KR20090100303A - 콘덴서의 절연성 검사 방법 - Google Patents

콘덴서의 절연성 검사 방법 Download PDF

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KR20090100303A
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KR1020090023103A
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사토시 노나카
요시노리 구보
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가부시키가이샤 휴모 라보라토리
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Abstract

과제
간단한 조작에 의해 단시간이면서 또한 고정밀도로 콘덴서의 절연성을 검사하는 방법을 제공하는 것.
해결 수단
검사 대상인 콘덴서에, 이 콘덴서의 절연성을 검사하기 위해서 미리 정해진 전압치 V0 보다 높은 전압치 V1 의 직류 전압을 부여하여 콘덴서에 전류를 발생시키고, 이어서 시간 t1 이 경과된 시점에서, 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시킴으로써, 상기 콘덴서에 흐르는 전류를 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 바꾸고, 그 전류에 대해 측정되는 전류치 i0 을, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 상한치와 비교하는 조작을 포함하는 콘덴서의 절연성 검사 방법.
콘덴서

Description

콘덴서의 절연성 검사 방법{METHOD FOR INSPECTING INSULATION PROPERTY OF CAPACITOR}
본 발명은, 콘덴서의 절연성 검사 방법에 관한 것이다.
최근, 회로 기판에 전자 부품을 고밀도로 실장하기 위해서, 전자 부품은 매우 소형화되고 있다. 전자 부품 중에서도, 특히 콘덴서는 소형화됨에 따라 절연성이 불충분해지는 경향이 있다. 이 때문에, 제조된 다수의 콘덴서는, 통상적으로 그 전체 수에 대해 절연성 검사가 이루어지고 있다.
도 1 은, 종래의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여되는 직류 전압의 파형을 모식적으로 나타내는 도면이다. 그리고 도 2 는, 도 1 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면이다.
종래부터, 검사 대상인 콘덴서의 절연성은, 예를 들어 하기의 방법 (A) 또는 방법 (B) 에 의해 검사가 이루어지고 있다.
(A) 검사 대상인 콘덴서에, 그 누설 전류 측정을 위해서 미리 정해진 전압치 V0 의 직류 전압을 부여하고, 이 직류 전압의 부여에 의해 콘덴서를 흐르는 전류가 안정적인 전류치를 나타내는 시간 t0 이 경과된 시점에서, 이 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치 i0 을 측정하고, 이 전류치 i0 을 미리 정해진 누설 전류의 상한치 i0H 와 비교하여 콘덴서의 절연성을 검사하는 방법.
이 방법에서는, 측정된 누설 전류의 전류치 i0 이, 상기 상한치 i0H 를 초과하는 값을 나타내는 콘덴서는, 불량품으로 취급된다.
그러나, 콘덴서를 흐르는 전류가 안정적인 전류치를 나타내는 시간 t0 은, 통상적으로 1 ∼ 5 분 정도의 범위 내에 있다.
따라서, 이 검사 방법은, 검사 대상인 콘덴서의 절연성을 높은 정밀도로 검사할 수 있다는 이점을 가지고 있지만, 다수의 콘덴서를 검사하기 위해서 매우 긴 시간을 필요로 한다는 문제점도 가지고 있다.
이 방법에서는, 검사 대상인 콘덴서의 규격에 따라 다르지만, 상기 전압치 V0 은, 검사 대상인 콘덴서와 동일한 규격의 콘덴서의 정격 전압의 0.1 ∼ 5 배 (바람직하게는 0.1 ∼ 1 배) 의 범위 내의 값으로, 그리고 시간 t0 은 1 ∼ 5 분의 범위 내의 값으로 미리 결정한다.
또, 누설 전류의 상한치 i0H 는, 검사 대상인 콘덴서와 동일 규격의 콘덴서에 대해, 상기 전압치 V0 의 직류 전압을 인가한 후에 시간 t0 가 경과된 시점에서 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치를 측정하고, 통상적으로는 측정된 전류치의 1.1 ∼ 2.0 배의 범위 내, 바람직하게는 1.1 ∼ 1.5 배의 범위 내의 값으로 미리 결정한다. 또한, 상기 전류치의 측정을, 검사 대상인 콘덴서와 동일 규격의 복수개 (예, 5 ∼ 100 개) 의 콘덴서에 대해 실시하고, 예를 들어, 이 측정에서 얻어진 전류치의 평균치를 기준으로 하여 상기 상한치 i0H 를 결정하는 경우도 있다.
또, 콘덴서의 누설 전류의 전류치는 작은 것이 바람직하지만, 실용적으로는 이 전류의 전류치 측정에 사용되는 전류계의 고장에 의한 검사 오류의 발생을 방지하기 위해, 또는 콘덴서의 품질을 균일하게 하기 위해, 측정되는 전류 (누설 전류) 의 전류치 i0 을, 미리 정해진 누설 전류의 하한치 i0L 과 비교하는 경우도 있다.
