(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロットにわたって、絶縁抵抗の大小によって、同一品種の積層セラミックコンデンサの良否を判定する積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法であって、
全ての前記積層セラミックコンデンサに、その定格電圧より十分高い電圧を印加して、欠陥を有する積層セラミックコンデンサを破壊しまたは絶縁抵抗の劣化を起こさせる工程、
前記積層セラミックコンデンサを前記ロットごとにサンプリングする工程、
前記サンプリングした積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗に基づき、前記積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗の良否を判定するしきい値を前記ロットごとに決定する工程、および
前記積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗を測定し、当該ロットにおける前記しきい値に対する絶縁抵抗の大小によって、積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗の良否を判定する工程を含む、積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法。
【請求項２】
前記しきい値を前記ロットごとに決定する工程は、前記測定した絶縁抵抗の前記ロットごとの平均値から前記しきい値を前記ロットごとに決定する工程を含む、請求項１に記載の積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法に関し、特に誘電体層の積層枚数が比較的多いたとえば２００枚を超える積層セラミックコンデンサの良否を判定する、積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層セラミックコンデンサの電気的な特性に基づくスクリーニング方法は、通常、試料となる積層セラミックコンデンサに定格電圧の３倍以上の耐電圧を印加して、欠陥を有する試料を破壊しまたは絶縁抵抗の劣化を起こさせ、その後、絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗の大きさにより良品と不良品とを選別している。この場合、絶縁抵抗の大きさがある特定の値以下のものを不良品として除去している。この絶縁抵抗の良否を判定するしきい値は、同一品名たとえば同一アイテムまたは構造設計および取得容量が同じものであれば、通常は全て所定値に固定している。
積層セラミックコンデンサにおいて上述の欠陥を有する試料とは、誘電体層の複数層にわたって絶縁抵抗が低いものや、点状または面状に欠陥を有する数層の誘電体層の絶縁抵抗が低いものがある。このような欠陥を有する試料の中でスクリーニングが最も難しいものは、特定の１層だけが正常層に比べて絶縁抵抗が低いモードのものである。また、我々の調査では、積層セラミックコンデンサの信頼性を阻害する不良は、このモードのものが最も多いことが分かっている。
ところで、積層セラミックコンデンサにおいて誘電体層の積層枚数が比較的少ない場合は、上述のように１層だけに欠陥を有する積層セラミックコンデンサが存在していても、良品と不良品との絶縁抵抗は大きく異なるので、スクリーニングは容易である。積層セラミックコンデンサの良品および不良品について誘電体層の積層枚数と絶縁抵抗との関係の一例を図１のグラフに示す。図１のグラフより、積層枚数がたとえば２００層以下と比較的少ない場合には、良品と不良品との絶縁抵抗の差は非常に大きいので、複数の製造ロットで製造された積層セラミックコンデンサに対して、各ロットの平均的な絶縁抵抗が変動しても、良否を判定するためのしきい値を変える必要はないことが分かる。
また、積層セラミックコンデンサにおいて欠陥を有する試料は、耐電圧時に全て絶縁破壊されるわけではなく、正常な試料の分布に対して外れ値となる場合がある。しかし、積層セラミックコンデンサの誘電体層の積層枚数が少ない場合は、良品と不良品との絶縁抵抗の差が非常に大きく異なるので、規格値をしきい値として良品と不良品とを選別していれば十分である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年の大容量化に伴い、積層セラミックコンデンサの誘電体層の積層枚数は増加し続けている。積層枚数の増加に伴い、同じ信頼性に問題がある不良層が存在しても、全体の絶縁抵抗は良品層と不良層との全体の並列接続で決まるので、たとえば図１のグラフに示すように、良品と不良品との絶縁抵抗の差がだんだん小さくなる。
