(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選別されるべき積層セラミックコンデンサに対して、
所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第１の工程と、
次いで、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得るサージ電流が流れるような回路で、充電および放電の少なくとも一方を行なう、第２の工程と、
次いで、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第３の工程とを備え、
第１の工程で測定された絶縁抵抗に対する第３の工程で測定された絶縁抵抗の変化量を評価することによって、積層セラミックコンデンサを選別することを特徴とする、積層セラミックコンデンサの選別方法。
【請求項２】
選別されるべき積層セラミックコンデンサに対して、
所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第１の工程と、
次いで、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得る２０Ａ以上のサージ電流が流れるような回路で、充電を行なう、第２の工程と、
次いで、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第３の工程とを備え、
第１の工程で測定された絶縁抵抗に対する第３の工程で測定された絶縁抵抗の変化量を評価することによって、積層セラミックコンデンサを選別することを特徴とする、積層セラミックコンデンサの選別方法。
【請求項３】
選別されるべき積層セラミックコンデンサに対して、
所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第１の工程と、
次いで、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得る２０Ａ以上のサージ電流が流れるような回路で、放電を行なう、第２の工程と、
次いで、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第３の工程とを備え、
第１の工程で測定された絶縁抵抗に対する第３の工程で測定された絶縁抵抗の変化量を評価することによって、積層セラミックコンデンサを選別することを特徴とする、積層セラミックコンデンサの選別方法。
【請求項４】
前記第１の工程および前記第３の工程において印加される充電電圧は、選別されるべき積層セラミックコンデンサの定格電圧の３倍以上の電圧である、請求項１ないし３のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの選別方法。
【請求項５】
選別されるべき積層セラミックコンデンサに対して、
抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得るサージ電流が流れるような回路で、充電および放電の少なくとも一方を行なう、第１の工程と、
次いで、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第２の工程とを備え、
第２の工程で測定された絶縁抵抗が所定の値未満のものを不良品として除外することを特徴とする、積層セラミックコンデンサの選別方法。
【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選別方法に関するもので、特に、選別工程の能率化および選別結果の信頼性の向上を図るための改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば積層セラミックコンデンサのような積層セラミック電子部品は、その製造工程において、空隙や内部電極とセラミック層との剥がれなどの欠陥が生じるという問題に遭遇することがある。これらの欠陥の大部分は、積層セラミック電子部品の製造工程中において、絶縁抵抗を測定したり、耐圧と呼ばれる定格電圧の３倍以上の電圧を印加することによって絶縁性に劣る欠陥部分を破壊し、その後に絶縁抵抗を測定したりすることによって検出することが可能であり、したがって、このような絶縁抵抗の評価に基づいて、良品となるべき積層セラミック電子部品の選別が可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、積層セラミック電子部品に生じる欠陥が微小になると、上述のような選別方法では、選別できないことがある。そのため、たとえば、軍用、宇宙用、自動車用等のように、特に、長期にわたって高い信頼性が要求される用途にこれら積層セラミック電子部品が向けられるときには、上述したような従来の選別方法による選別結果は不十分であると言わざるを得ない。
