(57)【要約】  【課題】  正特性サーミスタの選別方法および選別装置に関し、電圧の印加時間の短縮により、選別作業コストの削減、設備費用の低減、選別作業効率の向上が図れる。  【解決手段】  選別対象となる各正特性サーミスタに電圧を印加して得られる減衰電流波形を検出し、前記正特性サーミスタの減衰電流波形の平均値および標準偏差値を算出し、前記平均値および標準偏差値より、平均値±ｎ×標準偏差値（ここで、ｎ＝３〜６）を用いて上限値および下限値を算出し、各正特性サーミスタの減衰電流波形が前記上限値および前記下限値の間の判定範囲内にあるか否かを判断し、当該判定範囲内にあるものを良品として選別する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
選別対象となる複数個の正特性サーミスタに電圧を印加して減衰電流波形を得る工程と、
前記正特性サーミスタの減衰電流波形の平均値および標準偏差値を算出する工程と、
前記平均値および標準偏差値より、平均値±ｎ×標準偏差値（ここで、ｎ＝３〜６）を用いて上限値および下限値を算出する工程と、
前記各正特性サーミスタの減衰電流波形が前記上限値および前記下限値の間の判定範囲内にあるか否かを判断し、当該判定範囲内にあるものを良品として選別する工程と、を含む正特性サーミスタの選別方法。
【請求項２】
前記平均値および標準偏差値は、正特性サーミスタの複数個の移動平均を用いて算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の正特性サーミスタの選別方法。
【請求項３】
正特性サーミスタの突入電流を検出する工程と、当該検出した突入電流が規格範囲内にあるか否かを判断し、当該規格範囲内にあるものを良品として選別する工程と、を含む請求項１または請求項２に記載の正特性サーミスタの選別方法。
【請求項４】
正特性サーミスタの過電流を検出し、当該過電流を検出した正特性サーミスタを不良品として選別する工程を含む請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の正特性サーミスタの選別方法。
【請求項５】
選別対象となる複数個の正特性サーミスタに電圧を印加して得られる減衰電流波形を検出する減衰電流検出手段と、
前記正特性サーミスタの減衰電流波形の平均値および標準偏差値を算出し、前記平均値および標準偏差値より、平均値±ｎ×標準偏差値（ここで、ｎ＝３〜６）を用いて上限値および下限値を算出する判定範囲設定手段と、
前記各正特性サーミスタの減衰電流波形が前記上限値および前記下限値の間の判定範囲内にあるか否かを判断し、当該判定範囲内にあるものを良品として選別する選別手段と、を備えた正特性サーミスタの選別装置。
【請求項６】
前記平均値および標準偏差値は、正特性サーミスタの複数個の移動平均を用いて算出する、ことを特徴とする請求項５に記載の正特性サーミスタの選別装置。
【請求項７】
正特性サーミスタの突入電流を検出し、当該検出した突入電流が規格範囲内にあるか否かを判断し、当該規格範囲内にあるものを良品として選別する突入電流検出手段を備えた請求項５または請求項６に記載の正特性サーミスタの選別装置。
【請求項８】
正特性サーミスタの過電流を検出し、当該過電流を検出した正特性サーミスタを不良品として選別する焼損検出手段を備えた請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の正特性サーミスタの選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧を印加して検出した減衰電流波形により良品，不良品の選別を行う正特性サーミスタの選別方法および選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミックス素子を選別する方法として、突入電流を基準として、製品の良否判定を行う選別方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、上記先行技術に係る選別方法は、表面温度に対する突入電流を検出するものであり、製品の良否判定では、十分な判定精度が得られなかった。
【０００４】
そこで、正特性サーミスタにおいて、電圧を印加すると自己発熱して抵抗値が増加する特性を検査することにより、良品，不良品の選別が行われている。
【０００５】