이 누설 전류의 하한치 i0L 은, 검사 대상인 콘덴서와 동일 규격의 콘덴서에 대해, 상기 전압치 V0 의 직류 전압을 인가한 후에 시간 t0 가 경과된 시점에서 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치를 측정하고, 통상적으로는 측정된 전류치의 0.1 ∼ 0.9 배의 범위 내, 바람직하게는 0.5 ∼ 0.9 배의 범위 내의 값으로 미리 결정한다. 또한, 상기 전류치의 측정을, 검사 대상인 콘덴서와 동일 규격의 복수개 (예, 5 ∼ 100 개) 의 콘덴서에 대해 실시하고, 예를 들어, 이 측정에서 얻어진 전류치의 평균치를 기준으로 하여 상기 하한치 i0L 을 결정하는 경우도 있다.
(B) 검사 대상인 콘덴서에, 그 누설 전류 측정을 위해 미리 정해진 전압치 V0 의 직류 전압을 부여하고, 이 직류 전압의 부여에 의해 콘덴서를 흐르는 전류가 안정적인 전류치를 나타내는 시간 t0 보다 이전에, 즉 상기 시간 t0 보다 짧은 시간 tS 가 경과된 시점에서, 이 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치 iS 를 측정하고, 이 전류치 iS 를 미리 정해진 상한치 iSH 와 비교하여 콘덴서의 절연성을 검사하는 방법.
이 방법에서는, 측정한 전류 (누설 전류에 관련된 전류) 의 전류치 (이하 「누설 전류의 관련치」라고 기재하는 경우가 있다) iS 가, 상기 상한치 iSH 를 초과하는 값을 나타내는 콘덴서는, 시간 t0 을 경과한 시점에서 전류치 i0 가 상한치 i0H 를 초과하는 값을 나타내는 것으로 추정하여, 불량품으로 취급된다.
따라서, 이 검사 방법은, 상기 방법 (A) 와 비교하여, 검사 대상인 콘덴서의 절연성을 단시간에 검사할 수 있다는 이점을 가지고 있다. 그러나, 검사에 사용하는 전류치 iS 를, 콘덴서를 흐르는 전류가 안정적인 전류치를 나타내는 시간 t0 보다 이전에 측정하는, 즉 콘덴서를 흐르는 전류치가 시간적으로 변동 (감소) 되는 전류를 측정하기 때문에, 상기 전류치 iS 를 측정하는 시간을 정확하게 설정하지 않으면, 얻어지는 전류치 iS 에 오차를 발생시켜, 검사의 정밀도가 저하되기 쉽다. 또, 검사 시간을 단축시키기 위해, 상기 전류치 iS 를 측정하는 시간 tS 를 작은 값으로 설정할수록, 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치가 시간적으로 크게 변동되기 때문에, 얻어지는 전류치 iS 에 포함되는 오차가 커지는, 즉 검사의 정밀도가 저하되는 경향이 있다.
이 방법에서는, 검사 대상인 콘덴서의 규격에 따라 다르지만, 통상적으로 상기 시간 tS 는 상기 시간 t0 의 0.01 ∼ 90％ 정도의 값으로 미리 결정한다. 또한, 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 전압치 V0 은, 상기 방법 (A) 의 경우와 동일하게 하여 미리 정해진다.
또, 상기 상한치 (즉, 상기 누설 전류의 관련치의 상한치) iSH 는, 검사 대상인 콘덴서와 동일 규격의 콘덴서에 대해, 상기 전압치 V0 의 직류 전압을 인가한 후에 시간 tS 가 경과된 시점에서 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치를 측정하고, 통상적으로는 측정된 전류치의 1.1 ∼ 2.0 배의 범위 내, 바람직하게는 1.1 ∼ 1.5 배의 범위 내의 값으로 미리 결정한다. 또한, 상기 전류치의 측정을, 검사 대상인 콘덴서와 동일 규격의 복수개 (예, 5 ∼ 100 개) 의 콘덴서에 대해 실시하고, 예를 들어, 이 측정에서 얻어진 전류치의 평균치를 기준으로 하여 상기 상한치 iSH 를 결정하는 경우도 있다.
또, 상기 방법 (A) 의 경우와 동일하게, 전류치 iS 를 미리 정해진 하한치 iSL 과 비교하는 경우, 이 하한치 (즉, 상기 누설 전류의 관련치의 하한치) iSL 은, 검사 대상인 콘덴서와 동일 규격의 콘덴서에 대해, 상기 전압치 V0 의 직류 전압을 인가한 후에 시간 tS 가 경과된 시점에서 콘덴서를 흐르는 전류를 측정하고, 통상적으로는 측정된 전류치의 0.1 ∼ 0.9 배의 범위 내, 바람직하게는 0.5 ∼ 0.9 배의 범위 내의 값으로 미리 결정한다. 또한, 상기 전류치의 측정을, 검사 대상인 콘덴서와 동일 규격의 복수개 (예, 5 ∼ 100 개) 의 콘덴서에 대해 실시하고, 예를 들어, 이 측정에서 얻어진 전류치의 평균치를 기준으로 하여 상기 하한치 iSL 을 결정하는 경우도 있다.
특허 문헌 1 에는, 콘덴서를 흐르는 전류가 안정적인 전류치를 나타내는 시간 t0 보다 이전에, 이 전류 파형 (충전 전류 특성) 의 기울기에 기초하여 콘덴서의 절연성을 검사하는 방법 (콘덴서 제품의 불량 여부 판별 방법) 이 개시되어 있다.