【０００４】
なお、より高い精度をもって欠陥を検出できる方法として、超音波探傷装置を使う方法もあるが、この方法によると、測定のための加工時間なども含めて、積層セラミック電子部品１個あたり３０秒以上の時間が必要となって処理スピードが遅いため、製造される積層セラミック電子部品を全数評価することは実際的ではなく、積層セラミック電子部品のスクリーニングすなわち選別には適していない。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、能率的であり、しかも信頼性の高い選別結果を得ることができる、積層セラミック電子部品の選別方法、特に、積層セラミックコンデンサの選別方法を提供しようとすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る積層セラミックコンデンサの選別方法は、選別されるべき積層セラミックコンデンサに対して、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第１の工程と、次いで、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得るサージ電流が流れるような回路で、充電および放電の少なくとも一方を行なう、第２の工程と、次いで、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第３の工程とを備え、第１の工程で測定された絶縁抵抗に対する第３の工程で測定された絶縁抵抗の変化量を評価することによって、積層セラミックコンデンサを選別するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
この発明のより特定的な第１の実施態様では、選別されるべき積層セラミックコンデンサに対して、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第１の工程と、次いで、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得る２０Ａ以上のサージ電流が流れるような回路で、充電を行なう、第２の工程と、次いで、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第３の工程とが実施され、第１の工程で測定された絶縁抵抗に対する第３の工程で測定された絶縁抵抗の変化量を評価することによって、積層セラミックコンデンサを選別することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明のより特定的な第２の実施態様では、選別されるべき積層セラミックコンデンサに対して、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第１の工程と、次いで、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得る２０Ａ以上のサージ電流が流れるような回路で、放電を行なう、第２の工程と、次いで、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第３の工程とが実施され、第１の工程で測定された絶縁抵抗に対する第３の工程で測定された絶縁抵抗の変化量を評価することによって、積層セラミックコンデンサを選別することを特徴としている。
【００１０】
また、上述した第１の工程および第３の工程において印加される充電電圧は、選別されるべき積層セラミックコンデンサの定格電圧の３倍以上の電圧であることが好ましい。
また、この発明では、選別されるべき積層セラミックコンデンサに対して、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得るサージ電流が流れるような回路で、充電および放電の少なくとも一方を行なう、第１の工程と、次いで、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第２の工程とが実施され、第２の工程で測定された絶縁抵抗が所定の値未満のものを不良品として除外するようにしてもよい。
【００１１】
【実施例】
以下に、この発明を特定的な実施例に関連して説明するとともに、この発明の効果を明確にするために実施した比較例についても併せて説明する。
【００１２】
（試料の準備）
通常の方法によって作製された複数の積層セラミックコンデンサ（静電容量: １μＦ）を用意した。これら積層セラミックコンデンサについて、微小欠陥が内在するかどうかを超音波探傷装置を用いて調査し、微小欠陥が内在するものと微小欠陥が内在しないもの（以下、「正常試料」と言う。）に分別した。
【００１３】
