专利名称：叠层陶瓷电容器的筛选方法
技术领域：
本发明涉及保证叠层陶瓷电容器绝缘电阻特性的一种叠层陶瓷电容器的筛选方法。
背景技术：
以往作为保证叠层陶瓷电容器绝缘特性的叠层陶瓷电容器的筛选方法有在叠层陶瓷电容器外部电极之间多次反复外加超过额定电压的直流电压而介质陶瓷层的缺陷部分进行电破坏并除去绝缘电阻值劣化的电容器的耐压试验法；外加直流电压后经过一定时间测定绝缘电阻、去除不能返回到基准值的电容器的绝缘电阻测量试验法；外加直流电压一定时间后测定泄漏的电流值、去除超过基准值的电容器的泄漏电流测定试方法，通过这些方法等进行次品的区分。
但是，当为了获得叠层陶瓷容器有较高绝缘电阻特性的保证时，对于利用以往的筛选方法而判定为合格品的叠层陶瓷电容器，将它在高温多湿的环境下外加超过额定电压的电压而进行这样的加速试验时，会有产生绝缘电阻劣化这样的问题。
发明概述本发明为了解决上述以往的问题，其目的在于提供一种叠层陶瓷电容器，它即使在加速可靠性试验中绝缘电阻特性也不会劣化，能够保证高可靠性。
为了解决所述问题，本发明是在叠层陶瓷电容器外部电极之间叠加直流恒定电流、将外部电极间的电压升高，在电压曲线成为平坦时起再次通直流恒定电流达到规定时间，将此通电时间内外部电极之间电压急剧下降的电容器作为次品而区分去除。
根据此方法，即使在加速可靠性试验中也不会有绝缘电阻特性劣化的电容器。
附图的简单说明
图1是在本发明的叠层陶瓷电容器的筛选方法在其一实施例中使用的电路图。
图2是向合格品的叠层陶瓷电容器叠加通直流恒定电流的概念性图。
图3是合格品的叠层陶瓷电容器每一有效层静电电容量的等效电路图。
图4是合格品的叠层陶瓷电容器绝缘电阻的等效电路图。
图5是合格品的叠层陶瓷电容器的每一有效层绝缘电阻的等效电路图。
图6是向次品的叠层陶瓷电容器通叠加直流恒定电流的概念性图。
图7是次品的叠层陶瓷电容器每一有效层静电电容量的等效电路图。
图8是次品的叠层陶瓷电容器绝缘电阻的等价电路图。
图9是次品的叠层陶瓷电容器的每一有效层绝缘电阻的等效电路图。
图10是通向合格品的叠层陶瓷电容器的叠加后的直流恒定电流与外部电极间电压的特性图。
图11是通向次品的叠层陶瓷电容器的叠加后的直流恒定电流与外部电极间电压的特性图。
图12是表示次品的叠层陶瓷电容器到绝缘破坏为止的通电时间与电流值关系的图。
图13是表示筛选实施前后以及加热处理后的静电电容量变化的图。
实施本发明的最佳形态以下，参照附图对本发明的一个实施例进行说明。
(实施例1)首先，根据已知的叠层陶瓷电容器1的制造方法准备一长为1．6mm、宽为0．8mm、厚为0．8mm、静电电容量为0．22μF、额定电压为16V的叠层陶瓷电容器，它是由内电极7为Ni、外部电极6为Cu以及在有效层8上使用具有B特性的陶瓷材料而制造成的。
其次，对于将直流恒定电流4向制造成的叠层陶瓷电容器叠加通电、当外部电极6之间产生电压时叠层陶瓷电容器达到绝缘破坏的过程进行说明。且，进行了叠加通电的直流恒定电流4确实没有因在叠层陶瓷电容器1表面付着的湿度而漏电，在外部电极6之间产生电压，为了将此电压外加到有效叠层8上因此在50％Rh的恒定湿度下进行筛选。
又，对于向叠层陶瓷电容器1进行叠加通电的直流恒定电流4的曲线9以及在外部电极6之间产生的电压曲线10、11，可通过示波器5来观察，其波形由图10以及图11所示。图10是没有破坏的叠层陶瓷电容器1的波形，图11是在观察时间内绝缘破坏后叠层陶瓷电容器1的波形。
利用图1所示的电路，闭合开关2并由直流电源3将直流恒定电流4在叠层陶瓷电容器1叠加。此后，如图10以及图11的直流电压曲线10、11所示而在叠层陶瓷电容器1其外部电极6之间产生电压，此电压逐渐升高。当再次将直流恒定电流4叠加，则叠层陶瓷电容器1其外部电极6之间的电压曲线10以及11的上述倾向(电压升高)减小、直流恒定电流成为通电状态、约40msec之后曲线在约400V左右变为平坦。再继续这样的状态则在叠加开始后约70msec之后，如图11所示那样，叠层陶瓷电容器1发生具有缺陷部分12的有效层8的绝缘破坏、电压曲线11迅速下降。