이 검사 방법에 있어서, 콘덴서의 절연성은, 예를 들어, 상기 전류 파형의 두가지 시점에 있어서의 기울기를 구하고, 그리고 양자 기울기의 차이의 값을 미리 정해진 상한치와 하한치 사이에 있는지의 여부에 의해 검사된다.
그리고 동문헌에는, 이 검사 방법에 의해, 콘덴서의 절연성을 단시간이면서 또한 고밀도로 검사 (불량 판정) 할 수 있다고 기재되어 있다.
그러나, 이 검사 방법 역시, 검사에 사용하는 전류 파형의 기울기를, 콘덴서를 흐르는 전류가 안정적인 전류치를 나타내는 시간 t0 보다 이전에 검출하기 때문에, 상기 전류 파형의 기울기를 검출하는 시간을 정확히 설정하지 않으면, 얻어지는 전류 파형의 기울기에 오차를 발생시켜, 검사의 정밀도가 저하되기 쉽다. 또, 검사 시간을 단축시키기 위해, 상기 전류 파형의 기울기를 측정하는 시간을 작은 값으로 설정할수록, 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치가 시간적으로 크게 변동되기 때문에, 얻어지는 전류 파형의 기울기에 포함되는 오차가 커지는, 즉 검사 정밀 도가 저하되는 경향이 있다.
또, 이 검사 방법은, 전류 파형의 기울기를 구하는 미분 처리, 또는 얻어진 기울기의 감산 처리 등의 복잡한 조작을 필요로 한다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평11-211777호
본 발명의 과제는, 간단한 조작에 의해, 단시간이면서 또한 고정밀도로 콘덴서의 절연성을 검사하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자는, 직류 전압의 부여에 의해 콘덴서를 흐르는 전류치가 시간적으로 변동되는 전류 (충전 전류) 에, 이 직류 전압을 강하시켰을 때에 상기 콘덴서에서 발생되는 방전 전류를 부가함으로써, 이 콘덴서에 흐르는 전류를 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 바꿀 수 있고, 이 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류의 전류치에 기초하여, 상기 콘덴서의 절연성을 단시간이면서 또한 고정밀도로 검사할 수 있다는 것을 알아 내었다.
따라서, 본 발명은, 검사 대상인 콘덴서에, 이 콘덴서의 절연성을 검사하기 위해서 미리 정해진 전압치 V0 보다 높은 전압치 V1 의 직류 전압을 부여하여 콘덴서에 전류를 발생시키고, 이어서 시간 t1 이 경과된 시점에서, 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시킴으로써, 상기 콘덴서에 흐르는 전류를 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 바꾸고, 그 전류에 대해 측정되는 전류치 i0 을, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 상한치와 비교하는 조작, 단, 직류 전압의 전압치의 강하 후에, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류가 2 회 이상 나타나는 경우에는, 제 1 회째의 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류에 대해 측정되는 전류치 iS 를, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 관련치의 상한치와 비교하는 조작을 포함하는 콘덴서의 절연성 검사 방법에 있다.
본 발명의 검사 방법의 바람직한 양태는, 다음과 같다.
(1) 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류에 대해 측정되는 전류치 i0 을, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 하한치와 비교하는 조작, 단, 직류 전압의 전압치의 강하 후에, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류가 2 회 이상 나타나는 경우에는, 제 1 회째의 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류에 대해 측정되는 전류치 iS 를, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 관련치의 하한치와 비교하는 조작을 추가로 포함한다.
(2) 전압치 V1 과 시간 t1 이, 하기 공정을 포함하는 방법에 의해 정해진 전압치와 시간이다 :
레퍼런스가 되는 콘덴서에 전압치 V0 보다 높은 임의의 전압치 V2 의 직류 전압을 부여하여 콘덴서에 전류를 발생시키고, 이어서 임의의 시간 t2 가 경과된 시점에서, 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시킴으로써 상기 콘덴서에 흐르는 전류의 전류치의 변화 패턴을 검출하는 공정 ; 그리고
상기 공정을, 전압치 V2 및/또는 시간 t2 를 바꾸어 반복 실시하고, 상기 전류치의 변화 패턴이, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 패턴이 되는 전압치 V2 와 시간 t2 의 조합을 발견하고, 이 조합의 전압치와 시간을 V1 과 t1 로 하는 공정.
또한, 본 명세서에 있어서, 측정되는 전류치 i0 (또는 전류치 iS) 을 미리 정해진 상한치 i0H (또는 상한치 iSH) 와 비교하는 조작에는, 양자를 각각에 대응하는 다른 수치로 환산하여 비교하는 조작, 예를 들어, 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 전압치를 사용하여, 상기 전류치 i0 (또는 전류치 iS) 을 저항치로 환산하고, 그리고 상한치 i0H (또는 상한치 iSH) 를 저항치의 하한치로 환산하고, 이 저항치와 저항치의 하한치를 비교하는 조작이 포함된다.
동일하게, 측정되는 전류치 i0 (또는 전류치 iS) 를 미리 정해진 하한치 i0L (또는 하한치 iSL) 과 비교하는 조작에는, 양자를 각각에 대응하는 다른 수치로 환산하여 비교하는 조작, 예를 들어, 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 전압치를 사용하여, 상기 전류치 i0 (또는 전류치 iS) 을 저항치로 환산하고, 그리고 하한치 i0L (또는 하한치 iSL) 을 저항치의 상한치로 환산하고, 이 저항치와 저항치의 상한치를 비교하는 조작이 포함된다.