次いで、上述の微小欠陥が内在すると評価された積層セラミックコンデンサの各々に対して、日本工業規格で規定する５０ｍＡ以上の電流を流すべく、定格電圧の５倍の電圧を印加した。次いで、印加後の各積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗を測定し、この絶縁抵抗の測定によっては欠陥の有無が判別できないものを選び、これらを評価用の試料（以下、「欠陥内在試料」と言う。）とした。
【００１４】
（実施例１）
上述のようにして準備された複数の欠陥内在試料から５つの欠陥内在試料Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥをランダムに選び出し、また、複数の正常試料から３つの正常試料Ａ、ＢおよびＣをランダムに選び出した。
【００１５】
次いで、これら欠陥内在試料Ａ〜Ｅおよび正常試料Ａ〜Ｃの各々について、定格電圧の５倍の電圧で充電しながら絶縁抵抗（以下、「充電前絶縁抵抗値」と言う。）を測定した。
【００１６】
その後、所定の抵抗を介して、これら欠陥内在試料Ａ〜Ｅおよび正常試料Ａ〜Ｃの各々に係る積層セラミックコンデンサを、一旦、放電した。
【００１７】
次に、図１に示す回路を用いて、欠陥内在試料Ａ〜Ｅおよび正常試料Ａ〜Ｃの各々に係る積層セラミックコンデンサ、すなわち試料コンデンサ６を再び充電し、その後、各試料コンデンサ６に対して、再び、定格電圧の５倍の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗（以下、「充電後絶縁抵抗値」と言う。）を測定した。
【００１８】
より詳細には、まず、
（１）スイッチ１を閉じかつスイッチ２を開いた状態とし、直流電源３を、１００μＦの静電容量を有する積層セラミックコンデンサから構成されるサージ電流供給用コンデンサ４に供給することによって、このサージ電流供給用コンデンサ４を充電した。次いで、
（２）スイッチ１を開きかつスイッチ２を閉じた状態とし、抵抗５を介して、サージ電流供給用コンデンサ４を放電させるとともに、そのサージ電圧を試料コンデンサ６に印加することによって、この試料コンデンサ６を再び充電した。このとき、抵抗５を１０Ωとすることによって、試料コンデンサ６の充電時に流れるサージ電流のピーク電流値が５Ａとなるようにした。その後、
（３）試料コンデンサ６に対して、再び、定格電圧の５倍の電圧で充電を行ないながら充電後絶縁抵抗値（以下、「ピーク電流５Ａ充電後絶縁抵抗値」と言う。）を測定した。
【００１９】
次いで、同じ欠陥内在試料Ａ〜Ｅおよび正常試料Ａ〜Ｃの各々に係る積層セラミックコンデンサについて、上記（２）の工程において、抵抗５を５Ωに変更することによって、試料コンデンサ６の充電時に流れるサージ電流のピーク電流値が１０Ａとなるようにしたことを除いて、上記（１）〜（３）の工程と同様の工程を繰り返し、（３）の工程において、充電後絶縁抵抗値（以下、「ピーク電流１０Ａ充電後絶縁抵抗値」と言う。）を測定した。
【００２０】
次いで、同じ欠陥内在試料Ａ〜Ｅおよび正常試料Ａ〜Ｃの各々に係る積層セラミックコンデンサについて、上記（２）の工程において、抵抗５を２．５Ωに変更することによって、試料コンデンサ６の充電時に流れるサージ電流のピーク電流値が２０Ａとなるようにしたことを除いて、上記（１）〜（３）の工程と同様の工程を繰り返し、（３）の工程において、充電後絶縁抵抗値（以下、「ピーク電流２０Ａ充電後絶縁抵抗値」と言う。）を測定した。
【００２１】
このようにして測定された、欠陥内在試料Ａ〜Ｅおよび正常試料Ａ〜Ｃの各々についての「充電前絶縁抵抗値」、「ピーク電流５Ａ充電後絶縁抵抗値」、「ピーク電流１０Ａ充電後絶縁抵抗値」および「ピーク電流２０Ａ充電後絶縁抵抗値」が、以下の表１に示されている。
【００２２】
【表１】
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表１において、「充電前絶縁抵抗値」と各「充電後絶縁抵抗値」とを比較すればわかるように、欠陥内在試料Ａ〜Ｅにあっては、「ピーク電流２０Ａ充電後絶縁抵抗値」が「充電前絶縁抵抗値」に対して大きな変化量を示している。このことから、超音波探傷装置でしか発見できなかった欠陥は、２０Ａのサージ電流を流して充電を行なうことによって、より顕著に顕在化され得ることがわかる。
【００２３】
他方、正常試料Ａ〜Ｃにあっては、「充電前絶縁抵抗値」と各「充電後絶縁抵抗値」との比較、特に「ピーク電流２０Ａ充電後絶縁抵抗値」との比較からわかるように、たとえ２０Ａのサージ電流を与えて充電を行なった場合でも、充電前後において絶縁抵抗値は実質的に変化していない。
【００２４】
なお、各試料についての「充電前絶縁抵抗値」、「ピーク電流５Ａ充電後絶縁抵抗値」、「ピーク電流１０Ａ充電後絶縁抵抗値」および「ピーク電流２０Ａ充電後絶縁抵抗値」は、この順序で少なくともより小さい値を示すように変化すべきである。しかし、表１に示した測定値では、わずかにより大きい値を示すように変化しているものもあるが、これは単なる測定誤差に基づくものである。