また、積層セラミックコンデンサの誘電体層の積層枚数が同じ場合でも、良品層の絶縁抵抗が変化すれば、良品および不良品の絶縁抵抗は変化する。たとえば、積層枚数が３００枚程度で、不良層を１層内在した積層セラミックコンデンサを考えると、良品層の絶縁抵抗がたとえば１０％変動した場合、全体の絶縁抵抗も良品層の絶縁抵抗の変動に伴い変動する。もともと、良品と不良品との絶縁抵抗の差が大きければ、この変動は問題とならないが、積層枚数がたとえば５００枚と多い場合は、図２のグラフに示すように、しきい値に対して無視できない大きさとなる。図２は積層枚数が５００枚の積層セラミックコンデンサの良品および不良品についてロット間の絶縁抵抗が変動した場合のロットの平均的な絶縁抵抗としきい値との関係の一例を示すグラフである。図２のグラフより、絶縁抵抗の変化率が−２０％であるロットにおける良品の絶縁抵抗と不良品の絶縁抵抗との中間値をしきい値▲１▼とした場合には、絶縁抵抗の変化率が＋２０％であるロットの不良品の絶縁抵抗がしきい値▲１▼より大きくなり、逆に、絶縁抵抗の変化率が＋２０％であるロットにおける良品の絶縁抵抗と不良品の絶縁抵抗との中間値をしきい値▲２▼とした場合には、絶縁抵抗の変化率が−２０％であるロットの良品の絶縁抵抗がしきい値▲２▼より小さくなることが分かる。このため、積層枚数が多く良品と不良品との絶縁抵抗の差が小さい積層セラミックコンデンサを同一のしきい値で選別していると、製造ロット間の絶縁抵抗が変動した場合、ロットによっては不良品が良品と間違えられて良品に混入する誤りやその逆に良品が不良品に混入する誤りが発生する可能性が高く、正確なスクリーニングができない場合がある。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、積層枚数が比較的多い積層セラミックコンデンサの良品と不良品との判別の誤りが少ない、積層セラミックコンデンサのスクリーニング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】
この発明にかかる積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法は、複数のロットにわたって、絶縁抵抗の大小によって、同一品種の積層セラミックコンデンサの良否を判定する積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法であって、全ての積層セラミックコンデンサに、その定格電圧より十分高い電圧を印加して、欠陥を有する積層セラミックコンデンサを破壊しまたは絶縁抵抗の劣化を起こさせる工程と、積層セラミックコンデンサをロットごとにサンプリングする工程と、サンプリングした積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗に基づき、積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗の良否を判定するしきい値をロットごとに決定する工程と、積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗を測定し、当該ロットにおける前記しきい値に対する絶縁抵抗の大小によって、積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗の良否を判定する工程とを含む、積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法。
この発明にかかる積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法では、しきい値をロットごとに決定する工程は、たとえば、測定した絶縁抵抗のロットごとの平均値からしきい値をロットごとに決定する工程を含む。
【０００６】
この発明にかかる積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法では、積層セラミックコンデンサをロットごとにサンプリングして絶縁抵抗を測定して、それぞれのロットに適したしきい値をロットごとに決めているので、誤りの少ない正確な絶縁抵抗のスクリーニングが可能となる。
【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】
（実施例）
積層セラミックコンデンサについて、ある期間の量産での製造ロットの絶縁抵抗の代表例を図３に示す。図３は、積層セラミックコンデンサのサンプリングを行った期間中で絶縁抵抗が大きいグループの代表ロット▲１▼と絶縁抵抗が小さいグループの代表ロット▲２▼との絶縁抵抗の分布を示す図である。サンプリングの対象は、同一品名であり、製造時期が異なる以外は同一条件で生産された製品である。この製品の誘電体層の積層枚数は３５０枚であり、誘電体層の厚みは３μｍで、取得静電容量は１０μＦである。また、この製品の絶縁抵抗（ＩＲ）の規格値は、１００ＭΩであり、図３ではグラフの縦軸（ｌｏｇＩＲ）の下限の８．０に当たる。
【０００９】
この実施例では、積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗によるスクリーニング前に、図３に示す絶縁抵抗のデータを取得し、絶縁抵抗の平均値やばらつきの統計量をロットごとに求めている。なお、図３では、絶縁抵抗を常用対数で示している。
【００１０】
次に、ロット▲１▼の場合には、しきい値を常用対数で８．２５として、絶縁抵抗によるスクリーニングを行い、しきい値以上のものとしきい値未満のものとに製品を２分割した。また、ロット▲２▼の場合には、しきい値を常用対数で８．１０として、絶縁抵抗によるスクリーニングを行い、同じくしきい値以上のものとしきい値未満のものとに製品を２分割した。なお、ロット▲２▼の場合には、ロット▲２▼のしきい値以上の製品に対して、ロット▲１▼のしきい値以上のものとそうでないものとに２分割した。