본 발명의 검사 방법에 의해, 검사 대상인 콘덴서에 직류 전압을 부여하고, 이어서 상기 직류 전압을 강하시킴으로써 상기 콘덴서를 흐르는 전류 (전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류) 의 전류치를 측정한다는 간단한 조작에 의해, 이 콘 덴서의 절연성을 단시간에 검사할 수 있다. 또, 본 발명의 검사 방법에서는, 상기와 같이 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류의 전류치를 측정하기 때문에, 만일 상기 전류치를 검출하는 시간이 약간 변동된 경우라도, 얻어지는 전류치는 안정적인 값을 나타낸다. 이 때문에, 검사 대상인 콘덴서의 절연성을 높은 정밀도로 검사할 수 있다.
본 발명의 검사 방법을, 첨부된 도면을 사용하여 설명한다.
도 3 은, 본 발명의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 파형의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 그리고 도 4 는, 도 3 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 발명 방법에서는, 검사 대상인 콘덴서에, 이 콘덴서의 절연성을 검사하기 위해서 미리 정해진 전압치 V0 보다 높은 전압치 V1 의 직류 전압을 부여하여 콘덴서에 전류를 발생시키고, 이어서 시간 t1 이 경과된 시점에서, 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시킴으로써 상기 콘덴서에 흐르는 전류를 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 바꾸고, 그 전류에 대해 측정되는 전류치 i0 을, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 상한치 i0 과 비교함으로써, 검사 대상인 콘덴서의 검사가 이루어진다. 이 비교에 의해, 측 정된 전류의 전류치 i0 이, 누설 전류의 상한치 i0H 를 초과하는 값을 나타내는 콘덴서는 불량품으로 취급된다.
이와 같이, 본 발명의 검사 방법에서는, 직류 전압 V1 의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 충전 전류 (전류치가 시간적으로 변동되는 전류) 에, 이 직류 전압을 V1 에서 V0 으로 강하시켰을 때에 콘덴서에서 발생되는 방전 전류를 부가함으로써, 이 콘덴서에 흐르는 전류를 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 바꾸고, 이 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류의 전류치 i0 에 기초하여 상기 콘덴서의 절연성의 검사가 이루어진다.
즉, 본 발명의 검사 방법은 검사 대상인 콘덴서에 전압치 V1 의 직류 전압을 부여하고, 이어서 시간 t1 이 경과된 시점에서 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시킴으로써 상기 콘덴서를 흐르는 전류 (전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류) 의 전류치 i0 을 측정한다는 매우 간단한 조작에 의해, 이 콘덴서의 절연성을 단시간 (시간 t0 보다 짧은 시간) 에 검사할 수 있다.
그리고, 본 발명의 검사 방법에서는, 상기와 같이 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류의 전류치를 측정하기 때문에, 만일 상기 전류치를 검출하는 시간이 약간 변동된 경우라도, 얻어지는 전류치 i0 은 안정적인 값을 나타낸다. 이 때문에, 검사 대상인 콘덴서의 절연성을 높은 정밀도로 검사할 수 있다. 또한, 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류가, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 변화된 후, 이 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류의 전류치를 복수회 측정하고, 얻어진 전류치의 평균값을 상기 전류치 i0 으로서 사용함으로써, 검사 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 검사 방법에 있어서는, 상기 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류의 전류치 i0 을, 이 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 하한치 i0L 과 비교하는 조작을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 콘덴서의 누설 전류의 전류치, 즉 측정되는 전류치 i0 은 작은 것이 바람직하지만, 실용적으로는 상기 전류치 i0 의 측정에 사용하는 전류계의 고장에 의한 검사의 오류 발생을 방지하기 위해, 또는 콘덴서의 품질을 균일하게 할 목적으로, 상기 전류치 i0 을, 미리 정해진 누설 전류의 하한치 i0L 과 비교하는 것이 바람직하다.
본 발명의 검사 방법에 있어서, 콘덴서에 부여되는 직류 전압의 전압치 V0 으로는, 예를 들어, 상기 방법 (A) 을 실시할 때에 미리 정해진 전압치 V0 와 동일한 값을 사용할 수 있다. 그리고, 본 발명의 검사 방법에 있어서, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류의 전류치와 비교되는 누설 전류의 상한치 i0H 및 하한치 i0L 로는, 상기 방법 (A) 를 실시할 때에 미리 정해진 상한치 i0H 및 하한치 i0L 과 동일한 값을 사용할 수 있다.
즉, 지금까지 상기 방법 (A) 에 의해 콘덴서의 절연성 검사를 실시한 경우에는, 콘덴서의 절연성 불량 여부를 판정하기 위한 기준으로서 사용해 온 직류 전압의 전압치 V0, 상한치 i0H 및 하한치 i0L 을 변경하지 않고, 이들의 기준을 그대로 이용하여 본 발명의 검사 방법을 실시할 수 있다. 또한, 지금까지 상기 방법 (A) 에 의해 콘덴서의 절연성 검사를 실시하지 않은 경우에는, 예를 들어, 상기 방법 (A) 의 경우와 동일하게 하여, 상기 전압치 V0, 상한치 i0H 및 하한치 i0L 을 미리 정할 수도 있다.
