KR20030032874A - Method for determining pass or failure of capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 커패시터, 특히, 고유전율 자기를 사용한 대용량 세라믹 커패시터에 대하여 가장 적합하게 실시할 수 있는 양부 판정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of determining whether or not a capacitor, particularly a large-capacity ceramic capacitor using a high dielectric constant magnet, can be most suitably carried out.
커패시터에 있어서는, 직류 전압의 인가에 의해 충전이 진행되고 있는 동안은 큰 충전시 전류가 흐른다. 이상적인 커패시터에서는, 충전이 완료되면 전류는 전혀 흐르지 않게 된다. 그러나, 현실의 커패시터에서는, 충전이 완료되더라도 전류가 계속 흐른다. 이는, 현실의 커패시터의 절연 저항이 유한값이기 때문에 발생하는 현상이다. 이와 같은 현상은 *절연 저항을 흐르는 전류에 의해 열이 발생한다는, *전력의 헛된 소비가 된다는 등의 이유에서 바람직하지 않을 뿐만 아니라, 절연 저항이 낮은 커패시터에 있어서는, 장래적으로 보아 단락(短絡) 등의 고장을 일으키기 쉬워진다는 등, 계속 사용할 때에 있어서 위험성을 수반하는 것조차 있다.In a capacitor, while charging is in progress by application of a DC voltage, a large current flows during charging. In an ideal capacitor, no current flows at all when charging is complete. However, in real capacitors, current continues to flow even when charging is completed. This is a phenomenon that occurs because the insulation resistance of the actual capacitor is a finite value. Such a phenomenon is not preferable because of the fact that heat is generated by current flowing through the insulation resistance, which leads to wasteful consumption of electric power, and in the case of a capacitor having a low insulation resistance, a short circuit is expected in the future. There is even a risk associated with the continuous use, such as failure of the back and the like.
이상의 관점에 기초하여 세라믹 커패시터의 양부를 판정하는 방법으로서, 절연 저항 시험이 있다. 이 시험은 다음과 같이 실시된다.As a method of determining the quality of a ceramic capacitor based on the above viewpoint, there exists an insulation resistance test. This test is carried out as follows.
제조한 커패시터에 대하여, 소정의 충전기간, 직류 전압을 인가함으로써 충전한다. 충전 완료 후, 또한 전압 인가를 유지한 상태에서 커패시터의 누설 전류 성분을 측정한다. 그리고, 인가 전압 E(V), 누설 전류 성분 I(A)으로부터, 절연 저항 R(Ω)=E/I를 구한다.The manufactured capacitor is charged by applying a DC voltage between predetermined chargers. After charging is completed, the leakage current component of the capacitor is also measured while maintaining voltage application. Then, the insulation resistance R (Ω) = E / I is obtained from the applied voltage E (V) and the leakage current component I (A).
그리고, 산출한 절연 저항 R(Ω)을 소정의 문턱값과 비교하여, 절연 저항쪽이 높은 경우에 그 커패시터를 양품으로 판정하고, 낮은 경우에 불량품으로 판정한다. 상기 문턱값은 커패시터의 종류마다 JIS 규격 등에 의해 미리 규정되어 있다.Then, the calculated insulation resistance R (Ω) is compared with a predetermined threshold, and when the insulation resistance is higher, the capacitor is judged as good quality, and when it is low, it is judged as defective product. The threshold is defined in advance by the JIS standard or the like for each type of capacitor.
최근의 적층 커패시터의 대용량화에 따라, 커패시터의 충전 시간이 장시간화되고 있다. 그 때문에, 커패시터에 직류 전압을 인가하고나서 실제로 절연 저항을 측정 가능하게 될때까지에 긴 시간을 필요로 하여, 결과적으로 단위 시간당 검사할 수 있는 커패시터의 수가 적었다.With the recent increase in the capacity of multilayer capacitors, the charging time of the capacitors is prolonged. Therefore, a long time is required from applying a DC voltage to the capacitor until the insulation resistance can be measured. As a result, the number of capacitors that can be inspected per unit time is small.
이에 반하여 JIS 규격 등에 있어서는, 단위 시간당의 검사수의 감소를 억제하기 위하여 다음과 같은 처리를 인정하고 있다. 충전용 직류 전압을 인가한 후 60초 경과한 시점에 있어서의 충전시 전류를 측정하고, 측정 전류값에 기초하여 상술한 절연 저항 R(Ω)을 예측하는 것을 JIS 규격 등은 허가하고 있다.On the other hand, in the JIS standard etc., the following processes are recognized in order to suppress the decrease of the number of inspections per unit time. The JIS standard and the like permit the measurement of the charging current at the time when 60 seconds have elapsed after the application of the charging DC voltage and the prediction of the above-described insulation resistance R (Ω) based on the measured current value.
그러나, 이와 같은 처리를 행한다 하더라도, 1개의 커패시터의 검사 시간에60초라는 제조 라인상에 있어서는 장시간이라고 하지 않을 수 없는 시간을 필요로 하며, 이 것이 커패시터의 제조 시간의 단축이나 제조 비용의 삭감을 행하는데 애로가 되고 있었다.However, even if such a process is performed, it requires a long time on the production line of 60 seconds for the inspection time of one capacitor, which shortens the manufacturing time of the capacitor and reduces the manufacturing cost. I was having a hard time doing it.
따라서, 본 발명의 주된 목적은 검사 시간의 단축화를 도모함으로써, 제조 시간의 단축 및 제조 비용의 삭감을 행할 수 있는 커패시터의 양부 판정 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, a main object of the present invention is to provide a method for determining whether the capacitor is capable of shortening the manufacturing time and reducing the manufacturing cost by reducing the inspection time.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 커패시터의 충전 특성의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a graph which shows the time change of the charging characteristic of the capacitor in Embodiment 1 of this invention.
도 2는 인가 전압(V)과 전류 상승률(RI)의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing an example of the relationship between the applied voltage V and the current rising rate RI.
도 3은 가상 문턱값 커패시터에 정격 전압(Vstd)을 인가한 상태에서의 충전 특성의 시뮬레이션 결과와, 가상 문턱값 커패시터에 대하여 인가 전압(Va)을 인가한 상태에서의 충전 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.3 is a simulation result of the charging characteristic in a state in which a rated voltage V std is applied to a virtual threshold capacitor, and a simulation result of the charging characteristic in a state in which an applied voltage V a is applied to a virtual threshold capacitor. A graph representing.
도 4는 실시형태 2에 있어서의 가상 양품 커패시터 및 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성의 일례를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing an example of charging characteristics of the virtual good capacitors and the virtual threshold capacitors according to the second embodiment.
도 5는 본 발명의 양부 판정 방법을 실현한 양부 판정 장치의 구성을 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the structure of the quality determination apparatus which implemented the quality determination method of this invention.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
iall: 전류icap: 전류 성분i all : Current i cap : Current component
iline: 전류 성분 ileak: 누설 전류 성분i line : current component i leak : leakage current component
tcap: 제 1 시간 영역tline: 제 2 시간 영역t cap : first time domain t line : second time domain
tleak: 제 3 시간 영역V : 인가 전압t leak : 3rd time zone V: applied voltage
RI : 전류 상승률Vstd: 정격 전압RI: Current Rising Rate V std : Rated Voltage
Vmax: 실질적인 최대 인가 가능 전압V max : Actual maximum applicable voltage
Astd, Aa: 제 2-제 3 시간 영역 변환점A std , A a : second to third time domain transform points
S : 문턱값S: threshold
상술한 목적을 달성하기 위해서는, 본 발명의 커패시터의 양부 판정 방법은 다음의 구성을 갖고 있다.In order to achieve the above object, the method of determining whether the capacitor of the present invention has the following configuration.