【００２５】
（実施例２）
前述のようにして準備された複数の欠陥内在試料から５つの欠陥内在試料Ｆ、Ｇ、Ｈ、ＩおよびＪをランダムに選び出し、また、複数の正常試料から３つの正常試料Ｄ、ＥおよびＦをランダムに選び出した。
【００２６】
次いで、これら欠陥内在試料Ｆ〜Ｊおよび正常試料Ｄ〜Ｆの各々について、図２に示す回路を用いて、次のような操作を行なった。まず、
（１）スイッチ１１を閉じかつスイッチ１２を開いた状態とし、直流電源１３から、欠陥内在試料Ｆ〜Ｊおよび正常試料Ｄ〜Ｆの各々に係る積層セラミックコンデンサ、すなわち試料コンデンサ１４に対して、定格電圧の５倍の電圧で充電を行ないながら、その絶縁抵抗（以下、「放電前絶縁抵抗値」と言う。）を測定した。次いで、
（２）スイッチ１１を開きかつスイッチ１２を閉じた状態とし、抵抗１５を介して、試料コンデンサ１４を放電させた。このとき、抵抗１５を１０Ωとすることによって、試料コンデンサ１４からの放電時に流れるサージ電流のピーク電流値が５Ａとなるようにした。その後、
（３）再び、スイッチ１１を閉じかつスイッチ１２を開いた状態とし、直流電源１３から、試料コンデンサ１４に対して、定格電圧の５倍の電圧で充電を行ないながら、その絶縁抵抗値（以下、「ピーク電流５Ａ放電後絶縁抵抗値」と言う。）を測定した。
【００２７】
次いで、同じ欠陥内在試料Ｆ〜Ｊおよび正常試料Ｄ〜Ｆの各々に係る積層セラミックコンデンサについて、上記（２）の工程において、抵抗１５を５Ωに変更することによって、試料コンデンサ１４からの放電時に流れるサージ電流のピーク電流値が１０Ａとなるようにしたことを除いて、上記（１）〜（３）の工程と同様の工程を繰り返し、（３）の工程において、絶縁抵抗値（以下、「ピーク電流１０Ａ放電後絶縁抵抗値」と言う。）を測定した。
【００２８】
次いで、同じ欠陥内在試料Ｆ〜Ｊおよび正常試料Ｄ〜Ｆの各々に係る積層セラミックコンデンサについて、上記（２）の工程において、抵抗１５を２．５Ωに変更することによって、試料コンデンサ１４からの放電時に流れるサージ電流のピーク電流値が２０Ａとなるようにしたことを除いて、上記（１）〜（３）の工程と同様の工程を繰り返し、（３）の工程において、絶縁抵抗値（以下、「ピーク電流２０Ａ放電後絶縁抵抗値」と言う。）を測定した。
【００２９】
このようにして測定された、欠陥内在試料Ｆ〜Ｊおよび正常試料Ｄ〜Ｆの各々についての「放電前絶縁抵抗値」、「ピーク電流５Ａ放電後絶縁抵抗値」、「ピーク電流１０Ａ放電後絶縁抵抗値」および「ピーク電流２０Ａ放電後絶縁抵抗値」が、以下の表２に示されている。
【００３０】
【表２】
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表２において、「放電前絶縁抵抗値」と各「放電後絶縁抵抗値」とを比較すればわかるように、欠陥内在試料Ｆ〜Ｊにあっては、「ピーク電流２０Ａ放電後絶縁抵抗値」が「放電前絶縁抵抗値」に対して大きな変化量を示している。このことから、超音波探傷装置でしか発見できなかった欠陥は、２０Ａのサージ電流が流れるように放電を行なうことによって、より顕著に顕在化され得ることがわかる。
【００３１】
他方、正常試料Ｄ〜Ｆにあっては、「放電前絶縁抵抗値」と各「放電後絶縁抵抗値」との比較、特に「ピーク電流２０Ａ放電後絶縁抵抗値」との比較からわかるように、たとえ２０Ａのサージ電流が流れるように放電を行なった場合でも、放電前後において絶縁抵抗値は実質的に変化していない。
【００３２】
なお、前述した実施例１の場合と同様、各試料についての「放電前絶縁抵抗値」、「ピーク電流５Ａ放電後絶縁抵抗値」、「ピーク電流１０Ａ放電後絶縁抵抗値」および「ピーク電流２０Ａ放電後絶縁抵抗値」は、この順序で少なくともより小さい値を示すように変化すべきである。しかし、表２に示した測定値では、わずかにより大きい値を示すように変化しているものもあるが、これは単なる測定誤差に基づくものである。
【００３３】
（信頼性の評価）
以上の実施例１および２による選別方法の信頼性を確認するため、次のような評価試験を行なった。
【００３４】
通常の方法によって作製された積層セラミックコンデンサを３１５００個用意し、これらを１０５００個ずつ３つのグループに分けた。
【００３５】
次いで、第１グループの１０５００個を上述の実施例１に基づき選別し、第２グループの１０５００個を上述の実施例２に基づき選別し、第３グループの１０５００個を従来の絶縁抵抗測定のみの方法によって選別した。
【００３６】
なお、前述した実施例１では、「ピーク電流５Ａ充電後絶縁抵抗値」、「ピーク電流１０Ａ充電後絶縁抵抗値」および「ピーク電流２０Ａ充電後絶縁抵抗値」を同じ試料について順次測定したが、この評価試験においては、「充電後絶縁抵抗値」に関しては、「ピーク電流２０Ａ充電後絶縁抵抗値」のみを測定した。
【００３７】