그리고, 상기 전압치 V1 은, 통상적으로 상기 전압치 V0 의 1.001 ∼ 2 배, 바람직하게는 1.001 ∼ 1.5 배의 범위 내의 값으로 설정된다.
또, 시간 t1 은, 상기 시간 t0 에서 4m초를 줄인 값보다 작은 값으로 설정된다. 이 시간 t1 은, 통상적으로 3m초 ∼ 10 초의 범위 내, 바람직하게는 3m초 ∼ 1 초의 범위 내, 더욱 바람직하게는 3m초 ∼ 500m초의 범위 내의 값으로 설정된다. 예를 들어, 이 시간 t1 을, (상기 시간 t0 - 4m초) 미만의 값으로 설정함으로써, 상기 방법 (A) 의 경우보다 단시간에 콘덴서의 절연성 검사가 가능해진다.
또한, 본 발명의 검사 방법에서는, 상기와 같이 콘덴서에 부여되는 직류 전압의 전압치을 V1 에서 V0 으로 강하시킨다. 이 조작은, 전압치를 실질적으로 V0 으로 강하시키는 것을 의미하고, 전압치를 V0 ± 0.3 × ΔV (단, ΔV = (V1 - V0)) 의 범위 내의 값으로 강하시키는 조작을 포함한다. 전압치는, V0 ± 0.2 × ΔV 의 범위 내의 값으로 강하시키는 것이 바람직하다.
도 5 는, 본 발명의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여되는 직류 전압의 파형의 다른 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 그리고 도 6 은, 도 5 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5 에 나타내는 직류 전압의 전압치 V1, 즉 전압치의 강하량 (ΔV = V1 - V0) 은, 도 3 에 나타내는 직류 전압의 경우보다 작은 값으로 설정되어 있다. 따라서, 도 5 에 나타내는 직류 전압을 부여하고, 그리고 전압치를 V1 에서 V0 으로 강하시켰을 때에는, 도 3 에 나타내는 직류 전압을 부여하는 경우와 비교하여, 검사 대상인 콘덴서에서 발생되는 방전 전류의 크기 (전류치) 가 작아진다. 그 결과, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 검사 대상인 콘덴서에 흐르는 전류가, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 변화되기 시작하는 시간이 늦어진다. 구체적으로는, 대체로 도 6 에 나타내는 시간 t3 을 경과한 시점에 있어서, 콘덴서를 흐르는 전류가, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 변화된다.
따라서, 이 시간 t3 내지 시간 t0 사이에서, 상기 전류치가 시간적으로 변동되지 않는 전류의 전류치 i0 을 측정함으로써, 검사 대상인 콘덴서의 절연성을 단시간 (시간 t0 보다는 짧은 시간) 에 검사할 수 있다. 단, 도 3 에 나타내는 직류 전압을 부여하는 경우보다, 검사에 필요로 하는 시간을 단축시키는 효과는 작다.
도 7 은, 본 발명의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 파형의 또 다른 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 그리고 도 8 은, 도 7 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7 에 나타내는 직류 전압의 전압치 Vt, 즉 전압치의 강하량 (ΔV = V1 - V0) 은, 도 3 에 나타내는 직류 전압의 경우보다 큰 값으로 설정되어 있다. 따라서, 도 7 에 나타내는 직류 전압을 부여하고, 그리고 전압치를 V1 에서 V0 으로 강하시켰을 때에는, 도 3 에 나타내는 직류 전압을 부여하는 경우와 비교하여, 검사 대상인 콘덴서에서 발생되는 방전 전류의 크기 (전류치) 가 커진다. 그 결과, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 검사 대상인 콘덴서에 흐르는 전류가, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 변화되기 시작하는 시간이 늦어진다. 구체적으로는, 대체로 도 8 에 나타내는 시간 t3 를 경과한 시점에 있어서, 콘덴서를 흐르는 전류가, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 변화된다.
따라서, 이 시간 t3 내지 시간 t0 사이에서, 상기 전류치가 시간적으로 변동되지 않는 전류의 전류치 i0 을 측정함으로써, 검사 대상인 콘덴서의 절연성을 단시간 (시간 t0 보다 짧은 시간) 에 검사할 수 있다. 단, 도 3 에 나타내는 직류 전압을 부여하는 경우보다, 검사에 필요로 하는 시간을 단축시키는 효과는 작다.
도 9 는, 본 발명의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여되는 직류 전압의 파형의 또 다른 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 그리고 도 10 은, 도 9 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 검사 방법에 있어서는, 상기 전압치 V1 및/또는 시간 t1 을 적절한 값으로 조절함으로써, 시간 t1 과, 시간 t0 보다 이전의 임의의 시간 tS 사이에 있어서 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류를 발생시킬 수도 있다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 검사 대상인 콘덴서에 흐르는 전류 파형에는, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류가 시간 t1 과 시간 tS 사이, 그리고 시간 t0 이후에 합계로 2 회 나타나는 경우도 있다.