본 발명은 충전시의 커패시터에 발생하는 전기 특성을 시간 경과에 따른 특성 변화가 서로 다른 복수의 특성 성분으로 분리한 후에, 각 특성 성분의 시간 변화를 나타내는 근사식(近似式;approximate expression)을 작성하는 근사식 작성 스텝과; 커패시터의 양부 판정의 기준이 되는 판정 기준 특성 성분을 상기 복수의 특성 성분으로부터 추출하고, 그 판정 기준 특성 성분의 양부 판정 조건을 상기 근사식에 기초하여 설정하는 양부 판정 조건 설정 스텝과; 측정에 의해 얻은 판정 대상 커패시터의 충전시 전기 특성중에 포함되는 판정 기준 특성 성분을 상기 양부 판정 조건에 조합함으로써, 판정 대상 커패시터의 양부를 판정하는 판정 스텝;을 포함하고 있다.According to the present invention, after separating the electrical characteristics generated in the capacitor during charging into a plurality of characteristic components having different characteristic changes over time, an approximate expression representing the time variation of each characteristic component is prepared. An approximate expression creating step; A determination and determination condition setting step of extracting a determination reference characteristic component which is a criterion for the determination of the acceptance of the capacitor from the plurality of characteristic components and setting the acceptance determination condition of the determination reference characteristic component based on the approximation equation; And a judging step of judging the quality of the judgment target capacitor by combining the judgment reference characteristic component included in the electrical characteristics during charging of the judgment subject capacitor obtained by the measurement with the above judgment conditions.
이와 같은 구성을 갖음으로써, 다음과 같은 작용을 갖는다. 즉, 미리, 양부 판정에 사용하는 전기 특성의 시간 변화를 고정밀도로 예측할 수 있으며, 이에 따라, 커패시터의 양부 판정에 있어서 최적이며 또한 최속의 조건을 구할 수 있게 된다.By having such a structure, it has the following effects. That is, the time change of the electrical characteristics used for the acceptance determination can be predicted with high accuracy in advance, whereby the optimum and the fastest conditions can be obtained in the acceptance determination of the capacitor.
또한, 본 발명과 같이, 상기 전기 특성으로서 전류를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, as in the present invention, it is preferable to use a current as the electrical characteristics.
또한, 본 발명과 같이, 상기 양부 판정 조건 설정 스텝은 상기 판정 기준 특성 성분의 판정 문턱값(threshold value)을 상기 양부 판정 조건으로서 설정하는 스텝이고, 상기 판정 스텝은 상기 판정 대상 커패시터의 측정에 의해 얻어지는 상기 전기 특성으로부터 추출하는 판정 기준 특성 성분과 상기 판정 문턱값의 비교에 기초하여, 판정 대상 커패시터의 양부를 판정하는 스텝인 것이 바람직하다.In addition, as in the present invention, the pass / fail condition setting step is a step of setting a decision threshold value of the judging reference characteristic component as the pass / fail decision condition, wherein the judging step is determined by the measurement of the judgment target capacitor. It is preferable that it is a step of determining the quality of a judgment target capacitor based on the comparison of the determination reference characteristic component extracted from the said electrical characteristic obtained and the said determination threshold value.
또한, 본 발명과 같이, 상기 근사식 작성 스텝은 충전시의 커패시터에 발생하는 충전시 전류를, 시간 경과에 따른 전류 변화가 서로 다르며, 또한 그 하나로서 커패시터의 누설 전류 성분을 포함하는 복수의 전류 성분으로 분리한 후에, 각 전류 성분의 시간 변화를 나타내는 근사식을 작성하는 스텝이고, 상기 양부 판정 조건 설정 스텝은 상기 판정 기준 특성 성분으로서 상기 누설 전류 성분을 추출한 후에, 상기 누설 전류 성분의 상기 판정 문턱값을 상기 근사식에 기초하여 설정하는 스텝이며, 상기 판정 스텝은 측정에 의해 얻은 판정 대상 커패시터의 충전시 전류중에 포함되는 누설 전류 성분과 상기 판정 문턱값의 비교에 기초하여, 판정 대상 커패시터의 양부를 판정하는 스텝인 것이 바람직하다. 이는, 커패시터의 양부 판정 기준으로서, 누설 전류 성분이 적합하기 때문이다.In addition, as in the present invention, the above approximation formulating step includes a plurality of currents in which charging current generated in the capacitor during charging is different from each other in current change over time, and also including leakage current components of the capacitor as one of them. After separating into components, an approximation equation indicating a time change of each current component is created, and the acceptance judgment condition setting step is performed after extracting the leakage current component as the determination reference characteristic component, and then determining the leakage current component. A threshold value is set based on the above approximation equation, and the determination step is based on a comparison of the leakage current component included in the current during charging of the capacitor to be determined obtained by the measurement with the judgment threshold value. It is preferable that it is a step of determining pass or fail. This is because the leakage current component is suitable as a criterion for determining whether the capacitor is good or bad.
또한, 본 발명과 같이, 상기 근사식 작성 스텝은 충전시의 커패시터에 발생하는 충전시 전류를, 시간 경과에 따른 전류 변화가 서로 다르며, 또한 그 하나로서 커패시터의 누설 전류 성분을 포함하는 복수의 전류 성분으로 분리한 후에, 각 전류 성분의 시간 변화를 나타내는 근사식을 작성하는 스텝이고, 상기 양부 판정 조건 설정 스텝은 상기 판정 기준 특성 성분으로서, 커패시터의 제품 양부에 기인하여 발생하는 상기 누설 전류 성분의 변동의 영향을 받아 그 값이 변화하는 충전 전류를 추정한 후에, 이 충전 전류의 추정값의 상기 판정 문턱값을 상기 근사식에 기초하여 설정하는 스텝이며, 상기 판정 스텝은 측정에 의해 얻은 판정 대상 커패시터의 충전 전류와 상기 판정 문턱값의 비교에 기초하여, 판정 대상 커패시터의 양부를 판정하는 스텝인 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 누설 전류 시간에 기초하는 판정에 필요로 하는 시간보다도, 판정에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다.In addition, as in the present invention, the above approximation formulating step includes a plurality of currents in which charging current generated in the capacitor during charging is different from each other in current change over time, and also including leakage current components of the capacitor as one of them. After separating into components, an approximation equation indicating a time change of each current component is generated, and the acceptance determination condition setting step is the determination reference characteristic component, which is a component of the leakage current component generated due to the product quality of the capacitor. After estimating the charging current whose value changes under the influence of the variation, the step of setting the determination threshold of the estimated value of the charging current based on the approximation equation, wherein the determination step is a determination target capacitor obtained by measurement Is a step of determining whether or not the determination target capacitor is based on a comparison of the charging current of It is preferred. By doing so, the time required for the determination can be made shorter than the time required for the determination based on the leakage current time.
또한, 본 발명과 같이, 상기 근사식 작성 스텝은 양부 판정 시간을 가급적으로 단축할 수 있는 조건에 있어서의 상기 근사식을 작성하는 스텝이고, 상기 양부 판정 조건 설정 스텝은 양부 판정 시간을 가급적으로 단축할 수 있는 조건에 있어서의 상기 판정 기준 특성 성분의 양부 판정 조건을 설정하는 스텝이며, 상기 판정 스텝은 양부 판정 시간을 가급적으로 단축할 수 있는 조건에 있어서 측정 대상 커패시터의 전기 특성을 측정하는 스텝인 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 또한 판정에 필요로 하는 시간을 더욱 짧게 할 수 있다.In addition, as in the present invention, the approximation formula creation step is a step of preparing the approximation expression in a condition that can shorten the acceptance determination time as much as possible, and the acceptance determination condition setting step is as short as possible. The step of setting the acceptance judgment conditions of the determination reference characteristic component under the conditions that can be performed, and the determination step is a step of measuring the electrical characteristics of the capacitor to be measured under conditions that can shorten the acceptance determination time as much as possible. It is preferable. By doing so, the time required for determination can be further shortened.
