(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス電圧に対する耐性を保証する積層コンデンサの良否を選別するスクリニング方法であって、
前記積層コンデンサの破壊電圧と平均故障率との関係を表すワイブル確率紙で示されたパルス破壊電圧の傾きｍとほぼ同様の傾きｍ値をもつ交流耐電圧スクリニング電圧から、所望の平均故障率に対応する交流耐電圧スクリニング電圧における実効電圧値を求めた後、前記積層コンデンサに、前記実効電圧を印加して、パルス電圧の耐性を保証する積層コンデンサの良否を選別すること
を特徴とする積層コンデンサのスクリニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品のスクリニング方法に関し、詳しくは、特に高耐圧が要求される中高圧タイプの積層コンデンサ群から耐圧不良品を選別除去するためのスクリニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、電子機器などの小型化、面実装化などにより、積層コンデンサの小型化、大容量化が進んでいる。そして、このような小型化、大容量化の流れは中高圧コンデンサの分野にも波及しており、従来では単板コンデンサが用いられていた中高圧領域のコンデンサにおいても、積層チップ化が進行している。
【０００３】
ところで、中高圧積層コンデンサの回路用途は、大きく分けると、常時中高圧がかかる回路と、電源回りに入るサージ保護用に高耐圧が必要となる回路の２種類に分けられる。そして、後者に用いられる積層コンデンサに関しては、電源回りでの安全性確保のため、国内においては電気用品取締法により、また、諸外国においては、ＵＬ規格，ＢＳＩ規格などにより、安全規格が定められており、定格電圧とは別に、高い耐パルス試験電圧性能が要求されている。
【０００４】
このような積層コンデンサについては、一般的に、その製造工程における最終特性チェックとして、全数につき、定格電圧に応じてＤＣ、あるいはＡＣ、又はその両方で耐電圧試験を行い、絶縁抵抗不良品を選別、除去するようにしている。
なお、これらの耐圧選別を行う方法としては、ＤＣ電源、あるいはＡＣ電源、又はその両方の電源を用いて、連続処理により選別を行う方法が確立されている。
【０００５】
しかし、パルス電圧による耐圧選別試験は、単純な電源からの電圧印加により連続処理を行うことはできず、例えばＩＥＣ規格「ＩＥＣ３８４−１４」などに規定されているような特別な充放電試験電源回路が必要となるため、連続処理による耐圧選別スクリニングを行うことは非常に困難であった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、特別な充放電試験電源回路を必要とする耐パルス電圧試験を行うことなく、耐パルス電圧試験を行ったのと同等のスクリニングを効率よく行うことが可能な積層コンデンサのスクリニング方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、発明者らは、積層コンデンサについて、ＤＣ電圧、ＡＣ電圧、パルス電圧の各電圧破壊試験を行い、ＡＣ電圧とパルス電圧における積層コンデンサの電圧破壊値が、ワイブル確率紙において同じ傾きを持つことに着目し、さらに実験、検討を行って、パルス電圧破壊試験を、ＡＣ電圧破壊試験で代用することにより、積層コンデンサを効率よくスクリニングすることが可能な本発明（積層コンデンサのスクリニング方法）を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明（請求項１）の積層コンデンサのスクリニング方法は、
パルス電圧に対する耐性を保証する積層コンデンサの良否を選別するスクリニング方法であって、
前記積層コンデンサの破壊電圧と平均故障率との関係を表すワイブル確率紙で示されたパルス破壊電圧の傾きｍとほぼ同様の傾きｍ値をもつ交流耐電圧スクリニング電圧から、所望の平均故障率に対応する交流耐電圧スクリニング電圧における実効電圧値を求めた後、前記積層コンデンサに、前記実効電圧を印加して、パルス電圧の耐性を保証する積層コンデンサの良否を選別すること