이와 같이, 직류 전압의 전압치를 V1 에서 V0 으로 강하시킨 후에, 상기 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류가 2 회 또는 그 이상 나타나는 경우에는, 제 1 회째의 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류, 즉 검사 대상인 콘덴서를 시간 t1 과 시간 tS 사이에 흐르는 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류에 대해 측정되는 전류치 iS 를, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 관련치의 상한치 iSH 와 비교함으로써, 이 콘덴서의 절연성을 검사할 수 있다.
이 검사 방법에서는, 상기 방법 (B) 의 경우와 동일하게, 측정된 전류치 (누 설 전류의 관련치) iS 가, 상기 누설 전류의 관련치의 상한치 iSH 를 초과하는 값을 나타내는 콘덴서는 시간 t0 을 경과한 시점에서 전류치 i0 가 상한치 i0H 를 초과하는 값을 나타내는 것으로 추정하여, 불량품으로 취급된다.
이 검사 방법에서 역시, 상기 제 1 회째의 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류에 대해 측정되는 전류치 iS 를, 미리 정해진 누설 전류의 관련치의 하한치 iSL 과 비교하는 것이 바람직하다.
이 검사 방법에 있어서, 예를 들어, 콘덴서에 부여되는 직류 전압의 전압치 V0 을, 상기 방법 (B) 에서 사용하는 전압치 V0 과 동일한 값으로 설정하고, 그리고 시간 t1 를, 상기 방법 (B) 에서 전류치를 측정하는 시간 tS 에서 4m초를 줄인 값보다 작은 값으로 설정함으로써, 이 방법 (B) 의 경우보다 단시간이면서 또한 고정밀도로 콘덴서의 절연성 검사가 가능해진다.
그리고, 이 검사 방법에서는, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류의 전류치 iS 와 비교되는 상한치 iSH 및 하한치 iSL 로서, 상기 방법 (B) 를 실시할 때에 미리 정해진 상한치 iSH 및 하한치 iSL 과 동일한 값을 사용할 수 있다.
즉, 지금까지 상기 방법 (B) 에 의해 콘덴서의 절연성 검사를 실시한 경우에는, 콘덴서의 절연성의 불량 여부를 판정하기 위한 기준으로서 사용해 온 직류 전압의 전압치 V0, 상한치 iSH 및 하한치 iSL 을 변경하지 않고, 이들의 기준을 그대로 이용하여 본 발명의 검사 방법을 실시할 수 있다. 또한, 지금까지 상기 방법 (B) 에 의해 콘덴서의 절연성 검사를 실시하지 않은 경우에는, 예를 들어, 상기 방법 (B) 의 경우와 동일하게 하여, 상기 전압치 V0, 상한치 iSH 및 하한식 iSL 을 미리 정할 수도 있다.
이상 설명한 본 발명의 검사 방법에 있어서, 전압치 V1 과 시간 t1 은 하기 1) 및 2) 의 공정을 포함하는 방법에 의해 정해진 전압치와 시간인 것이 바람직하다.
1) 레퍼런스가 되는 콘덴서에 전압치 V0 보다 높은 임의의 전압치 V2 의 직류 전압을 부여하여 콘덴서에 전류를 발생시키고, 이어서 임의의 시간 t2 가 경과된 시점에서, 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시킴으로써 상기 콘덴서에 흐르는 전류의 전류치의 변화 패턴을 검출하는 공정.
이 레퍼런스가 되는 콘덴서로는, 검사 대상인 콘덴서와 동일 규격의 임의의 콘덴서 제품이 사용된다. 단, 레퍼런스가 되는 콘덴서에는 절연성이 불량인 콘덴서를 포함하지 않는다.
이 전압치 V2 는, 통상적으로 상기 전압치 V0 의 1.001 ∼ 2 배, 바람직하게는 1.001 ∼ 1.5 배의 범위 내의 값으로 설정된다.
또, 시간 t2 는, 상기 시간 t0 에서 4m초를 줄인 값보다 작은 값으로 설정된다. 이 시간 t2 는, 통상적으로 3m초 ∼ 10 초의 범위 내, 바람직하게는 3m초 ∼ 1 초의 범위 내, 더욱 바람직하게는 3m초 ∼ 500m초의 범위 내의 값으로 설정된다. 예를 들어, 이 시간 t2 를, (상기 시간 t0 - 4m초) 미만의 값으로 설정함으로써, 상기 방법 (A) 의 경우보다 단시간에 콘덴서의 절연성 검사가 가능해진다. 또, 이 시간 t2 를, (상기 시간 tS- 4m초) 미만의 값으로 설정함으로써, 상기 방법 (B) 의 경우보다 단시간에 콘덴서의 절연성 검사가 가능해진다.
2) 상기 1) 의 공정을, 전압치 V2 및/또는 시간 t2 를 바꾸어 반복 실시하고, 상기 전류치의 변화 패턴이, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 패턴이 되는 전압치 V2 와 시간 t2 의 조합을 발견하고, 이 조합의 전압치와 시간을 V1 과 t1 로 하는 공정.