또한, 본 발명과 같이, 상기 근사식 작성 스텝은 측정 대상 커패시터에 인가 가능한 실질적인 최대 전압을 인가한 상태에 있어서의 상기 근사식을 작성하는 스텝이고, 상기 양부 판정 조건 설정 스텝은 측정 대상 커패시터에 상기 실질적인 최대 전압을 인가한 상태에 있어서의 상기 판정 기준 특성 성분의 양부 판정 조건을 설정하는 스텝이며, 상기 판정 스텝은 측정 대상 커패시터에 상기 실질적인 최대 전압을 인가한 상태에서 그 전기 특성을 측정하는 스텝인 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 다음과 같은 작용을 발휘할 수 있다. 즉, 실질적인 최대 전압을 인가한 상태에 있어서는, 충전에 필요로 하는 시간이 실질적으로 최단이 된다. 본 발명에서는, 그 상태에 있어서의 판정 기준 특성 성분의 양부 판정 조건을 설정함으로써, 양부 판정에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다.In addition, as in the present invention, the approximation equation creating step is a step of preparing the approximation equation in a state in which a substantial maximum voltage that can be applied to the measurement target capacitor is applied. A step of setting the condition for determining the quality of the determination reference characteristic component in a state where a substantial maximum voltage is applied, wherein the determination step is a step of measuring the electrical characteristic in a state where the substantial maximum voltage is applied to a capacitor to be measured. It is preferable. By doing so, the following effects can be obtained. In other words, in the state where the substantial maximum voltage is applied, the time required for charging becomes substantially shortest. In the present invention, the time required for the acceptance determination can be shortened by setting the acceptance determination conditions of the determination reference characteristic component in the state.
<발명의 실시형태>Embodiment of the Invention
(실시형태 1)(Embodiment 1)
우선, 본 실시형태에 있어서 착안한 커패시터의 충전 특성에 대하여 설명한다. 충전 특성이란, 전압을 인가함으로써 커패시터에 흐르는 전류량의 시간 변화를 나타내며, 이하, 이 시간 변화를 측정하는 것을 충전 특성의 측정이라고 한다.First, the charging characteristic of the capacitor focused on this embodiment is demonstrated. The charging characteristic indicates a time change in the amount of current flowing through the capacitor by applying a voltage. Hereinafter, the measurement of this time change is referred to as measurement of the charging characteristic.
본원 발명자는 커패시터의 충전 과정의 상세한 검토에 기초하여, 커패시터를 충전할 때에 흐르는 전류(이하, 충전시 전류라고 한다)(iall)가 전류 성분(icap), 전류 성분(iline) 및 누설 전류 성분(ileak)이라는 복수의 전류 성분의 조합에 의해 구성되어 있는 것을 발견함과 동시에, 충전시 전류(iall)가 다음의 (1)식에 의해 구해지는 것을 발견하였다.Based on the detailed examination of the charging process of the capacitor, the inventors of the present invention show that the current flowing when charging the capacitor (hereinafter referred to as current at charging) (i all ) is the current component (i cap ), current component (i line ), and leakage. At the same time, it was found that the current component i leak was constituted by a combination of a plurality of current components, i leak , and at the time of charging, the current i all was found by the following equation (1).
iall=icap+iline+ileak…(1)i all = i cap + i line + i leak ... (One)
또한, 전류 성분(icap)은 진용량(眞容量) 성분에 기초하여 커패시터에 흐르는 전류 성분이고, 전류 성분(iline)은 커패시터를 구성하는 유전체에 대하여 충전될 때에 흐르는 전류 성분이며, 누설 전류 성분(ileak)은 커패시터의 구조상의 문제 등에 의해 발생하는 누설 전류 성분이다.In addition, the current component i cap is a current component flowing in the capacitor based on the true capacitance component, and the current component i line is a current component flowing when charged with respect to the dielectric constituting the capacitor, and a leakage current. The component (i leak ) is a leakage current component generated due to a structural problem of the capacitor.
또한, 전류 성분(icap, iline및 ileak)은 다음의 (2)∼(4)식에 나타내는 근사식에 의해 구해지는 것도 발견하였다.In addition, it has also been found that the current components i cap , i line and i leak are obtained by an approximation equation shown in the following equations (2) to (4).
icap=ae-bt…(2)i cap = ae -bt . (2)
iline=ct-f…(3)i line = ct- f . (3)
ileak=g…(4)i leak = g. (4)
t : 전류 인가 개시후의 경과 시간t: elapsed time after the start of current application
e : 자연대수의 밑수(≒2.71828)e: base of natural logarithm (≒ 2.71828)
a, b, c, f, g : 각 커패시터의 제특성에 의해 결정되는 정수a, b, c, f, g: integers determined by the characteristics of each capacitor
정수 a, b, c, f, g는 다수의 샘플(커패시터)의 충전 특성을 10ms이하의 짧은 시간 간격으로 측정한 후에, 그 데이터를, 최적화법 등을 사용하여 컴퓨터로 반복하여 연산함으로써 산정할 수 있다.The constants a, b, c, f and g can be calculated by measuring the charging characteristics of a large number of samples (capacitors) at short time intervals of 10 ms or less, and then calculating the data repeatedly by computer using an optimization method or the like. Can be.
본 실시형태에서는 이와 같은 착안점에 기초하여, 우선, 측정 대상 커패시터의 충전 특성에 대하여, 그 충전 특성을 구성하는 각 전류 성분(icap, iline, ileak)의근사식을 작성한다.In the present embodiment, first, an approximation equation of each current component (i cap , i line , i leak ) constituting the charging characteristic is created for the charging characteristic of the capacitor to be measured.
각 전류 성분(icap, iline, ileak)의 근사식을 작성한 충전시 전류(iall)의 시간 변화를 구상화한 그래프를 도 1에 나타낸다. 도 1은 일정한 온도 환경(예를 들면, 실온)중에 있어서 일정 전압(예를 들면, 16V)을 인가한 커패시터의 충전 특성(충전 시 전류(iall)의 시간 변화)을 나타내고 있으며, 도면중, 횡축은 시간(대수(對數)값)(t)을 나타내고, 종축은 전류(대수값)를 나타내고 있다.FIG. 1 shows a graph in which the time change of the current i all during charging, which prepares an approximation formula for each current component i cap , i line , and i leak , is plotted. FIG. 1 shows the charging characteristics (time change of the current i all at the time of charging) of a capacitor to which a constant voltage (for example, 16 V) is applied in a constant temperature environment (for example, room temperature). The horizontal axis represents time (log value) t, and the vertical axis represents current (log value).
도 1에 나타내는 바와 같이, 커패시터의 충전 특성에 있어서는, 제 1 시간 영역(tcap)과, 제 2 시간 영역(tilne)과, 제 3 시간 영역(tleak)이 존재한다. 이들 시간 영역에 있어서는, 제 1 시간 영역(tcap)이 시간적으로 가장 빠르고, 이어서, 제 2 시간 영역(tline)이 잇따르며, 마지막으로 제 3 시간 영역(tleak)이 잇따르는 위치 관계로 되어 있다.As shown in FIG. 1, in the charging characteristic of the capacitor, the first time region t cap , the second time region t ilne , and the third time region t leak exist. In these time domains, the first time domain t cap is the fastest in time, followed by a second time domain t line , and finally a third time domain t leak . have.