研究此绝缘破坏发生的原因，叠层陶瓷电容器1的绝缘电阻13如图9所示，有效层8的每一绝缘电阻14以及15为等效于并联连接。在其中存在具有缺陷部分12的有效层8，此绝缘电阻15为低电阻时，将直流恒定电流叠加则对于具有电阻15分流得到比其它的有效层8的绝缘电阻14更大的电流。此时则认为，由于在绝缘电阻14以及15的两端产生相同的电位，对于流入较大分流电流的绝缘电阻15，由于电压、电流以及通电时间的乘积消耗了较大电能，最后散发的热量变为极大、电气绝缘破坏成为短路状态，因此外部电极6两端的电压如图11电压曲线所示急剧下降。
但是，在内部没有产生缺陷部分12的叠层陶瓷电容器1如图10所示，没有发现在观察时间200msec以内外部电极6两端的电压曲线10急剧下降的现象。认为这是有效层8的每一绝缘电阻14为相同，则分流电流以及在各绝缘电阻14间同时流过的发散热量是相同的，不存在导致绝缘破坏的有效层8。即如图6所示的叠层陶瓷电容器1那样存在缺陷部分12的叠层陶瓷电容器，在一定的观察时间内进行破坏而电压曲线11急剧下降。相对于此，如图2叠层陶瓷电容器1那样不存在缺陷部分12的叠层陶瓷电容器，电压曲线10成为维持了稳定在一定值的状态。
这里，本发明则在叠层陶瓷电容器1外部电极6之间叠加直流恒定电流4，在使外部电极6之间的电压上升、电压曲线变为平坦特性的时刻，陶瓷电介体成为低电阻体，当向它通入规定的直流恒定电流4时，由于向陶瓷介质其绝缘电阻为低的缺陷部分12通入比其它部分更大的分流电流，因此由于分流电流以及外加电压的乘积而产生的电能，缺陷部分12被绝缘破坏而成为短路状态，外部电极6之间的电压急剧下降。能够高精度地选择除去具有如此缺陷部分12的次品。
且，将缺陷部分12到绝缘破坏时的通电时间与进行叠加通电的直流恒定电流4值的关系用图12来表示。但在外部电极6之间产生的电压曲线是成为平坦时起的通电时间。图12所示的进行叠加通电的直流恒定电流4的值为较小时，到绝缘破坏为止的时间则需要较长，到破坏为止的通电时间的偏移较大。又，可知当通电时间为较短则即使在内部存在缺陷部分12也很难引起绝缘破坏。
以此图12的数据为基础，以通过改变(表1)所示的通电时间与直流恒定电流为条件进行筛选，对于各筛选条件下，每100个合格品的叠层陶瓷电容器1进行可靠性实验，在(表1)中表示了筛选效果的评价结果。且，可靠性实验的条件是在温度为85℃、湿度为85％的恒温恒湿槽中，250小时外加32V的直流电压，将绝缘电阻13劣化到1010Ω以下的绝缘电阻作为次品。又，作为比较，外加1分钟额定电压16V之后，测量绝缘电阻13，将1010Ω以上作为合格品的以往的筛选方法，对于其合格品也进行相同的评价，此结果也表示在(表1)中。表1
如(表1)所示可知，对于以往的试验法，不能够完全筛选在可靠性试验中绝缘电阻产生劣化的电容器。相对与此，本发明的筛选方法中使进行叠加通电的直流恒定电流4为0．05mA的情况下，即便使通电时间长为100msec，在可靠性试验中能够发现绝缘电阻13的劣化品。当直流恒定电流4为0．1mA的情况下，通电方向是一个方向以及两个方向时，通电时间为80msec以上，则没有绝缘电阻13的劣化品。又，当直流恒定电流4为0．2mA的情况下，与0．1mA情况相同，通电时间为80msec以上则没有劣化品。又，当直流恒定电流4为0．4mA的情况下，通电方向是一个方向则通电时间为80msec以上、通电方向为两个方向则通电时间为50msec，就没有劣化品。又，当直流恒定电流4为0．8mA的情况下，通电方向是一个方向以及两个方向通电时，通电时间都为50msec以上，或恒定电流4为1．6mA的情况下，通电方向是一个方向以及两个方向通电时，通电时间都为10msec以上则不能发现劣化品的发生。
本发明的筛选方法中将各种条件下的次品叠层陶瓷电容器1浸入树脂，与内部电极7的叠层方向垂直地进行抛光并分析内部的结构，在有效层8中存在缺陷部分12，发现与此缺陷部分12相对的内部电极7之间是短路的。又，在可靠性试验中对于绝缘电阻13劣化了的叠层陶瓷电容器1也进行同样地分析，发现在所有的样品中存在缺陷部分12。如此，叠加直流恒定电流4，即使进行通电，也不会导致电的破坏，通过上述绝缘电阻检查能够安全地选择性去除介质陶瓷中绝缘电阻劣化了的电容器。
因此，为了提供可靠性高的叠层陶瓷电容器1，本发明的叠层陶瓷电容器的筛选方法则明显地成为有效的方法。又，作为此筛选的条件，使直流恒定电流一个方向、最好是两个方向进行叠加通电，使0．1mA以上的直流恒定电流4叠加80msec以上，这将成为最适宜的条件。