또, 「변동되지 않는다」란, 상기 패턴이 개시하는 시간에 있어서의 전류치가 종료되는 시간 (단, 시간 t0 을 초과하지 않는 시간) 에 있어서의 전류치의 ±25％ (바람직하게는 ±20％, 특히 ±10％) 의 범위 내에 있는 것을 의미한다. 그리고 「계속적으로」란, 상기 패턴이 개시되는 시간과 종료되는 시간의 차이가 4 m초 이상인 것을 의미한다. 상기 패턴이 개시되는 시간과 종료되는 시간의 차이는 가능한 한 큰 값을 나타내는 것이 바람직하다.
그리고, 이와 같은 전압치 V2 와 시간 t2 의 조합을 발견할 때에는, 시간 t2 의 값을 바꾸지 않고 , 전압치 V2 의 값을 바꾸어 상기 1) 의 공정을 반복 실시해도 되고, 전압치 V2 의 값을 바꾸지 않고, 시간 t2 의 값을 바꾸어 상기 1) 의 공정을 반복 실시해도 되며, 또는 전압치 V2 및 시간 t2 의 각각의 값을 바꾸어 상기 1) 의 공정을 반복 실시해도 된다.
예를 들어, 시간 t2 를 바꾸지 않고, 전압치 V2 를, 전압치 V0 에 미소 전압치 (예를 들어, 0.01 ∼ 0.5V) 를 더한 값으로 설정하고, 전압치를 V2 에서 V0 으로 강하시켰을 때에 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치의 변화 패턴을 검출한다. 검출한 패턴이, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류치의 패턴이 아니면, 이 전압치 V2 에 추가로 상기 미소 전압치를 더하고, 동일하게 하여 전류치의 변화 패턴을 검출하는 조작을, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 패턴이 얻어질 때까지 반복한다. 그리고, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 패턴이 얻어질 때의 전압치 V2 와 상기 시간 t2 의 조합을, 검사시에 사용하는 전압치 V1 과 시간 t1 의 조합으로 한다.
또한, 본 발명의 검사 방법에서는, 예를 들어, 상기 순서에 의해 전압치 V1 과 시간 t1 의 조합을 미리 정하면, 이 레퍼런스가 되는 콘덴서와 동일 규격의 콘덴서 (측정 대상의 콘덴서) 의 절연성을 검사할 때에, 다시 상기 전압치 V1 과 시간 t1 의 조합을 정할 필요는 없다.
실시예
[비교예]
하기와 같이 하여, 검사 대상인 시판되는 세라믹 콘덴서의 절연성을, 공지된 검사 방법에 의해 검사하였다.
이 콘덴서의 누설 전류 측정을 위해서 미리 정해진 전압치 V0 은 30V 이다. 그리고, 이 콘덴서의 절연성 검사는, 콘덴서에 상기 전압치 V0 의 직류 전압을 부여한 후 50m초의 시간 (tS) 이 경과된 시점에서 콘덴서에 흐르는 전류의 전류치를, 이 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 상한치 (iSH : 25μA) 및 하한치 (iSL : 15μA) 와 비교함으로써 실시된다. 즉, 이 방법에서 콘덴서의 절연성 검사에 필요한 시간은 50m초이다.
다음으로, 검사 대상인 콘덴서에, 전압치가 30V 인 직류 전압을 부여하고, 그리고 50m초 시간이 경과된 시점에서 콘덴서에 흐르는 전류를 측정하였다. 측정된 전류치는 19μA 로, 상기 누설 전류의 상한치 iSH 와 하한치 iSL 사이의 값을 나타내었다. 이런 점에서, 검사 대상인 콘덴서의 절연성에 문제가 없다는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 하여, 검사 대상인 콘덴서의 절연성을 검사하였다.
또한, 도 11 은, 비교예에서 검사 대상인 콘덴서에 부여된 직류 전압의 파형을 나타내는 도면이다. 그리고 도 12 는, 도 11 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 나타내는 도면이다.
[실시예]
먼저, 레퍼런스가 되는 콘덴서로서, 비교예의 콘덴서와 동일한 제조 로트에 의해 생산된 복수개의 콘덴서를 준비하였다.
다음으로, 레퍼런스가 되는 콘덴서에 부여되는 직류 전압의 전압치 V2 를 30.1 로, 그리고 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시키는 시간 t2 를 20m초로 설정하였다.
그리고, 상기 시간 t2 의 값은 변동시키지 않고 , 전압치 V2 의 값을 0.1V 씩 증가시키면서, 각각의 전압치 V2 와 시간 t2 의 조합마다, 각각의 콘덴서에 전압치 V2 의 직류 전압을 부여하고, 이어서 시간 t2 가 경과된 시점에서 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시킴으로써 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치의 변화 패턴을 검출하였다.
그 결과, 상기 전압치 V2 가 30.5V, 그리고 시간 t2 가 20m초인 조건에 있어서, 이 콘덴서를 흐르는 전류의 전류치의 변화 패턴이, 계속적으로 변동되지 않는 전류치의 패턴인 것을 확인하였다. 따라서, 이 전압치 V2 와 시간 t2 의 조합을, 검사시에 사용하는 전압치 V1 과 시간 t1 의 조합으로 하였다.
도 13 은, 실시예에서 검사 대상인 콘덴서에 부여되는 직류 전압의 파형을 나타내는 도면이다. 그리고 도 14 는, 도 13 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 나타내는 도면이다.