제 1 시간 영역(tcap)은 전류 성분(icap)이 다른 전류 성분과 비교하여 가장 많이 출현하는 시간 영역으로, 이 시간 영역(tcap)에 있어서의 충전시 전류(iall)(대수)는 시간(대수)의 경과에 따른 전류 성분(icap)의 양적 변화(상술한 (2)식 참조)에 따라 실질적으로 방물선을 그리며 감소한다.The first time region t cap is a time region in which the current component i cap appears most frequently in comparison with other current components, and the current i all during charging in this time region t cap (log) Decreases substantially in a line with the quantitative change of the current component (i cap ) over time (logarithm) (see equation (2) above).
제 2 시간 영역(tline)은 전류 성분(icap)이 가급적으로 제로(zero)로 구속되며, 대신해서 전류 성분(iline)이 다른 전류 성분과 비교하여 가장 많이 출현하는 시간 영역으로, 이 시간 영역(tline)에 있어서의 충전시 전류(iall)(대수)는 시간(대수)의 경과에 따른 전류 성분(iline)의 양적 변화(상술한 (3)식 참조)에 따라 실질적으로 직선적으로 감소한다.The second time domain (t line ) is a time domain in which the current component (i cap ) is constrained to zero as much as possible, and instead, the current component (i line ) appears most frequently in comparison with other current components. The current i all (log) during charging in the time domain t line is substantially changed according to the quantitative change of the current component (i line ) with the passage of time (log) (see equation (3) above). Decreases linearly.
제 3 시간 영역(tleak)은 전류 성분(iline)이 가급적으로 제로로 구속되며, 대신해서 누설 전류 성분(ileak)이 다른 전류 성분과 비교하여 가장 많이 출현하는 시간 영역으로, 이 시간 영역(tleak)에 있어서의 충전시 전류(iall)(대수)는 시간의 경과에 관계없이 그 커패시터 특유의 누설 전류 성분(ileak)이 흐르기(상술한 (4)식 참조) 때문에, 전류값은 항시 실질적으로 일정하게 된다.The third time region (t leak ) is a time region in which the current component (i line ) is constrained to zero as much as possible, and instead, the leakage current component (i leak ) appears most frequently in comparison with other current components. The current i all at the time of charging (t leak ) (log) is the current value because the leakage current component (i leak ) peculiar to the capacitor flows regardless of the passage of time (see (4) above). Is always substantially constant.
여기에서, 누설 전류 성분(ileak)은 상술한 바와 같이, 충전시에 발생하는 전류 성분(icap)이나 전류 성분(iline)이 가급적으로 제로로 구속된 후의 시간 영역인 제 3 시간 영역(tleak)이 되어서야 비로소 전류의 주성분을 구성한다. 그 때문에, 종래의 양부 판정 방법에서는, 제 3 시간 영역(tleak)이 되는 것을 기다려 전류를 계측함으로써 누설 전류 성분(ileak)을 측정하고 있어, 그 때문에, 판정 기준 특성 성분인 누설 전류 성분(ileak)의 측정(절연 저항의 산정)에 비교적 긴 시간을 필요로 하고 있었다.Here, the leak current component (i leak ) is, as described above, the third time region (i.e., the time domain after the current component (i cap ) or the current component (i line ) generated during charging is preferably constrained to zero. t leak ) to form the main component of the current. Therefore, in the conventional pass / fail determination method, the leakage current component (i leak ) is measured by waiting for the third time area (t leak ) to be measured and, therefore, the leakage current component (which is a determination reference characteristic component) i leak ) measurement (calculation of insulation resistance) required a relatively long time.
이와 같은 충전 특성을 갖는 커패시터에 있어서, 본원 발명자는 상술한 (1)∼(4)의 식을 상세히 검토함으로써, 커패시터의 충전 특성에는 다음에 설명하는 제 1 및 제 2 특징이 존재하는 것을 발견하였다.In the capacitor having such a charging characteristic, the inventor of the present invention examined the formulas (1) to (4) described above in detail, and found that the first and second characteristics described below exist in the charging characteristic of the capacitor. .
우선, 제 1 특징을 설명한다. 인가 전압(V)을 동일하게 한다는 조건에서 가상 양품 커패시터 및 가상 불량품 커패시터의 충전 특성을 상기 (1)∼(4)의 식에 기초하여 시뮬레이션하는 경우에는, 양자(양품/불량품)의 충전 특성 사이에는 누설 전류 성분(ileak)의 값에 차이가 발생하지만, 전류 성분(icap)이나 전류 성분(iline)의 값에 차이는 발생하지 않는다.First, the first feature will be described. In the case where the charging characteristics of the virtual good capacitor and the virtual defective capacitor are simulated based on the equations (1) to (4) under the condition that the applied voltage (V) is the same, between the charging properties of both (good / bad) The difference occurs in the value of the leakage current component (i leak ), but does not occur in the value of the current component (i cap ) or the current component (i line ).
이와 같은 제 1 특징에 기초하여 커패시터의 충전 특성을 검토해 보면, 다음과 같은 것을 알 수 있다. 양부 판정의 문턱값이 되는 누설 전류 성분(ileak)의 값이 정해지면, 임의의 인가 전압(V)을 인가할 때에 있어서의 양부 판정의 문턱값이 되는 커패시터(이하, 가상 문턱값 커패시터라고 한다)의 충전 특성은 상기 (1)∼(4)의 식에 기초하여 시뮬레이션할 수 있다.Looking at the charging characteristics of the capacitor based on the first feature, it can be seen that: When the value of the leakage current component (i leak ) serving as the threshold for the acceptance judgment is determined, the capacitor serving as the threshold for the acceptance determination when an arbitrary applied voltage V is applied (hereinafter, referred to as a virtual threshold capacitor) ) Can be simulated based on the formulas (1) to (4) above.
다음으로, 제 2 특징을 설명한다. 본원 발명자는 각 전류 성분(icap, iline, ileak)과 인가 전압(V)의 관계를 최소이승법(最小二乘法) 등의 방법에 의해 근사식으로 나타냄으로써, 커패시터에 있어서는, 인가 전압(V)을 크게 하면, 충전시 전류는 증대하며, 그 때에 있어서 전압에 대한 각 전류 성분(icap, iline, ileak)의 전류 상승률(RI)은 서로 크게 다르다는 것을 발견하였다.Next, the second feature will be described. The inventor of the present invention approximates the relationship between each current component (i cap , i line , i leak ) and the applied voltage (V) by a method such as least square method. It was found that when V) is increased, the current during charging increases, and at this time, the current rising rate (RI) of each current component (i cap , i line , i leak ) with respect to the voltage is significantly different from each other.
다시 말하면, 전류 성분(iline)의 전류 상승률(RI[iline])과 누설 전류성분(ileak)의 전류 상승률(RI[ileak])을 비교하면, RI[iline]보다 RI[ileak] 쪽이 현저히 크다(RI[iline]<RI[ileak]).That is, when comparing current component (i line) current increase rate (RI [i line]) and the current increase rate (RI [i leak]) of the leakage current component (i leak) of, RI [i line] than RI [i leak ] is significantly larger (RI [i line ] <RI [i leak ]).
또한, 근사식으로서는, 지수(Aexp[BV])의 관계)나 누승(累乘)(AVB의 관계)이나 다항식(A+BV2+CV3+…)을 사용하여 산정할 수 있으나, 다른 식이어도 되며, 계수의 도출은 전용의 컴퓨터 프로그램에 의해 산정해도, 표계산 소프트웨어 등의 근사식 도출 기능을 사용하여 산정해도 된다.In addition, the approximation can be calculated using the exponent (Aexp [BV]), the power (AV B ), or the polynomial (A + BV 2 + CV 3 +…), but other equations may be used. The calculation of the coefficient may be calculated by a dedicated computer program, or may be calculated using an approximation derivation function such as table calculation software.