つまり、従来の選別方法では、正特性サーミスタに電圧を印加し、電圧を印加することにより流れる電流の変化を捕らえ、電流が減衰しきった電圧印加終了直前にて電流測定を行い、製品の良否判定を行っていた。
【特許文献１】特開平９−９２５０４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の選別方法は、正特性サーミスタに、例えば４５秒間電圧を印加して製品の良否判定を行っていた。このように、長時間電圧を印加しているため、選別作業がコスト高になるという問題があった。
【０００７】
また、長時間の印加時間を確保するために、試験機は多くの印加端子を有しており、設備が複雑で長大化し、設備費用が嵩むという問題があった。
【０００８】
さらに、印加時間を確保するため、比較的低速度（例えば処理スピード：２００個／分）にて運転しており、効率よく選別作業が行えないという問題があった。
【０００９】
本発明は、電圧の印加時間の短縮により、選別作業コストの削減、設備費用の低減、選別作業の効率化が図れる正特性サーミスタの選別方法および選別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の正特性サーミスタの選別方法は、選別対象となる複数個の正特性サーミスタに電圧を印加して減衰電流波形を得る工程と、前記正特性サーミスタの減衰電流波形の平均値および標準偏差値を算出する工程と、前記平均値および標準偏差値より、平均値±ｎ×標準偏差値（ここで、ｎ＝３〜６）を用いて上限値および下限値を算出する工程と、前記各正特性サーミスタの減衰電流波形が前記上限値および前記下限値の間の判定範囲内にあるか否かを判断し、当該判定範囲内にあるものを良品として選別する工程とを含むものである。
【００１１】
本発明の正特性サーミスタの選別装置は、選別対象となる複数個の正特性サーミスタに電圧を印加して得られる減衰電流波形を検出する減衰電流検出手段と、前記正特性サーミスタの減衰電流波形の平均値および標準偏差値を算出し、前記平均値および標準偏差値より、平均値±ｎ×標準偏差値（ここで、ｎ＝３〜６）を用いて上限値および下限値を算出する上下限設定手段と、前記各正特性サーミスタの減衰電流波形が前記上限値および前記下限値の間の判定範囲内にあるか否かを判断し、当該判定範囲内にあるものを良品として選別する選別手段とを備えたものである。
【００１２】
前記平均値および標準偏差値は、例えば、正特性サーミスタの複数個の移動平均を用いて算出する。
【００１３】
また、正特性サーミスタの突入電流を検出し、当該検出した突入電流が規格範囲内にあるか否かを判断し、当該規格範囲内にあるものを良品として選別する構成を付加してもよい。
【００１４】
さらに、正特性サーミスタの過電流を検出し、当該過電流を検出した正特性サーミスタを不良品として選別する構成を付加してもよい。
【００１５】
本発明の正特性サーミスタの選別方法および選別装置によると、正特性サーミスタの減衰電流波形の平均値および標準偏差値より、平均値±ｎ×標準偏差値（ここで、ｎ＝３〜６）を用いて上限値および下限値を算出し、各正特性サーミスタの減衰電流波形が上限値および下限値の間の判定範囲内にあるか否かを判断し、当該判定範囲内にあるものを良品として選別する。このように、正特性サーミスタが有している動的特性を、電流の時間的変化で捕らえ、電流の減衰度合いの違いを判断し異常なものを自動判定するので、短時間の電圧印加によって、正特性サーミスタの良否判定が行える。
【００１６】
また、予め決められた判定範囲で判定するのではなく、サンプリングによって求められた移動平均に基づく平均値および標準偏差値によって判定範囲を設定するので、微妙に異なる減衰電流波形の違いを精度良く判定できる。
【００１７】
さらに、正特性サーミスタの減衰電流波形検出に加え、突入電流検出や過電流検出による選別を行うことにより、より高精度な判定が行える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の正特性サーミスタの選別方法および選別装置によれば、選別作業コストの削減、設備費用の低減、選別作業効率の向上が図れるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の態様を図１ないし図７に基づいて説明する。
【００２０】
図１は正特性サーミスタの選別装置のブロック図、図２は自動抵抗測定装置の概略図、図３は減衰電流波形の取り出し方法を示す説明図、図４は正特性サーミスタの減衰電流波形による選別に使用する判定範囲の設定の様子を示すグラフ、図５は異品種の正特性サーミスタの減衰電流波形のグラフ、図６は正特性サーミスタの突入電流検出の様子を示すグラフ、図７は正特性サーミスタの焼損検出の様子を示すグラフである。
