(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサに直流電圧を印加し、前記コンデンサが発熱したときの充電電流の時間特性において、単調減少以外の充電特性を示したものを不良品であると判断することを特徴とする、コンデンサの良否判定方法。
【請求項２】
コンデンサに直流電圧を印加し、時間を変えて充電電流を測定したとき、最初に測定した電流値より前記コンデンサの発熱後に測定した電流値が大きい場合に不良品であると判断することを特徴とする、請求項１に記載のコンデンサの良否判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンデンサの良否判定方法に関し、特に、たとえばコンデンサの信頼性を判定するためのコンデンサの良否判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、誘電体層と内部電極とを積層した積層セラミックコンデンサなどにおいては、誘電体層の薄層化により、小型で大容量の製品が開発されている。このような積層セラミックコンデンサの良否を判定する方法として、たとえば測定用の直流電圧をコンデンサに印加し、充分に充電された後にコンデンサの漏れ電流を測定することにより、コンデンサの絶縁抵抗を測定する方法が知られている。このような絶縁抵抗の測定方法としては、ＪＩＳ−Ｃ５１０２で規定されている方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、誘電体層が薄層化すると、その比抵抗は小さくなり、さらに、薄層・大容量のコンデンサに電圧を印加すると、誘電体は高電界にさらされ、その抵抗は一層小さくなる。そのため、コンデンサに電圧を印加すると、電流が流れやすくなり、特に誘電体層に構造欠陥などがあると、欠陥部分に電流が集中してジュール熱が発生する。このような発熱のために、コンデンサの静電容量や絶縁抵抗などの特性が変化し、特性の変化が安定するまで、最終的な充電が始まらない。このように、電圧印加後、ある時点の電流値を測定する場合、欠陥の大小によって検知される電流は複雑に変化する。そのため、安定した漏れ電流を測定するのに、５〜３０秒と長時間かかることになる。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、短時間で、正確にコンデンサの良否を判断することができるコンデンサの良否判定方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、コンデンサに直流電圧を印加し、コンデンサが発熱したときの充電電流の時間特性において、単調減少以外の充電特性を示したものを不良品であると判断することを特徴とする、コンデンサの良否判定方法である。
このようなコンデンサの良否判定方法において、コンデンサに直流電圧を印加し、時間を変えて充電電流を測定したとき、最初に測定した電流値よりコンデンサの発熱後に測定した電流値が大きい場合に不良品であると判断することができる。
【０００６】
コンデンサにおいて、誘電体層に大きい内部欠陥がある場合には不良品となるが、このようなコンデンサでは欠陥部分に電流が集中し、大きいジュール熱が発生する。このような発熱により、コンデンサを構成する誘電体層の絶縁抵抗や静電容量が変化し、充電電流が不規則に変動する。内部欠陥のないコンデンサや内部欠陥の小さいコンデンサでは、発熱が少ないために充電電流が単調減少するため、電流値が単調減少しないコンデンサは不良品であると判断することができる。
このように、不良品の充電電流は不規則に変動するため、コンデンサに直流電圧を印加して、最初の測定時より後の測定時の電流値が大きいとき、そのコンデンサは不良品であると判断することができる。
【０００７】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ここでは、代表的なコンデンサとして、積層セラミックコンデンサの信頼性を判断する方法について説明する。図１は、信頼性の高い積層セラミックコンデンサ（良品）と信頼性の低い積層セラミックコンデンサ（不良品）の充電特性を示すグラフである。ここで、良品とは、内部の誘電体層に欠陥がないか、または欠陥があっても小さい欠陥であって、長期間の使用に耐えるコンデンサのことを示す。また、不良品とは、内部の誘電体層に欠陥があり、初期の特性は良好であっても、時間が経過すると特性が劣化するものを示す。
【０００９】
図１において、点線は良品の充電特性を示し、実線は不良品の充電特性を示す。図１から、良品では、単調に電流が減少しているのに対して、不良品では、電流が一旦上昇し、最終的に電流が減少している。この理由について、以下に説明する。