이와 같은 제 2 특징에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 도 2의 그래프는 인가 전압(V)과 전류 상승률(RI)의 관계의 일례를 나타내고 있다. 도 2는 정격 전압(여기에서는, 16V)의 적층 세라믹 커패시터에 있어서의 양품에 대하여, 일정한 환경 온도(예를 들면, 실온)에서 각종의 인가 전압(16V, 32V, 48V, 64V,…)을 인가하면서 충전했을 때에 있어서의 충전 특성을 측정함으로써 얻은 전류 성분(iline) 및 누설 전류 성분(ileak)의 전류 1초값의 변화를 나타내고 있다. 도 2에서는, 횡축을 인가 전압으로 하고, 종축을 전류의 1초값(대수값)으로 하고 있다.This second feature will be described in more detail. The graph of FIG. 2 shows an example of the relationship between the applied voltage V and the current rising rate RI. Fig. 2 shows various applied voltages (16V, 32V, 48V, 64V, ...) at a constant environmental temperature (for example, room temperature) to a good product in a multilayer ceramic capacitor having a rated voltage (here, 16V). The change of the current 1 second value of the current component (i line ) and the leakage current component (i leak ) obtained by measuring the charging characteristic when charging is shown. In FIG. 2, the horizontal axis is an applied voltage, and the vertical axis is a one second value (a logarithmic value) of the current.
도 2에 있어서의 데이터를 누승 근사식으로 나타내면 다음과 같이 된다. 전류 성분(iline)에 있어서의 전류 1초값을 y라고 하고, 인가 전압(V)을 x라고 한 경우에는, 이들 사이에는 다음의 (5)식이 누승 근사한다.The data in FIG. 2 is represented by a power approximation equation as follows. When the current 1 second value in the current component i line is y and the applied voltage V is x, the following equation (5) is a power approximation between them.
y=6. 1E-11x3.5E+00…(5)y = 6. 1E-11x 3.5E + 00 ... (5)
마찬가지로, 누설 전류 성분(ileak)에 있어서의 전류 1초값을 y라고 하고, 인가 전압(V)을 x라고 한 경우에는, 이들 사이에는 다음의 (6)식이 누승 근사한다.Similarly, when the current 1 second value in the leakage current component i leak is y and the applied voltage V is x, the following equation (6) is a power approximation between them.
y=2. 4E-15x5.5E+00…(6)y = 2. 4E-15x 5.5E + 00 ... (6)
이와 같이, 상술한 (5) 및 (6)의 식에 x의 값(인가 전압(V))을 대입함으로써, 인가 전압(V)을 인가했을 때에 있어서의 전류 성분(iline) 및 누설 전류 성분(ileak)의 값을 근사적으로 구할 수 있다. 다시 말하면, 상술한 (5) 및 (6)의 식을 사용하면, 각 인가 전압(V)에 대한 전류 성분(iline)이나 누설 전류 성분(ileak)을, 근사적으로 시뮬레이션하는 것이 가능해진다.Thus, by substituting the value of x (applied voltage V) into the above-described formulas (5) and (6), the current component (i line ) and the leakage current component when the applied voltage (V) is applied. The value of (i leak ) can be approximated. In other words, using the above-described formulas (5) and (6), it is possible to approximately simulate the current component (i line ) or the leakage current component (i leak ) for each applied voltage (V). .
도 2의 그래프 및 상술한 (5) 및 (6)의 식으로부터 알 수 있듯이, 전류 성분(iline)의 전류 상승률(RI[iline])에 비하여 누설 전류 성분(ileak)의 전류 상승률(RI[ileak])이 크다. 또한, 도 2에서는, 각 전류 성분(iline, ileak)의 특성 곡선에 있어서의 경사(직선으로 간주한 경우의 방향 계수)가 전류 상승률(RI)을 나타내고 있다.As can be seen from the graph of FIG. 2 and the above-described formulas (5) and (6), the current rising rate (i leak ) of the leakage current component (i leak ) is higher than the current rising rate (RI [i line ]) of the current component (i line ). RI [i leak ]) is large. 2, the inclination (direction coefficient in the case of considering it as a straight line) in the characteristic curve of each current component i line and i leak shows the current rise rate RI.
이와 같은 제 2 특징에 기초하여 커패시터의 충전 특성을 검토해 보면, 커패시터의 양부 판정에 있어서는, 인가 전압(V)을 상승시킴으로써, 판정 시간의 단축화가 도모되는 것을 알 수 있다. 이하, 그 이유를 상세히 설명한다.Examining the charging characteristics of the capacitor on the basis of the second feature, it can be seen that in determining the capacitor's acceptance, the determination time can be shortened by increasing the applied voltage V. FIG. Hereinafter, the reason will be described in detail.
인가 전압(V)을 다양하게 변화시킨 상태에서, 그 전압에 있어서의 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성을, 상술한 제 1 특징에 기초하여 시뮬레이션한 결과의 일례를 도 3에 나타낸다. 이 시뮬레이션은 다음과 같이 실시한다. JIS 등의 규격에 있어서는, 정격 전압(Vstd)에 있어서의 절연 저항으로서 양부 판정의 문턱값이 규정되어 있다. 우선, 그 문턱값(절연 저항)으로부터 정격 전압(Vstd)에 있어서의 누설 전류 성분(ileak)의 문턱값(Sstd)을 산정하고, 산정한 문턱값(Sstd)을 상술한 (4)의 식에 있어서의 변수(g)에 대입한다. 또한, 정격 전압(Vstd)에 있어서의 (1)∼(3)식의 변수(a, b, c, f)를 구한다. 이에 따라, 정격 전압(Vstd)에 있어서의 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성을 시뮬레이션한다.FIG. 3 shows an example of a result of simulating the charging characteristic of the virtual threshold capacitor at that voltage in the state where the applied voltage V is variously changed. This simulation is carried out as follows. In standards, such as JIS, the threshold value of pass / fail judgment is prescribed | regulated as an insulation resistance in the rated voltage (V std ). First, the threshold value S std of the leakage current component i leak at the rated voltage V std is calculated from the threshold value (insulation resistance), and the calculated threshold value S std is described above (4). Is substituted into the variable (g) in the equation. Further, variables (a, b, c, f) of formulas (1) to (3) in the rated voltage V std are obtained. Thus, the charging characteristic of the virtual threshold capacitor at the rated voltage V std is simulated.
다음으로, 인가 전압(V)을 정격 전압(Vstd)으로부터 임의의 양만큼 상승시킨 전압(이하, 전압(Va)이라고 한다)을 설정함과 동시에, 측정과 해석에 의해 측정 대상 커패시터에 있어서의 상기 (5) 및 (6)식을 미리 작성해 둔다. 그 후에, 작성한 (5)식에 전압(Va)을 대입함으로써, 전압(Va)에 있어서의 가상 문턱값 커패시터의 전류 성분(iline(a))을 시뮬레이션한다.Next, the applied voltage (V) at the same time as set (hereinafter referred to as the voltage (V a)) in which the voltage increases by a random amount from the rated voltage (V std), the measurement target capacitor by the measurement and analysis Formulas (5) and (6) above are prepared in advance. Thereafter, the simulation of the current component (i line (a)) of the virtual threshold value capacitor in by inputting a voltage (V a) to create 5 expression, voltage (V a).
다음으로, 작성한 (6)식에 전압(Va)을 대입함으로써, 전압(Va)에 있어서의 가상 문턱값 커패시터의 누설 전류 성분(ileak(a))을 산정한다. 누설 전류 성분(ileak(a))은 전압(Va)에 있어서의 양부 판정용의 문턱값(Sa), 즉, 양부 판정 조건으로서 기능한다.Next, the estimate by inputting a voltage (V a) to create (6) formula, the voltage (V a) the leakage current component (i leak (a)) of the virtual threshold value capacitors in. Leakage current component (i leak (a)) serves as the threshold (S a), i.e., good or bad determination condition for determining good or bad in the voltage (V a).