を特徴としている。
【０００９】
積層コンデンサの破壊電圧と平均故障率との関係を表すワイブル確率紙で示されたパルス破壊電圧の傾きｍとほぼ同様の傾きｍ値をもつ交流耐電圧スクリニング電圧から、所望の平均故障率に対応する交流耐電圧スクリニング電圧における実効電圧値を求めた後、積層コンデンサに、実効電圧を印加して、パルス電圧の耐性を保証する積層コンデンサの良否を選別することにより、特別な充放電試験電源回路を必要とする耐パルス電圧試験を行うことなく、耐パルス電圧試験を行ったのと同等のスクリニングを行うことが可能になり、所定のパルス電圧に対する耐性を備えた積層コンデンサと備えていない積層コンデンサを効率よく選別することが可能になる。
【００１０】
積層コンデンサは特に多層化、薄層化が進んでおり、耐圧性能も問題になりやすいが、本発明の方法を適用することにより、信頼性の高い積層コンデンサを提供することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００１２】
なお、この実施形態では、図１に示すように、チタン酸バリウム系セラミックを誘電体（Ｂ特性材料）として用いたセラミック素子１中に、セラミック層２を介して内部電極３が積層、配設されており、かつ、所定の内部電極３が、互いに対向する逆側の端面１ａ，１ｂに配設された外部電極４ａ，４ｂに接続された構造を有する積層コンデンサについて、スクリニングを行う場合を例にとって説明する。
【００１３】
［積層コンデンサの条件］
(1)誘電体の誘電率：３０００
(2)内部電極間のセラミック層の厚み：７０μm
(3)容量    ：２２０００ｐＦ
(4)定格電圧：ＤＣ６３０Ｖ
【００１４】
［破壊電圧の測定］
この実施形態では、上記のような条件の積層コンデンサについて、ＤＣ破壊電圧、ＡＣ破壊電圧、及びパルス破壊電圧を測定した。
なお、ＡＣ破壊電圧は、商用周波数（６０Ｈｚ）にて測定した。
また、パルス破壊電圧を測定するためのパルス破壊電圧回路としては、ＩＥＣ規格「ＩＥＣ３８４−１４」に準拠したものを用いた。
【００１５】
そして、破壊電圧の測定結果を、図２に示すように、ワイブル確率紙にプロットした。なお、図２において、横軸は破壊電圧（ｋＶ）、縦軸は平均故障率（Ｆ（ｔ）（％））を示す。
また、図２において、ＡＣ破壊電圧値は、実効電圧値（Ｖｒｍｓ）、パルス破壊電圧値は、パルスの０−ピーク電圧値（Ｖ0-P）である。
【００１６】
図２より、ＤＣ破壊電圧（ＤＣ−ＢＤＶ）は、パルス破壊電圧（パルスＢＤＶ）と異なる傾きを持っているのに対して、ＡＣ破壊電圧（ＡＣ−ＢＤＶ）は、パルス破壊電圧（パルスＢＤＶ）とほぼ同じ傾きを持っていることがわかる。
図２のワイブル確率紙から求めた、傾きｍ値と、平均故障率Ｆ（ｔ）＝６３％における破壊電圧値を表１に示す。
【００１７】
【表１】
0004131776.tif 000002
【００１８】
表１より、このときの傾きｍ値は、ＤＣ破壊電圧（ＤＣ−ＢＤＶ）の傾きｍ値は９．８０、ＡＣ破壊電圧（ＡＣ−ＢＤＶ）の傾きｍ値は４６．４０、パルス破壊電圧（パルスＢＤＶ）の傾きｍ値は４５．９１となっており、ＡＣ破壊電圧とパルス破壊電圧は、ほぼ同じ傾きｍ値を持っていることがわかる。
【００１９】
また、傾きｍ値、平均故障率Ｆ（ｔ）＝６３％における破壊電圧値から求めた、他の平均故障率Ｆ（ｔ）における推定破壊電圧値、ＤＣ破壊電圧／パルス破壊電圧、及びＡＣ破壊電圧／パルス破壊電圧を表２に示す。
【００２０】
【表２】
0004131776.tif 000003
【００２１】
表２より、ＡＣ破壊電圧とパルス破壊電圧の関係は、図２に示すように、傾き（ｍ値）がほとんど同じであるため、いずれの破壊確率においても推定破壊電圧が等倍性を示す（すなわち、ＡＣ破壊電圧／パルス破壊電圧の値がほぼ同一となっている）が、ＤＣ破壊電圧とパルス破壊電圧の関係は、図２に示すように、傾き（ｍ値）が異なるため、等倍性が成立していない（すなわち、ＤＣ破壊電圧／パルス破壊電圧の値が大きくばらついている）ことがわかる。