【００１１】
さらに、分割されたしきい値より低い製品に対して、再度絶縁抵抗を測定し直して、ロット▲１▼の場合は、８．１０以上８．２５未満のものと、８．００以上８．１０未満のものと、８．００未満のものとに分類し、ロット▲２▼の場合は、８．００以上８．１０未満のものと、８．００未満のものとに分類した。
【００１２】
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【００１３】
【表１】
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【００１４】
上述のように絶縁抵抗によって分類された製品に対して、１２５℃で定格電圧の２倍の電圧を印加する高温負荷試験を実施し、２０００時間のデータを取得した。その結果を表１に示す。表１に示す分数の分母は、上述した絶縁抵抗により分類された製品の数で、高温負荷試験に投入した製品の個数を表す。表１に示す分数の分子は、高温負荷試験の２０００時間までに不良となった製品の数である。
【００１５】
表１から明らかなように、どちらのロットのグループも最初のスクリーニングのしきい値以上の絶縁抵抗であると判断された製品からの不良は発生なかった。
しかし、絶縁抵抗が８．１０以上８．２５未満の製品は、ロット▲１▼の場合に不良が発生しているのに対して、ロット▲２▼の場合には不良が発生していない。絶縁抵抗がこの範囲の製品は、ロット▲２▼の場合にはそのロットの主分布に含まれるのに対して、ロット▲１▼の場合には外れ値であるという違いがある。すなわち、製品の信頼性は、絶対的な絶縁抵抗で決まっているのではないことを示している。
【００１６】
そのため、積層枚数が比較的多い積層セラミックコンデンサを絶縁抵抗で選別する場合、ロット▲１▼のしきい値で全てのロットを選別すると、ロット▲２▼に対しては過剰な選別をしていることになる。逆に、ロット▲２▼のしきい値で選別していると、ロット▲１▼に対しては信頼性に対して不良を良品に混入するという誤りを犯すことになる。
【００１７】
すなわち、積層枚数が比較的多い積層セラミックコンデンサを絶縁抵抗で選別する場合には、選別の対象となるロットの絶縁抵抗に対する統計量を予め求めておいて、その統計量より、妥当と思われるしきい値を計算し、選別に取りかかることにより、誤り率の少ないスクリーニングが可能となる。この妥当なしきい値は、予め求めた統計量より、近似式を作り簡単に求めることができる。また、適切なしきい値は、対象ロットの平均値やばらつきより、正規性などの仮定を入れることにより、理論的に求めることもできる。いずれにしても、予め求めたロットごとの統計量により絶縁抵抗のしきい値をロットごとに個別に変更すれば、不良を良品に混入したりその逆の誤りを最小限に抑えたスクリーニングが可能となる。
【００１８】
したがって、上述の実施例によれば、絶縁抵抗によるスクリーニングにおいて、不良品を良品に混入する誤りを最小限に抑えることが可能となる。また、不良品に良品を混入するという過剰選別も減らすことができるので、歩留りを高く維持したスクリーニングが可能となる。
さらに、上述の実施例によれば、１台の設備で統計量を求め、しきい値を設定しスクリーニングを行うシステムとすることにより、設備間での絶縁抵抗の誤差を排除できるため、上記の誤り率をさらに抑えた安定したスクリーニングが可能となる。
【００１９】
なお、上述の実施例のロットごとのしきい値は例示であって、この発明では、スクリーニングされる積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗の規格値などが変われば、ロットごとのしきい値も他の値に変わることもあり得る。
【００２０】
また、上述の実施例ではしきい値以上のものを良品とし、しきい値未満ものものを不良品として判別するようにしているが、この発明では、しきい値を超えるものを良品とし、しきい値以下ものものを不良品として判別するようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
この発明によれば、積層枚数が比較的多い積層セラミックコンデンサの良品と不良品との判別の誤りが少ない、積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層セラミックコンデンサの良品および不良品について誘電体層の積層枚数と絶縁抵抗との関係の一例を示すグラフである。
【図２】積層枚数が５００枚の積層セラミックコンデンサの良品および不良品についてロット間の絶縁抵抗が変動した場合のロットの平均的な絶縁抵抗としきい値との関係の一例を示すグラフである。
【図３】積層セラミックコンデンサのサンプリングを行った期間中で絶縁抵抗が大きいグループの代表ロット▲１▼と絶縁抵抗が小さいグループの代表ロット▲２▼との絶縁抵抗の分布を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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