가상 문턱값 커패시터의 누설 전류 성분(ileak(a))은 예를 들면 다음과 같이 하여 산정한다. 여기에서는, 누설 전류 성분(ileak)과 전류 성분(iline) 사이에 있어서, 전압/전류 1초값의 특성에 도 2에 나타내는 관계를 갖는 커패시터를 예로 하여, 전압(Va)을 80V로 한 경우에 있어서의 누설 전류 성분(ileak(a))의 산정 방법을 설명한다.The leakage current component i leak (a) of the virtual threshold capacitor is calculated as follows, for example. Here, a capacitor having a relationship shown in FIG. 2 in the characteristics of the voltage / current 1 second value between the leakage current component i leak and the current component i line is taken as an example, and the voltage V a is set to 80V. The calculation method of the leakage current component i leak (a) in a case is demonstrated.
커패시터의 양부 판정 기준으로서 규격화되어 있는 절연 저항 시험에 있어서는, 정격 전압(Vstd)(=16V)에서는 절연 저항값 1.6GΩ가 양부를 판정하는 문턱값이 된다. 이에 따르면, 정격 전압(Vstd)에 있어서의 문턱값(Sstd)을 나타내는 가상 문턱값 커패시터의 누설 전류 성분(ileak(std))은 10nA가 된다.In the insulation resistance test standardized as a capacitor acceptance criteria, at a rated voltage V std (= 16 V), an insulation resistance value of 1.6 GΩ is a threshold for determining acceptance. According to this, the leakage current component i leak (std) of the virtual threshold capacitor indicating the threshold value S std at the rated voltage V std is 10 nA.
한편, 도 2에 나타내는 특성을 갖는 커패시터에 있어서는, 누설 전류 성분(ileak)의 1초값(y)과 인가 전압(V) 사이에는, 상술한 (6)의 식에 나타내는 관계가 있다. 이 (6)식에 따르면, 누설 전류 성분(ileak)은 인가 전압(V)의 5.5승에 비례하는 것을 알 수 있다. 따라서, 전압(Va)을 80V로 한 경우에 있어서의 누설 전류 성분(ileak(a))은On the other hand, in the capacitor which has the characteristic shown in FIG. 2, there exists a relationship shown by Formula (6) mentioned above between the 1 second value y of the leakage current component i leak , and the applied voltage V. In FIG. According to this equation (6), it can be seen that the leakage current component (i leak ) is proportional to 5.5 power of the applied voltage (V). Therefore, the voltage (V a) the leakage current component in the case of a 80V (i leak (a)) is
ileak(a)=10nA×(80/16)5.5=69.9㎂i leak (a) = 10nA × (80/16) 5.5 = 69.9㎂
라고 산정할 수 있다. 단, 전류 측정기의 측정 정밀도를 감안하면, 누설 전류성분(ileak(a))은 69㎂라고 설정하는 것이 타당하다.Can be calculated. However, in view of the measurement accuracy of the current meter, it is reasonable to set the leakage current component i leak (a ) to 69 mA.
이와 같이 하여 전압(Va)에 있어서의 가상 문턱값 커패시터의 전류 성분(iline(a)) 및 누설 전류 성분(ileak(a))(양부 판정 조건)을 산정한 후, 이들 전류 성분을 합성함으로써, 전압(Va)에 있어서의 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성을 시뮬레이션한다. 또한, 전류 성분(icap(a))에 대해서는, 양부 판정에 사용하지 않기 때문에 산정할 필요는 없다.In this way, after calculating the current component (i line (a)) and the leakage current component of the virtual threshold value capacitor in the voltage (V a) (i leak ( a)) ( good or bad determination condition), these current components synthesized by, simulates the charging characteristics of the virtual threshold value capacitor in the voltage (V a). In addition, the current component i cap (a) does not need to be calculated because it is not used for acceptance judgment.
도 3에서는, 정격 전압(Vstd)이 16V인 적층 세라믹 커패시터에 있어서 상정한 가상 문턱값 커패시터에 대하여 정격 전압(Vstd)(=16V)을 인가한 상태에서의 충전 특성의 시뮬레이션 결과를 나타냄과 동시에, 동일한 가상 문턱값 커패시터에 대하여 인가 전압(Va)을 80V로 설정한 상태에서의 충전 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.In Figure 3, the rated voltage (V std) this indicates a simulation result of the charge characteristics at applying the rated voltage (V std) (= 16V) with respect to the virtual threshold value capacitor assuming according to 16V in a multilayer ceramic capacitor state at the same time, it shows a simulation result of the charging characteristic of a state set in the applied voltage (V a) for the same virtual threshold value capacitor to 80V.
도 3에서, 점(Astd)은 정격 전압(Vstd)(=16V) 인가시의 충전 특성에 있어서 제 2 시간 영역(tline)으로부터 제 3 시간 영역(tleak)으로 바뀌는 변환점(이하, 제 2-제 3 시간 영역 변환점이라고 한다)을 나타내고 있으며, 점(Aa)은 전압(Va)(=80V) 인가시의 충전 특성에 있어서의 제 2-제 3 시간 영역 변환점(A)을 나타내고 있다.In FIG. 3, the point A std is a change point (hereinafter, referred to as a change from the second time domain t line to the third time domain t leak in the charging characteristic when the rated voltage V std (= 16V) is applied). and represents the first is referred to as two-third time domain switching level), the points (a a) is a voltage (V a) (= 80V), second-third time domain switching level (a) of the charging characteristics at the time of the application It is shown.
도 3의 그래프를 상세히 검토해 보면 다음과 같은 것을 이해할 수 있다. 제 2-제 3 시간 영역 변환점(Astd, Aa)의 시간적 위치를 비교하면, 변환점(Astd)보다 변환점(Aa) 쪽이 시간적으로 빠르게 되어 있다(즉, 전압 인가 개시 시점에 가까움).Looking at the graph of Figure 3 in detail it can be understood that the following. When comparing the temporal positions of the second to third time domain conversion points A std and A a , the conversion point A a is temporally faster than the conversion point A std (that is, near the start of voltage application). .
이는, 다음과 같은 이유에 의한다. 상술한 제 2 특징에서 설명한 바와 같이 전류 상승률(RI)에서는, RI[iline]<RI[ileak]이기 때문에, 인가 전압(V)을 상승시키면, 제 2 시간 영역(tline)에 있어서의 전류의 상승 정도보다 제 3 시간 영역(tleak)에 있어서의 전류 상승 정도 쪽이 커진다. 그 때문에, 인가 전압(V)을 상승시키면, 제 2-제 3 시간 영역 변환점(A)이 전압 인가 개시 시점측으로 밀려난다. 그 결과, 변환점(Aa)이 변환점(Astd)보다 시간적으로 빨라진다.This is based on the following reasons. As described above in the second aspect, the current rise rate RI is RI [i line ] <RI [i leak ]. Therefore, when the applied voltage V is raised, the current rise rate RI is increased in the second time region t line . The degree of increase of current in the third time region t leak is greater than the amount of rise of current. Therefore, when the applied voltage V is raised, the second-third time domain conversion point A is pushed toward the voltage application start time side. As a result, the conversion point A a is temporally faster than the conversion point A std .