【００２２】
［スクリニングの実施］
次に、パルス破壊電圧とＡＣ破壊電圧の等倍性を利用した耐圧スクリニングの実施形態について説明する。
【００２３】
同じ条件で製造した積層コンデンサ（試料）を２００００個用意し、１００００個ずつ２つに振り分けて、パルス耐圧２４００Ｖ0-Pと、ＡＣ（６０Ｈｚ）耐圧１５６０Ｖｒｍｓ（＝２４００×０．６５）の条件で、耐圧スクリニングを実施した。
【００２４】
評価数１００００個に対して、スクリニングできた耐圧不良数並びに不良率を表３に示す。なお、耐圧不良は、絶縁抵抗が１桁以上低下したものを対象とした。
【００２５】
【表３】
0004131776.tif 000004
【００２６】
表３より、パルス耐圧２４００Ｖ0-Pと、ＡＣ（６０Ｈｚ）耐圧１５６０Ｖｒｍｓ（＝２４００×０．６５）の耐圧スクリニングにおいて、ほぼ同じスクリニング性が得られており、パルス耐圧スクリニングを、ＡＣ耐圧スクリニングにより代用できることがわかる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、パルス破壊電圧とＡＣ破壊電圧の関係が、
ＡＣ破壊電圧（Ｖｒｍｓ）＝０．６５×パルス破壊電圧（Ｖ0-P）
である場合を例にとって説明したが、一般的には
ＡＣ破壊電圧（Ｖｒｍｓ）＝Ａ×パルス破壊電圧（Ｖ0-P）
となり、この場合の定数Ａは、素子の設計構造、容量、材料、パルス波形などにより変化する。
【００２８】
また、上記実施形態では、周波数６０ＨｚのＡＣ電圧で評価したが、ＡＣ電圧の周波数が異なるとＡは変化する。このため、積層コンデンサに応じてＡを設定することが必要になるが、等倍性に変化はなく、パルス耐圧スクリニングを、ＡＣ耐圧スクリニングにより代用できることに変わりはない。
【００２９】
また、上記実施形態において、積層コンデンサを対象としてスクリニングを行っているが、本発明は、積層コンデンサに限らず、セラミック素子中に、複数の内部電極がセラミック層を介して積層された構造を有するＬＣ複合部品など、種々の積層コンデンサについてスクリニングを行う場合に広く適用することが可能である。
【００３０】
本発明は、さらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
上述のように、本発明（請求項１）の積層コンデンサのスクリニング方法は、積層コンデンサの破壊電圧と平均故障率との関係を表すワイブル確率紙で示されたパルス破壊電圧の傾きｍとほぼ同様の傾きｍ値をもつ交流耐電圧スクリニング電圧から、所望の平均故障率に対応する交流耐電圧スクリニング電圧における実効電圧値を求めた後、積層コンデンサに、実効電圧を印加して、パルス電圧の耐性を保証する積層コンデンサの良否を選別するようにしているので、特別な充放電試験電源回路を必要とする耐パルス電圧試験を行うことなく、耐パルス電圧試験を行ったのと同等のスクリニングを行うことができるようになり、所定のパルス電圧に対する耐性を備えた積層コンデンサと備えていない積層コンデンサを効率よく選別することができる。
【００３２】
積層コンデンサは特に多層化、薄層化が進んでおり、耐圧性能も問題になりやすいが、本発明の方法を適用することにより、効率よく、しかも確実に、信頼性の高い積層コンデンサを提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のスクリニング方法の対象となる積層コンデンサの構成を示す断面図である。
【図２】  本発明の一実施形態にかかる方法で、積層コンデンサの耐圧スクリニングを行った場合の、電圧（破壊電圧値）（ｋＶ）と、平均故障率（Ｆ（ｔ）（％））の関係を示す図である。
【符号の説明】
１            セラミック素子
１ａ，１ｂ    セラミック素子の端面
２            セラミック層
３            内部電極
４ａ，４ｂ    外部電極
【図１】
0004131776.tif 000005
【図２】
0004131776.tif 000006