【００２１】
図１に示す正特性サーミスタの選別装置は、図２に示す自動抵抗測定装置に搭載されている。
【００２２】
図１，２において、１１は自動抵抗測定装置、１２は印加用電源、１３はコンピュータ、１４は印加リレー、１５は焼損検出回路、２１は電圧印加ライン、２２は電流波形取出しライン、２３は制御信号ライン、２５は選別対象製品となる正特性サーミスタＷを搬送する搬送用レール、２６は最大処理速度が３６０個／分にて２個の正特性サーミスタＷを同時に測定（２ピッチのタクト送り）する電圧印加兼測定端子、３１は自動投入部、３２は抵抗測定部、３３は不良品抜取部である。
【００２３】
自動抵抗測定装置１１は、従来からある常温（２５℃）での抵抗選別機能と、本発明の機能（減衰電流測定、突入電流検出あるいは過電流検出）を有し、本装置の処理フローは、抵抗選別機能→本発明の機能→不良品抜取となる。自動抵抗測定装置１１は、抵抗選別結果と、本発明の機能での選別結果の全てが良品の場合、良品となる。
【００２４】
印加用電源１２は、直流の定電圧電源（０〜６０Ｖ，０〜５０Ａ，７５０Ｗ）にて構成されており、一定電圧を正特性サーミスタＷに印加する。
【００２５】
コンピュータ１３は、実装されたＡ／Ｄ変換器（アナログデータをディジタルデータに変換）にて減衰電流波形を検出する減衰電流検出手段と、当該検出値に基づいて判定範囲を設定する判定範囲設定手段と、減衰電流波形の変化度合いを判定して判定範囲内にあるものを良品として選別する選別手段とを有し、その選別結果を自動抵抗測定装置１１に送る。また、電圧印加直後に流れる突入電流を検出し、規格範囲内にあるものを良品として選別する突入電流検出手段として機能し、その選別結果を自動抵抗測定装置１１に送る。なお、減衰電流波形の測定は、電流測定の高速化のために電流メータを使用せず、Ａ／Ｄ変換器で行い、図３に示すように、正特性サーミスタＷに直列に接続された基準抵抗２７の両端の電圧値を測定することによって行う。
【００２６】
印加リレー１４は、コンピュータ１３の制御で、正特性サーミスタＷへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦを行う。焼損検出（詳細は後述）またはコンピュータ１３の突入電流検出（詳細は後述）で不良品と判定された正特性サーミスタＷには、リレーをＯＦＦして電圧を印加しない。
【００２７】
焼損検出回路１５は、正特性サーミスタＷに電圧を印加中に、正特性サーミスタＷのショート等により過電流が流れているかを監視する。過電流検知時には、即時印加リレー１４をＯＦＦし、正特性サーミスタＷへの電圧印加を切断する。この過電流検出ならびに電圧切断の動作は、焼損検出回路（焼損検出手段）１５にて直接行い、処理の高速化を図っている。過電流検知情報は、コンピュータ１３を介して自動抵抗測定装置１１に送られ、当該正特性サーミスタＷを不良品として選別する。なお、焼損検出回路１５は過電流検出のみ行い、電圧切断動作はコンピュータ１３が行う構成であったり、あるいは焼損検出回路１５をなくし、過電流検出ならびに電圧切断動作をコンピュータ１３にて行う構成としてもよい。
【００２８】
コンピュータ１３での判定処理について説明する。
【００２９】
コンピュータ１３にて行っている判定項目には、減衰波形検出と突入電流検出の２つあり、２個の正特性サーミスタＷを同時に処理し、各々の判定結果を自動抵抗測定装置１１に送り、自動抵抗測定装置１１にて不良品を選別する。
【００３０】
まず、減衰波形検出について説明する。
【００３１】
減衰波形検出は、正特性サーミスタＷに電圧を印加したときに流れる減衰電流波形が、図４で示す上下限値の範囲（判定範囲）内にあるか否かにて判定する。
【００３２】
図４は、正特性サーミスタＷの減衰電流波形を示しており、横軸は電圧印加時間（秒）、縦軸は電流（Ａ）であり、実線は平均電流、破線は標準偏差、一点鎖線は上限、二点鎖線は下限を示している。
【００３３】
減衰電流波形の上下限値は、電圧印加時間中に０．０１０秒以下の間隔で２５ポイントのサンプリングを行い、各ポイント毎に電流の平均および標準偏差を算出し、平均値±ｎ×標準偏差値（ここで、ｎ＝３〜６）にて設定する。なお、ｎ＝３〜６のいずれの値を用いるかは、予め品名毎に決定されている。
【００３４】