이상 설명한 스텝을 거친 후, 본 실시형태에서는, 다음과 같이 하여 양부 판정함으로써, 그 판정에 필요로 하는 시간을 단축화하고 있다. 즉, 측정 대상 커패시터에 대하여 인가 전압(Va)을 인가한 상태에서, 변환점(Aa) 경과 직후의 전류를 측정함으로써, 누설 전류 성분(ileak(a))을 측정한다. 그리고, 측정한 누설 전류 성분(ileak(a))을 문턱값(Sa)과 비교함으로써, 측정 대상 커패시터의 양부를 판정한다. 여기에서, 누설 전류 성분(ileak(a))이 문턱값(Sa)보다 작은 경우에는 양품으로 판정하고, 반대로 큰 경우에는 불량품으로 판정한다.After passing through the above-described steps, in this embodiment, by determining the result as follows, the time required for the determination is shortened. That is, in applying the application voltage (V a) with respect to the measurement target state capacitor, by measuring the electric current immediately after the turning point (A a) has elapsed, measure the leakage current component (i leak (a)). Then, a leakage current measuring component (i leak (a)), by comparing with a threshold (S a), to determine acceptability of the object to be measured capacitor. When here, the leakage current component (i leak (a)) is less than the threshold (S a) and is determined to be non-defective, whereas large, it is determined as defective.
이 경우, 상술한 바와 같이, 변환점(Aa)이 변환점(Astd)보다 시간적으로 빨라지는 만큼, 측정 대상 커패시터의 누설 전류 성분(ileak)을 측정하는 시간이 단축되어, 양품 판정에 필요로 하는 시간이 단축화된다. 또한, 변환점(Aa)은 시뮬레이션한 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성으로부터 알아낼 수 있으며, 계산에 의해 산정할 수도 있다.In this case, as described above, the time for measuring the leakage current component (i leak ) of the capacitor to be measured is shortened as the conversion point A a becomes faster than the conversion point A std , which is required for good quality judgment. The time to do is shortened. In addition, the conversion point A a can be found from the charging characteristic of the simulated virtual threshold capacitor and can be calculated by calculation.
측정 대상 커패시터의 누설 전류 성분(ileak)을 측정하는 시간은 인가 전압(Va)을 상승시키면 상승시킬수록 짧게 할 수 있다. 그러나, 인가 전압(Va)이 측정 대상 커패시터의 항복 전압 이상이 되면 커패시터가 손상될 위험성이 있다. 그 때문에, 인가 전압(Va)은 측정 대상 커패시터의 항복 전압 이하로 커패시터가 손상되지 않을 정도의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.The time for measuring the leakage current component (i leak ) of the capacitor to be measured can be shortened as the voltage (V a ) is increased. However, there is a risk that the capacitor will be damaged if the applied voltage Va exceeds the breakdown voltage of the capacitor to be measured. Therefore, the applied voltage (V a) is preferably set to a value such that the capacitor will not be damaged by the breakdown voltage or less of the object to be measured capacitor.
이와 같이 하여 양부를 판정하면, 제 2-제 3 시간 영역 변환점(Aa)이 제 2-제 3 시간 영역 변환점(Astd)보다 시간적으로 빨라지는 만큼, 각 측정 대상 커패시터의 양부 판정에 필요로 하는 시간을 단축화할 수 있다.In this way, the determination is made as necessary to determine whether the second-third time domain change point A a is faster in time than the second-third time domain change point A std . The time to do it can be shortened.
(실시형태 2)(Embodiment 2)
실시형태 1에서는, 인가 전압(Va)을 가능한 한 높게 설정함으로써, 제 2-제 3 시간 영역 변환점(Aa)을 제 2-제 3 시간 영역 변환점(Astd)보다 시간적으로 빠르게 하며, 이에 따라 양부 판정에 필요로 하는 시간을 단축화하고 있었다. 그러나, 실시형태 1의 방법에 있어서는, 누설 전류 성분(ileak(a))과 문턱값(Sa)의 비교에 기초하여 커패시터의 양부를 판정하고 있어, 시간적으로 누설 전류 성분(ileak(a))이 측정 가능하게 될때까지 양부를 판정할 수 없다.In the first embodiment, by setting the applied voltage (V a) to as high as possible, a two-third time domain switching level (A a) the second-time and the third time domain in a more rapid switching level (A std), this As a result, the time required for the acceptance judgment was shortened. However, in the method of the first embodiment, the leakage current component (i leak (a)) with a threshold (S a) based on the comparison it judges good or bad of the capacitor, in time the leakage current component of (i leak (a It is not possible to determine whether or not until ) ) becomes measurable.
그러나, 커패시터에 있어서는, 누설 전류 성분(ileak)이 상승하면, 충전 전류가 누설 전류 성분(ileak)의 상승을 받아 제 2 시간 영역(tline)의 후반 기간에 있어서의 전류 성분(iline)보다도 약간이지만 상승한다. 그 때문에, 불량품 커패시터의 충전 특성은 양품 커패시터의 충전 특성에 대하여 제 2 시간 영역(tline)의 후반 기간부터 서서히 괴리해 간다.However, in the capacitor, the leakage current component (i leak) is rises, the charging current is a leakage current component (i leak) current component in the second half period of the second time domain (t line) received a rise in the (i line Slightly higher than). Therefore, the charging characteristics of the defective capacitors gradually deviate from the second half of the second time region t line with respect to the charging characteristics of the good capacitors.
본 실시형태에서는 이러한 것에 착안하여, 제 2 시간 영역(tline)의 후반 기간에 있어서의 전류 성분(iline)의 상승을 검출함으로써 양부 판정을 실시하고 있으며, 이에 따라 판정 시간의 단축화를 도모하고 있다.In this embodiment, focusing on such a thing, making a positive judgment is performed by detecting the rise of the current component (i line ) in the latter half period of a 2nd time area | region t line , and, thereby, shortening a determination time is aimed at. have.
이하, 본 실시형태의 양부 판정 방법을 상세히 설명한다. 우선, 미리 설정한 인가 전압(Vb)을 인가한 상태에서의 가상 양품 커패시터의 충전 특성을 시뮬레이션함과 동시에, 상기 인가 전압(Vb)을 인가한 상태에서 누설 전류 성분(ileak(b))이 양부 판정의 문턱값(Sb)을 나타내는 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성을 시뮬레이션한다. 인가 전압(Vb)에 있어서의 문턱값(Sb)의 설정, 문턱값(Sb)을 나타내는 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성의 시뮬레이션법, 및 가상 양품 커패시터의 충전 특성의시뮬레이션법은 실시형태 1에 있어서, 가상 문턱값 커패시터의 인가 전압(Va)의 설정 및 충전 특성의 시뮬레이션법으로서 설명한 것과 동일하므로, 여기에서는 그 설명은 생략한다.Hereinafter, the quality determination method of this embodiment is demonstrated in detail. First of all, and at the same time simulating the charging characteristics of the virtual non-defective capacitors in the applied state, the applied voltage (V b), the leakage current from the applied state component (i leak (b the applied voltage (V b) a pre-set) ) Simulates the charging characteristic of the virtual threshold capacitor, which represents the threshold value S b of the positive judgment. Applied voltage (V b) the threshold value set in (S b), the threshold value (S b) representing the simulation method of the charging characteristics of the virtual threshold value capacitors in, and simulation method of a charging characteristic of a virtual non-defective capacitors embodiment in the first, the same as that described as a simulation method of setting and filling characteristics of the applied voltage (V a) in the virtual threshold value capacitors, in which a description thereof will be omitted.
가상 양품 커패시터 및 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성의 일례를 도 4에 나타낸다. 도 4는 인가 전압(Vb)과 문턱값(Sb)을, Vb=80V, 문턱값(Sb)=69㎂로 한 정격 전압(16V)의 적층 세라믹 커패시터의 충전 특성이다.An example of the charging characteristic of a virtual good capacitor and a virtual threshold capacitor is shown in FIG. 4 is a charging characteristic of a multilayer ceramic capacitor of the applied voltage (V b) with a threshold value (S b) a, V b = 80V, the threshold value (S b) = rated voltage (16V) to a 69㎂.