도 14 에 나타내는 바와 같이, 검출된 전류의 전류치의 변화 패턴은 30m초 (시간 t3) 에서 50m초 (시간 tS) 까지의 동안에, 전류치가 약 19μA 로 계속적으로 변동되지 않는 전류치의 패턴이 되었음을 확인할 수 있다. 또한, 도 14 의 전류 파형의 시간 t1 에 있어서, 전류치가 도 4 에 나타내는 전류 파형인 경우와는 달리 급격하게 저하되지 않는 것은, 전류계의 입력 리스폰스가 충분하지 않다는 것 등이 원인으로 이해된다.
다음으로, 검사 대상인 콘덴서로서 상기와 동일한 제조 로트의 100 개의 콘덴서를 준비하였다. 이들 검사 대상인 콘덴서의 각각에 30.5V (전압치 : V1) 의 직류 전압을 부여하고, 이어서 20m초 시간 (시간 t1) 이 경과된 시점에서 직류 전압의 전압치를 30V (전압치 : V0) 로 강하시키고, 그리고 30m초의 시간 (시간 t3) 을 경과한 시점에서 콘덴서를 흐르는 전류 (전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류) 의 전류치를 측정하였다. 측정된 100 개의 콘덴서의 전류치는 16 ∼ 22μA 의 범위 내에 있고, 상기 누설 전류의 상한치 iSH 와 하한치 iSL 사이의 값을 나타내었다. 이런 점에서, 검사 대상 l00 개의 콘덴서의 절연성에 문제가 없다는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 하여, 검사 대상 100 개의 콘덴서의 절연성을 검사하였다.
이와 같이, 실시예에서 각각의 콘덴서의 절연성 검사에 필요한 시간은 30m초이고, 비교예의 경우와 비교하여 검사에 필요한 시간을 60％ 로 단축시킬 수 있었 다.
도 1 은, 종래의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 파형을 모식적으로 나타내는 도면.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면.
도 3 은, 본 발명의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 파형의 일례를 모식적으로 나타내는 도면.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면.
도 5 는, 본 발명의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 파형의 다른 일례를 모식적으로 나타내는 도면.
도 6 은, 도 5 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면.
도 7 은, 본 발명의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 파형의 또 다른 일례를 모식적으로 나타내는 도면.
도 8 은, 도 7 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면.
도 9 는, 본 발명의 검사 방법에 있어서, 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 파형의 또 다른 일례를 모식적으로 나타내는 도면.
도 10 은, 도 9 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 모식적으로 나타내는 도면.
도 11 은, 비교예에서 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 파형을 나타내는 도면.
도 12 는, 도 11 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 나타내는 도면.
도 13 은, 실시예에서 검사 대상인 콘덴서에 부여하는 직류 전압의 파형을 나타내는 도면.
도 14 는, 도 13 에 나타내는 직류 전압의 부여에 의해 검사 대상인 콘덴서를 흐르는 전류 파형을 나타내는 도면.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
t0, t1, t3, tS 시간
V0, V1 전압
i0, iS 전류

Claims (3)

  1. 검사 대상인 콘덴서에, 상기 콘덴서의 절연성을 검사하기 위해서 미리 정해진 전압치 V0 보다 높은 전압치 V1 의 직류 전압을 부여하여 상기 콘덴서에 전류를 발생시키고, 이어서 시간 t1 이 경과된 시점에서, 상기 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시킴으로써, 상기 콘덴서에 흐르는 전류를 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류로 바꾸고, 그 전류에 대해 측정되는 전류치 i0 을, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 상한치와 비교하는 조작, 단, 직류 전압의 전압치의 강하 후에, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류가 2 회 이상 나타나는 경우에는, 제 1 회째의 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류에 대해 측정되는 전류치 iS 를, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 관련치의 상한치와 비교하는 조작을 포함하는, 콘덴서의 절연성 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류에 대해 측정되는 전류치 i0 을, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 하한치과 비교하는 조작, 단, 직류 전압의 전압치의 강하 후에, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류가 2 회 이상 나타나는 경우에는, 제 1 회째의 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 전류에 대해 측정되는 전류치 iS 를, 상기 콘덴서에 대해 미리 정해진 누설 전류의 관련치의 하한치와 비교하는 조작을 추가로 포함하는, 콘덴서의 절연성 검사 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    전압치 V1 과 시간 t1 이,
    레퍼런스가 되는 콘덴서에 전압치 V0 보다 높은 임의의 전압치 V2 의 직류 전압을 부여하여 그 콘덴서에 전류를 발생시키고, 이어서 임의의 시간 t2 가 경과된 시점에서, 그 직류 전압의 전압치를 V0 으로 강하시킴으로써 그 콘덴서에 흐르는 전류의 전류치의 변화 패턴을 검출하는 공정 ; 그리고
    상기 공정을, 전압치 V2 및/또는 시간 t2 를 바꾸어 반복 실시하고, 상기 전류치의 변화 패턴이, 전류치가 계속적으로 변동되지 않는 패턴이 되는 전압치 V2 와 시간 t2 의 조합을 발견하고, 이 조합의 전압치와 시간을 V1 과 t1 로 하는 공정
    을 포함하는 방법에 의해 정해진 전압치와 시간인, 콘덴서의 절연성 검사 방법.
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