它的结果是，能够利用电能将绝缘电阻低的缺陷部分12加以可靠性绝缘破坏，能够安全地选择性地去除具有缺陷部分12的叠层陶瓷电容器。
又，如图13所示可知，本发明的筛选之后，叠层陶瓷电容器1的容量与筛选之前相比，降低约15％。这是因为构成有效层8的电容器16的介质陶瓷层被外部电极6之间产生的电压极化，相对介电常数变小。因此，为了使静电电容量回到筛选之前的值，必须将叠层陶瓷电容器1在介质陶瓷的居里点以上的温度进行加热处理并可靠地进行去极化、返回未极化状态。再者，首先测定叠层陶瓷电容器1的静电的容量，预先选择性去除由于内部缺陷使得绝缘电阻异常而引起可靠容量达不到规定值的电容器，只对介质陶瓷内存在缺陷部分12且静电电容量在基本特性值的范围中的电容器通直流恒定电流4而实施筛选，由此，能够抑制筛选工作次数到最小限度次数，能够提高工作效率。
又，为了叠加通电的直流恒定电流4不会在叠层陶瓷电容器1的表面泄漏，使外部电极6之间产生电压，且该电压确实施加到有效层8上，因此最好是在恒湿的环境下进行试验。
从以上结果可知，以往的绝缘电阻测量试验方法不可能完全地去除具有缺陷部分12的叠层陶瓷电容器1，其中缺陷部分12是作为在可靠性试验中使绝缘电阻13劣化的主要原因，与之相对，本发明的筛选方法则能够完全的去除内有缺陷部分12的叠层陶瓷电容器1，能够提供高可靠性的叠层陶瓷电容器1。
工业应用性根据上述的本发明，在叠层陶瓷电容器外部电极之间叠加直流恒定电流，将外部电极间的电压升高，在电压曲线成为平坦时起再次通直流恒定电流达规定时间，将此通电时间内外部电极之间电压急剧下降的叠层陶瓷电容器作为次品而去除，因此对于具有在可靠性加速试验中作为绝缘电阻劣化主要原因之一的内部缺陷的叠层陶瓷电容器，能够将它可靠地进行筛选。
权利要求
1．一种叠层陶瓷电容器的筛选方法，所述叠层陶瓷电容器具备，介质陶瓷层与内部电极相互交替地数层叠层且在夹住所述介质陶瓷层相对不同的端面上交替地露出所述内部电极一端部的叠层体，以及在所述叠层体的两端面上形成使之与所述内部电极电连接的外部电极，其特征在于，所述筛选方法在所述外部电极间叠加直流恒定电流，使外部电极间的电压升高，在电压曲线成为平坦时起再次通直流恒定电流达到规定时间，将此通电时间内外部电极之间电压急剧下降的叠层陶瓷电容器进行第一次区分。
2．如权利要求1所述的叠层陶瓷电容器的筛选方法，其特征在于，对于第一次区分后的合格品，再次将极性反向的直流恒定电流在外部电极间叠加通电，进行与权利要求1相同条件的处理，对外部电极之间电压下降的叠层陶瓷电容器进行第二次区分并剔除。
3．如权利要求2所述的叠层陶瓷电容器的筛选方法，其特征在于，对于第一次、第二次区分后的合格品，接着利用绝缘电阻进行第三次区分。
4．如权利要求3所述的叠层陶瓷电容器的筛选方法，其特征在于，将第三次区分后的合格品在规定温度下进行加热处理。
5．如权利要求4所述的叠层陶瓷电容器的筛选方法，其特征在于，在介质陶瓷的居里点以上的温度下进行加热处理。
6．如权利要求1所述的叠层陶瓷电容器的筛选方法，其特征在于，在恒湿的氛围中在外部电极之间将直流恒定电流叠加而进行区分。
7．如权利要求1所述的叠层陶瓷电容器的筛选方法，其特征在于，将0．1mA以上的直流恒定电流在外部电极之间叠加通电。
8．如权利要求1所述的叠层陶瓷电容器的筛选方法，其特征在于，将直流恒定电流通电在80msec以上。
9．如权利要求1所述的叠层陶瓷电容器的筛选方法，其特征在于，测定叠层陶瓷电容器的静电电容量、对于一定基准特性范围内的叠层陶瓷电容器通直流恒定电流而进行区分。
全文摘要
本发明的目的是提供一种将具有内部缺陷的叠层陶瓷电容器高精度筛选的方法。为了达成此目的,在介质陶瓷的有效层(8)中存在缺陷部分(12)的叠层陶瓷电容器(1)的外部电极(6)之间叠加直流恒定电流、将外部电极(6)间的电压升高、在电压曲线(11)成为平坦时起再次通直流恒定电流(4)达到规定时间,将此通电时间内外部电极(6)之间电压急剧下降的叠层陶瓷电容器作为次品而进行选择性地去除。
文档编号G01R31/01GK1293817SQ00800121
公开日2001年5月2日 申请日期2000年2月2日 优先权日1999年2月4日
发明者山下由起人, 大参智, 饭野猛, 稻垣茂树, 菊池立郎, 富田义纪 申请人:松下电器产业株式会社