도 4에 나타내는 바와 같이, 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성에는 제 2 시간 영역(tline)의 후반 기간에 있어서, 가상 양품 커패시터의 충전 특성과의 사이에, 상술한 특성 괴리에 기초하는 전류값 상승이 이미 발생하고 있다. 본 실시형태에서는, 이 전류값 상승을 측정함으로써 양부를 판정한다.As shown in FIG. 4, the charging characteristic of the virtual threshold capacitor increases in the current value based on the above-described characteristic deviation between the charging characteristic of the virtual good capacitor in the second half of the second time region (t line ). This is already happening. In this embodiment, good or bad is determined by measuring this current value rise.
이와 같은 양부 판정 방법에 있어서는, 가상 양품 커패시터의 충전 특성과 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성 사이에 어느 만큼의 전류 상위량(相違量)이 발생하면 불량이라고 판정할 수 있는지가 문제가 된다. 이 문제는 전류 측정기의 측정 오차를 기준으로 하여 해결할 수 있다. 본 실시형태에서는, 이와 같은 견지에 기초하여, 가상 양품 커패시터의 충전 특성(전류값)에 대하여, 가상 문턱값 커패시터의 충전 특성(전류값)이 10%이상 상위한 시점에서 양부 판정 가능하게 하고 있다 그러나, 전류 측정기의 측정 오차에 따라서는, 그것 이외의 전류 상위량이 상위한 시점을 양부 판정 가능 시점으로 해도 된다는 것은 말할 것도 없다.In such a good or bad judgment method, it becomes a problem whether a defect can be judged as much as the amount of current difference generate | occur | produces between the charging characteristic of a virtual good capacitor and the charging characteristic of a virtual threshold capacitor. This problem can be solved based on the measurement error of the current meter. In this embodiment, on the basis of such a point of view, it is possible to determine whether the charging characteristic (current value) of the virtual threshold capacitor differs by 10% or more from the charging characteristic (current value) of the virtual good capacitor. However, it goes without saying that depending on the measurement error of the current measuring device, the time point at which the current difference amount other than that differs may be regarded as the time at which the judgment can be made.
도 4의 가상 양품/가상 문턱값 커패시터의 충전 특성에 있어서 양 커패시터의 충전 특성에 10%의 상위가 발생하는 시점을 시점(B)이라고 하고, 또한, 시점(B)에 있어서의 가상 문턱값 커패시터가 나타내는 전류값을 본 실시형태에 있어서의 문턱값(Sc)으로 한다. 그렇게 하면, 시점(B)은 가상 문턱값 커패시터의 제 2-제 3 시간 영역 변환점(Ac)보다 시간적으로 빠른 시점이 된다.The point in time at which a difference of 10% occurs in the charging characteristic of both capacitors in the charging characteristic of the virtual good / virtual threshold capacitor of FIG. 4 is referred to as the time point B, and the virtual threshold capacitor at the time point B. The current value indicated by is taken as the threshold value S c in the present embodiment. Then, the time point B becomes a time point earlier in time than the second-third time domain change point A c of the virtual threshold capacitor.
시점(B)과 문턱값(Sc)을 특정한 후, 각 측정 샘플의 충전 특성을 측정함으로써 양부 판정을 실시한다. 그 때, 시점(B)에 있어서의 전류값을 측정하고, 그 측정 전류값이 문턱값(Sc)이하이면, 그 샘플을 양품으로 판정하고, 반대로 문턱값(Sc)이상이면, 그 샘플을 불량품으로 판정한다.After specifying the time point B and the threshold value S c , the acceptance judgment is performed by measuring the charging characteristic of each measurement sample. At that time, if the measured current value at the point (B), and the measured current value and the threshold value (S c) below is determined for the sample with a non-defective product, and conversely more than the threshold value (S c), the sample Is determined to be a defective product.
또한, 본 실시형태에 있어서의 인가 전압(Vb)을, 실시형태 1과 마찬가지로 가능한 한 높게 설정하면, 실시형태 1에 있어서의 양부 판정에 필요로 하는 시간의 단축화와 더불어 또한 양부 판정에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.In addition, requiring the addition good or bad is determined with a shortening of time required for the good or bad is determined in accordance with the first exemplary embodiment, when a highly configurable, like the applied voltage (V b), with Embodiment 1 of the present embodiment The time to do it can be shortened.
이상 설명한 실시형태 1 및 2의 양부 판정 방법은 도 5에 나타내는 양부 판정 장치에 의해 장치화할 수 있다. 이 양부 판정 장치는 커패시터로 이루어지는 샘플(U)을 측정시에 파지(把持)하는 샘플 파지부(1)와, 샘플(U)에 인가 전압(V)을 인가하는 전압 인가부(2)와, 인가 전압(V)을 인가했을 때에 있어서의 샘플(U)의 전류를 측정하는 전류 측정부(3)와, 전압 인가부(2)와 전류 측정부(3)의 동작을 제어하는 제어부(4)와, 전류 측정부(3)가 측정한 측정 전류에 기초하여 양부를 판정하는 판정부(5)를 구비하고 있다.The quality determination method of Embodiments 1 and 2 described above can be implemented by the quality determination device shown in FIG. 5. This pass / fail determination device includes a sample gripping portion (1) for holding a sample (U) made of a capacitor during measurement, a voltage applying portion (2) for applying an applied voltage (V) to the sample (U), The current measuring unit 3 for measuring the current of the sample U when the applied voltage V is applied, and the controller 4 for controlling the operations of the voltage applying unit 2 and the current measuring unit 3. And a judging section 5 for judging success or failure based on the measured current measured by the current measuring section 3.
이 양부 판정 장치는 판정부(5)에 있어서, 실시형태 1 내지 실시형태 2의 양부 판정 방법에 기초하여 샘플(U)의 양부를 판정한다.This pass / fail determination device determines the pass / fail of the sample U in the determiner 5 based on the pass / fail determination method of the first to second embodiments.
그런데, 상술한 실시형태 1 및 2에서는, 충전 특성의 조정을 위하여, 인가 전압(V)을 변동시키고 있었다. 그러나, 충전시의 환경 온도의 조정에 의해서도 충전 특성을 조정할 수 있다. 그 때문에, 환경 온도를 조정함(구체적으로 승온함)으로써, 제 2-제 3 시간 영역 변환점(A)을 시간적으로 빠르게 할 수도 있다.By the way, in Embodiment 1 and 2 mentioned above, the applied voltage V was fluctuate | varied for adjustment of a charging characteristic. However, the charging characteristic can also be adjusted by adjusting the environmental temperature at the time of charging. Therefore, the second-third time-domain conversion point A can be accelerated in time by adjusting the environmental temperature (specifically, raising the temperature).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 최단의 시간으로 양부를 판정할 수 있게 된다. 또한, 최단의 시간으로 양부를 판정할 수 있는 각종 조건을 비교적 간단하게 설정할 수도 있게 된다. 이에 따라, 예를 들면, 제품 로트마다 최적의 양부 판정 조건을 설정할 수도 있다. 또한, 설정한 판정 조건을 양부 판정 장치에 제공함으로써 양부 판정 장치의 운전 조건을 자동적으로 설정하는 것도 가능해진다.As described above, according to the present invention, it is possible to determine whether the product is in the shortest time. In addition, it is possible to relatively easily set various conditions that can determine whether or not to be successful in the shortest time. Thereby, for example, an optimal pass / fail determination condition may be set for each product lot. In addition, it is also possible to automatically set the operating conditions of the delivery determination device by providing the set determination condition to the delivery determination device.
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