図４の例では、サンプリング開始位置が０．０３５秒、サンプリング間隔が０．００５秒、サンプリングポイント数が２５であり、これらの値は予め品名毎に決定されている。
【００３５】
平均値および標準偏差値は、５０個の正特性サーミスタＷの移動平均により算出する。
【００３６】
ロット開始直後は、各サンプリングポイントでの電流値を蓄積し、正特性サーミスタＷの測定個数が１２個になった時点で、最大値と最少値を除く１０個にて、平均値および標準偏差値を算出する。この平均値および標準偏差値に基づいて上下限値を算出し、１２個の正特性サーミスタＷを一括判定する。判定結果は自動抵抗測定装置１１に送られ、上下限値から外れる不良品は自動的に抜取られる。
【００３７】
測定個数が５０個になるまでは、その時々の測定個数にて平均値および標準偏差値を算出する。この平均値および標準偏差値に基づいて上下限値を算出し、正特性サーミスタＷを判定する。測定個数が１３個になった時、先の上下限値（Ｎ＝１０個での算出結果）でまず判定を行い、良品である場合、最大値と最少値を除く１１個にて平均値、標準偏差値および上下限値を算出する。
【００３８】
測定個数が５０個以降においては、５０個での移動平均を用いる。例えば、測定個数が５１個目になった時は２個目から５１個目までの５０個、測定個数が５２個目になった時は３個目から５２個目までの５０個を用いて、平均値および標準偏差値ならびに上下限値を算出し判定を行う。あるいは、５１個目以降については、５１〜１００個目までの５０個、１０１〜１５０個目までの５０個、というような区切りにて、平均値および標準偏差値ならびに上下限値を算出し判定を行うようにしてもよい。
【００３９】
なお、平均値および標準偏差値の算出に使う電流値は、測定結果が良品の正特性サーミスタＷのみを使用する。例えば、測定個数が１３個になった時、１２個目までの判定範囲での判定の結果、不良品となった正特性サーミスタＷは外して算出する。
【００４０】
良品，不良品の判定は、減衰電流のサンプリング領域中において、規定回数以上、上下限値の範囲を外れたものを不良品とする。すなわち、前記正特性サーミスタＷにおいて、各サンプリングポイントにて上下限値の範囲を外れているか否かを測定し、外れているサンプリングポイントの数と、品名ごとに予め設定されている規定回数とを比較する。比較の結果、外れている数が規定回数以上の場合、不良品と判断する。なお、減衰電流の測定はワーク送りのタクトタイム内で行われる。
【００４１】
耐電レベルの低いもの（不良品）は、正常品と比較して減衰電流波形がずれているが、レベルによりそのずれ方に違いが生じる。すなわち、正常品に近いものは減衰電流波形も近くなる。また、耐電レベルにも分布があり、正常品の範囲がある。よって、不良品の判定では、上下限値から外れるポイントが非常に少なく、ほぼ正常品と判断できるものまで不良品と判定される。また、ノイズにより値が振れた場合も正常品を不良品と判定する恐れがある。そこで、上下限値から規定回数以上外れたもののみを不良品と判定することにした。なお、規定回数はデータを取って決定した。
【００４２】
なお、図５は、異品種の正特性サーミスタの減衰電流波形のグラフを示している。すなわち、従来の抵抗選別機能のみでは不完全であった異品種検出を、減衰特性も合わせて判定することにより、さらに精度良く判定することが可能となる。ここで、異品種とは、常温での抵抗値が同等で、減衰特性の異なるもの（減衰電流波形のグラフの傾きの異なるもの）である。このように、抵抗選別の結果は良品であっても、減衰特性による判断の結果、一点鎖線の丸印５１にて囲まれた範囲において、減衰電流波形が下限値から外れていることが判り、不良品と判断することができ、判断精度が向上する。
【００４３】
次に、突入電流検出について説明する。
【００４４】
図６に、正特性サーミスタＷに電圧を印加した直後からの減衰電流波形を示す。突入電流検出には、突入時（正特性サーミスタＷに電圧を印加後、５ｍｓｅｃ経過後。ただし、±１ｍｓｅｃの変動あり）の電流値上下限値を定めておく。ここで、５ｍｓｅｃとは、印加リレーが確実にオン状態になるまでの時間である。電圧印加後、５ｍｓｅｃまでの時間は、焼損破壊した製品の検出のみを行う。
【００４５】
上限値６２の設定目的は、過電流からの検出設備の保護、ならびに製品の不良検出（焼損しないまでも突入電流が異常に高い製品の検出）である。また、下限値６３の設定目的は、電圧印加なしの検出である。
【００４６】