また、前述した実施例２では、「ピーク電流５Ａ放電後絶縁抵抗値」、「ピーク電流１０Ａ放電後絶縁抵抗値」および「ピーク電流２０Ａ放電後絶縁抵抗値」を同じ試料について順次測定したが、この評価試験では、「放電後絶縁抵抗値」に関しては、「ピーク電流２０Ａ放電後絶縁抵抗値」のみを測定した。
【００３８】
また、従来の絶縁抵抗測定のみの方法においては、各試料に係る積層セラミックコンデンサの定格電圧の５倍の電圧を印加しながら絶縁抵抗の測定を行なった。
【００３９】
また、上述した３種類の選別方法において、第１グループでは「ピーク電流２０Ａ充電後絶縁抵抗値」、第２グループでは「ピーク電流２０Ａ放電後絶縁抵抗値」、および第３グループでは定格電圧の５倍の電圧印加時の絶縁抵抗値が、それぞれ、１．０×１０9 Ω未満を示したものを不良品として除外した。
【００４０】
次いで、上述した各選別方法による選別操作の結果として残された良品から、各グループについて１００００個ずつ取り出し、これら良品と判定された各試料について、超音波探傷装置による欠陥の有無の調査を行なうとともに、高温負荷試験（１２５℃−２ＷＶ、２０００時間）による絶縁抵抗の劣化の有無の調査を行なうことによって、各選別方法による選別結果の信頼性を評価した。以下の表３には、実施例１に基づく選別方法によって良品とされた１００００個の試料と実施例２に基づく選別方法によって良品とされた１００００個の試料と従来の絶縁抵抗測定のみの選別方法によって良品とされた１００００個の試料とのそれぞれについて、超音波探傷によって不良が判明した試料の個数、および高温負荷試験によって不良が判明した試料の個数が示されている。
【００４１】
【表３】
0003807649.tif 000004
表３からわかるように、実施例１および２に基づく各選別方法によって良品と判定された試料は、すべて、超音波探傷によっても、高温負荷試験によっても、なおも良品と判定され、実施例１および２に基づく各選別方法による選別結果は高い信頼性を有していることを確認できる。
【００４２】
これらに対して、従来の選別方法の場合には、この選別方法によって良品と判定されたにも関わらず、超音波探傷または高温負荷試験によって新たに不良が判明した試料がいくつかあり、選別結果の信頼性が劣ることがわかる。
【００４３】
以上、この発明を特定的な実施例に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他の変形例が種々可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、選別されるべき積層セラミックコンデンサに対して、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第１の工程と、次いで、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得るサージ電流が流れるような回路で、充電および放電の少なくとも一方を行なう、第２の工程と、次いで、所定の電圧で充電を行ないながら絶縁抵抗を測定する、第３の工程とを備えているので、第２の工程において内在する欠陥を顕在化することが可能となり、第１の工程で測定された絶縁抵抗に対する第３の工程で測定された絶縁抵抗の変化量を評価することによって、信頼性の高い選別結果を能率的に得ることができる。
【００４６】
この発明のより特定的な第１の実施態様では、上述の第２の工程は、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得る２０Ａ以上のサージ電流が流れるような回路で、積層セラミックコンデンサの充電を行なうように実施され、また、この発明の第２の実施態様では、上述した第２の工程は、抵抗を介在させることにより欠陥を顕在化させ得る２０Ａ以上のサージ電流が流れるような回路で、積層セラミックコンデンサの放電を行なうように実施されるので、欠陥をより確実に顕在化させることが可能になり、選別の信頼性をより高めることができる。
【００４７】
また、上述した第１の工程および第３の工程において、選別されるべき積層セラミックコンデンサの定格電圧の３倍以上の充電電圧を印加するようにすれば、充電または放電の前後における絶縁抵抗の測定の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１において試料コンデンサ６を充電するために用いた回路を示す図である。
【図２】この発明の実施例２において試料コンデンサ１４に対して充電、放電および充電を順次行なうために用いた回路を示す図である。
【符号の説明】
１，２，１１，１２  スイッチ
３，１３  直流電源
４  サージ電流供給用コンデンサ
５，１５  抵抗
６，１４  試料コンデンサ
【図１】
0003807649.tif 000005
【図２】
0003807649.tif 000006