【００１０】
良品でも、最初の充電電流が流れたあと、漏れ電流によるジュール熱が発生するが、その電流値が非常に小さいため、コンデンサの温度上昇が僅かで、特性に影響を及ぼさない。一方、不良品の電流変化は、初期の充電が完了するまえに、漏れ電流によるジュール熱によってコンデンサ内部の温度が上昇し、誘電体の温度特性により絶縁抵抗や静電容量が変化し、この変化が安定するまで最終的な充電が始まらないことによる。すなわち、電圧印加後、ある時点の電流値を測定する場合、欠陥の大小により検知される電流は複雑に変化する。
【００１１】
そこで、このような電流値が複雑に変化するコンデンサを不良品であると判断することができ、この場合、電流値の変動が観測できれば、電流値が安定するまで待つ必要がない。具体的には、コンデンサに直流電圧を印加し、電圧印加後に２回電流を測定し、最初の測定値より後の測定値のほうが大きい電流値であるときに不良品であると判断することができる。このような測定は、直流電圧印加後、０．１秒と０．２秒の電流値を測定し、これらの電流値を比較することにより、良品であるか不良品であるかを判断することができる。
【００１２】
【実施例】
まず、３．２×１．６×１．６ｍｍのサイズで、静電容量１０μＦの積層セラミックコンデンサを準備した。この積層セラミックコンデンサに直流電圧を印加して、電流値を測定した。なお、良品においても、印加する電圧と印加されるコンデンサの熱容量、およびコンデンサに電圧を印加するために接続された端子の熱容量によって、単調減少でなく、温度上昇を起こして、一旦電流が上昇する特性を示すものもある。そこで、次のような条件のもとで、充電電流を測定した。
【００１３】
コンデンサを搭載する基板として、幅４０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚み１．５８ｍｍのガラスエポキシ樹脂基板を準備した。また、コンデンサに接続する端子としては、直径１ｍｍ、長さ１２ｍｍのステンレスに金めっきを施した端子を使用した。この基板上に搭載したコンデンサに、制限電流５０ｍＡで、２００Ｖ（電界強度６６ｋＶ／ｍｍ）の直流電圧を１秒間印加した。このときの周囲温度は２５℃で、無風状態であった。
【００１４】
この状態で測定した充電特性の代表例を図２および図３に示す。そして、充電特性が単調減少カーブを示すコンデンサと、そうでないコンデンサに分類し、それぞれについて、１０５℃の雰囲気温度において、コンデンサに１２．６Ｖの直流電圧を印加し、３６０時間経過後の絶縁抵抗値を測定した。このとき、コンデンサに６．３Ｖの直流電圧を印加し、５分後の絶縁抵抗値を測定した。そして、その結果を表１に示した。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１から、充電特性が単調減少を示したグループは、高温負荷試験前後の絶縁抵抗の変化率が僅かであるのに対して、そうでないグループでは、全て抵抗値が劣化していることがわかる。すなわち、コンデンサおよび回路の熱容量を固定した状態で、印加する電圧を適当に選ぶことにより、その充電特性から確実にコンデンサの良否を判定することができる。また、図３から、電圧印加後、０．１秒と０．２秒の電流値を比較すると、高温負荷試験で特性の劣化した全てのコンデンサにおいて、電圧印加後０．２秒の値が０．１秒の値より大きくなっていた。したがって、コンデンサの良否の判定に要する時間は、電圧印加後０．２秒以下で充分である。
【００１７】
この実施例では、積層セラミックコンデンサについて説明しているが、セラミック以外の誘電体材料を用いたコンデンサにおいても、この発明の方法を採用することができる。このとき必要なことは、コンデンサに直流電圧を印加し、自己発熱により温度上昇を起こす場合であっても、そのコンデンサが絶縁破壊を起こさないという条件を満たすことである。もちろん、この条件は、正常品に適用されるものである。
【００１８】
【発明の効果】
この発明によれば、コンデンサに直流電圧を印加後、０．２秒以下でコンデンサの良否の判定を確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】信頼性の高い積層セラミックコンデンサと信頼性の低い積層セラミックコンデンサの充電特性を示すグラフである。
【図２】実施例において、充電電流が単調減少したコンデンサの充電特性を示すグラフである。
【図３】実施例において、充電電流が単調減少しなかったコンデンサの充電特性を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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