ１０に印加される矩形波パルス
電圧値をモニターすると同時に、モニターされた矩形波
パルス電圧値の挙動電圧値と予め設定された挙動電圧リ
ミット値とを比較することにより、試料コンデンサ１０
の内部異常を容易に検出することができる。特に、本実
施例では、試料コンデンサの定格電圧に応じてパルス電
圧値Ｖ_Sを設定するとともに、一定の充電時間ｔ、印加
検出時間Ｔを設定していることに加えて、矩形波パルス
の充電電流が、試料コンデンサ１０の定格容量値に基づ
き、充電時間ｔに応じて自動的に設定されるため、パル
ス印加条件が一定となっている。すなわち、多数の試料
コンデンサに対して一定のパルス印加条件で内部異常試
験を行うことができるため、安定した信頼性の高い試験
を行うことができる。したがって、従来のように、内部
異常を有する内部不良品を良品として誤認判定すること
なく確実に不良品として検出し、排出回路７によって自
動的に除去することができるため、信頼性の高い良品の
コンデンサのみを製品として提供することができる。

【００３３】また、本実施例においては、特に、コンデ
ンサの特性選別回路１１を組み合わせて、コンデンサの
特性選別試験と内部異常選別試験を行うことができるた
め、コンデンサの特性選別試験によって内部不良品を含
む特性不良品を除去するとともに、内部異常選別試験に
よって特性選別試験では検出できなかった内部不良品を
除去することができる。したがって、単にコンデンサの
特性不良試験のみを行っていた従来技術に比べて、特性
不良品と内部不良品との両方を容易かつ確実に除去する
ことができる。

【００３４】実際に、同一条件で製造した同一定格の多
数のアルミ電解コンデンサを試料として、従来方法と本
実施例方法による検出除去数を調べた。すなわち、従来
方法として、図３の特性選別回路によってコンデンサの
特性選別試験のみを行い、本実施例方法として、図１の
試験回路によってコンデンサの特性選別試験と内部異常
選別試験の両方を行った。そして、不良品として検出さ
れ除去された検出除去数と、除去された試料の分解調査
の結果得られた実際の不良品数を調べたところ、次の表
１に示すような結果が得られた。

【００３５】

【表１】

【００３６】この表１から、本実施例方法においては、
約０．０１７％の内部不良品を検出して除去できたのに
対し、従来方法においては、内部不良品を１つも検出で
きなかったことが明らかである。このことは、本実施例
方法、すなわち、直流定電流過電圧パルスを印加し、こ
の印加時間の間、パルス電圧値をモニターし、モニター
したパルス電圧値と挙動電圧リミット値とを比較するこ
とによる内部不良品の優れた検出性能を実証している。

【００３７】［３］他の実施例なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、例えば、直流定電流過電圧パルス供給回路１、挙動
電圧検出回路７などの具体的な構成は適宜選択可能であ
る。また、本発明は、必ずしも特性選別試験と組み合わ
せる必要はなく、同様に、電流値、電圧値によって選別
する各種の測定試験一般と同様に組み合わせることが可
能である。さらに、本発明は、コンデンサの内部異常選
別試験として、単独の試験方法として適用することも勿
論可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の試験方法に
よれば、コンデンサの定格電圧値以上の直流定電流過電
圧のパルスをコンデンサに供給して、コンデンサに印加
されるパルス電圧値をモニターすることにより、コンデ
ンサの内部異常の有無を容易かつ確実に多数のコンデン
サの製造品の中から不良品を容易かつ確実に選別し除去
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコンデンサの試験方法の一実施例
に使用する回路を示すブロック図。

【図２】図１の回路を使用した試験方法に使用するパル
ス条件を示す波形図。

【図３】従来のコンデンサの試験方法の一例に使用する
回路を示すブロック図。

【符号の説明】

１…パルス供給回路２…直流定電流定電圧電源３…ＣＰＵ４…デジタル／アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）５…絶縁増幅器（ＩＳＯＡＭＰ）６…挙動電圧検出回路７…排出回路８…検出動作確認用スイッチ（ＣＡＬＳＷ）９…定格容量値入力用デジタルスイッチ（Ｎ・ＶＤ
Ｇ．ＳＷ）１０…試料コンデンサ１１…特性選別回路１２…漏れ電流測定回路１３…直流定電圧電源１４…電圧供給回路１５，１９…リミット回路（ＬＩＭＩＴ）１６，２０…メモリ回路１７…Ｃａｐ・ｔａｎδ測定回路１８…定格容量値入力用スイッチ（Ｎ・ＶＳＷ）２１…排出リレー２２…電源２３…排出ソレノイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンデンサに直流電流電圧を印加してコ
ンデンサ内部の異常の有無を検出するコンデンサの試験
方法において、試料となるコンデンサの定格電圧値以上の直流定電流過
電圧のパルスをコンデンサに供給して、このパルスの供
給開始から終了までの間にコンデンサに印加されるパル
ス電圧値をモニターし、モニターされたパルス電圧値に
基づいてコンデンサ内部の異常を検出することを特徴と
するコンデンサの試験方法。
【請求項２】内部異常のないコンデンサに印加される
パルス電圧値の挙動電圧値を予め設定しておき、パルス
電圧値のモニターとほぼ同時並行的に、このモニターさ
れたパルス電圧値の挙動電圧値と設定された挙動電圧値
との比較を行い、モニターされたパルス電圧値の挙動電
圧値が設定された挙動電圧値を越える値を示す場合にコ
ンデンサ内部に異常があるものと判定することを特徴と
する請求項１記載のコンデンサの試験方法。
【請求項３】コンデンサの静電容量、誘電正接、及び
漏れ電流の特性を測定し、測定された特性値に基づいて
コンデンサの特性不良を検出する方法と組み合わせられ
たことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコンデ
ンサの試験方法。