すなわち、突入電流測定ポイント６１が、上限値６２と下限値６３との間（規格範囲）にあるか否かを判断し、焼損破壊した製品の検出と、焼損に至らなくても焼損破壊前の耐圧性能しか持たない不良品を除去できる。なお、規格範囲は、品名毎に予め設定しておく。
【００４７】
焼損検出回路１５での判定処理について説明する。
【００４８】
焼損検出回路１５では、ショート電流などの過電流を電気回路で連続監視する。
【００４９】
図７に、正特性サーミスタＷの焼損時の電流波形を示す。図７中、７２は予め設定された過電流検出レベルを示しており、図中の一点鎖線の丸印７１に示すように、正特性サーミスタＷの電流値が過電流検出レベル７２を超えた時、焼損検出回路１５にて、直接印加リレー１４を動作させ、正特性サーミスタＷの印加電圧を切断する。このように、コンピュータ１３を介さずに、直接印加リレー１４を切断動作させることで、切断動作の高速化を図っている。なお、過電流検出レベル７２は、品名毎に予め決められており、その値がコンピュータ１３によって焼損検出回路１５に設定される。
【００５０】
過電流検出情報はコンピュータ１３にも送られ、さらにコンピュータ１３から自動抵抗測定装置１１に送られ、自動抵抗測定装置１１にて当該過電流が検出された正特性サーミスタＷが選別される。
【００５１】
この過電流検出は、減衰波形検出や突入電流検出とは異なり、電圧印加開始から終了までの電流を連続（常時）監視し、焼損品の検出と、過電流から選別装置を保護する。
【００５２】
このように構成された正特性サーミスタＷの選別方法および選別装置によると、減衰過程における電流の変化を捕らえて良否判定することにより、品位を落とさず印加時間を短縮できる。すなわち、０．１秒以下の減衰過程電流の変化にて、正特性サーミスタＷの良否判定が行え、選別作業コストの削減ならびに正特性サーミスタＷにかかるストレスの軽減が図れる。
【００５３】
また、印加時間の短縮により、耐電圧試験機の印加端子が少なくて済み、設備の小型化が図れ、設備費用を低減できる。小型化により、取付けスペースを取らず、高速な自動抵抗測定装置１１への搭載が可能となった。
【００５４】
また、印加時間の短縮により、高速（例えば処理スピード：３６０個／分）にて運転でき、選別作業効率の向上が図れ、生産期間を短縮できる。
【００５５】
また、予め決められた判定範囲で判定するのではなく、サンプリングによって求められた移動平均に基づく平均値および標準偏差値によって判定範囲を設定するので、微妙に異なる減衰電流波形の違いを精度良く判定できる。
【００５６】
さらに、正特性サーミスタＷの減衰電流波形検出に加え、突入電流検出や過電流検出による選別を行うことにより、より高精度な判定が行える。
【００５７】
なお、本発明の正特性サーミスタの選別方法および選別装置は、減衰波形検出、突入電流検出および焼損検出のうち、少なくとも減衰波形検出のみを行うものであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の正特性サーミスタの選別方法および選別装置は、電圧を印加することにより自己発熱して抵抗値が増加する正の特性を利用し、過電流の抑制や温度検知の用途に用いられるサーミスタの選別方法ならびにサーミスタの選別装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態における正特性サーミスタの選別装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態における自動抵抗測定装置の概略図
【図３】本発明の実施の形態における減衰電流波形の取り出し方法を示す説明図
【図４】本発明の実施の形態における正特性サーミスタの減衰電流波形による選別に使用する判定範囲の設定の様子を示すグラフ
【図５】本発明の実施の形態における異品種の正特性サーミスタの減衰電流波形のグラフ
【図６】本発明の実施の形態における正特性サーミスタの突入電流検出の様子を示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態における正特性サーミスタの焼損検出の様子を示すグラフ
【符号の説明】
【００６０】
１１  自動抵抗測定装置
１２  印加用電源
１３  コンピュータ
１４  印加リレー
１５  焼損検出回路
Ｗ  正特性サーミスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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