專利名稱:獨石陶瓷電容器的分類方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于分類獨石陶瓷電容器的方法,更具體的涉及增加分類過程的效率的改進方法和提高分類結(jié)果的可靠性的方法。
獨石陶瓷電容器會遇到一個問題,其中在生產(chǎn)過程中,當(dāng)在陶瓷介電物質(zhì)中混入外部的物質(zhì)或產(chǎn)生凝結(jié)物時會產(chǎn)生一些缺陷,例如在燒結(jié)后在陶瓷介電材料中會產(chǎn)生孔穴。由于這些缺陷會造成獨石陶瓷電容器的絕緣電阻的降低,從而至少在運貨前應(yīng)將具有這些缺陷的產(chǎn)品分檢出消除掉。
如上所述,為了分檢出有缺陷的產(chǎn)品,在獨石陶瓷電容器的生產(chǎn)過程中通常測量獨石陶瓷電容器的絕緣電阻。
然而,如上所述的通過測量絕緣電阻用于判斷缺陷存在的方法對于間接檢測缺陷的存在是很重要的。因此,當(dāng)缺陷較小時,使用通過評價所測量的絕緣電阻的間接方法檢測缺陷的存在幾乎是不可能的。因此,在效果上,通過評價絕緣電阻無法檢測到缺陷。換句話說,電容器可能具有小的缺陷,而仍然具有正常的絕緣電阻。
然而,即使是小的缺陷也會在經(jīng)過較長時間的情況下使獨石陶瓷電容器的絕緣電阻降低。對于具有薄的介電層的獨石陶瓷電容器尤其如此。因此,當(dāng)電容的介電層變的越來越薄的情況下,尤其需要能夠檢測缺陷的高可靠性的分類方法。
近來,多方面應(yīng)用具有長期可靠性的獨石陶瓷電容器,例如軍事的應(yīng)用、空間技術(shù)上的應(yīng)用和自動化的應(yīng)用。在用于這些用途的獨石陶瓷電容器中,在分類檢測結(jié)果的過程中需要高的可靠性。與此相聯(lián)系,作為消除缺陷項和保證高度質(zhì)量的方法,下面的美國軍事文獻是公知的。
(1)“MIL-C-39014E,Item 4.7.2.2電壓調(diào)節(jié)”。在電容器的最高的工作溫度施加兩倍于額定電壓的電壓96小時以獲得缺陷。此后,在室溫下測量絕緣電阻,通過絕緣電阻的降低量檢測缺陷。此方法為一種老化方法。
(2)“MIL-CL55681c,Item 3.9,在125攝氏度下的絕緣電阻b”。通過應(yīng)用額定電壓測量在125攝氏度下的絕緣電阻,以確認電阻不小于規(guī)定的值。
然而,根據(jù)美國軍事文獻的上述的缺陷檢測方法都存在下述的的問題。
在上述的方法(1)中,提供到電容器上的條件很苛刻,從而可獲得可靠的評價結(jié)果。然而,由于其需要至少96個小時獲得上述的評價結(jié)果,從而該方法效率低。因此,當(dāng)100%基座上的大量的獨石陶瓷電容器都要被評價時,該方法不實際。
另外,在上述的方法(2)中,雖然可在相對較短的時間完成評價,與上述的方法(1)相比,評價結(jié)果的可靠性不是很滿意。
相應(yīng)的,本發(fā)明的一個目的是提供一種用于獨石陶瓷電容器的分類方法,其中可提高效率且可獲得可靠的分類結(jié)果。
為了簡化,本發(fā)明的目的是通過同時進行作為美國軍事文獻的方法(1)和(2)來解決上述的技術(shù)問題的。
更詳細的,根據(jù)本發(fā)明的用于分類獨石陶瓷電容器的方法包含如下的步驟作為老化過程的步驟,首先在最高工作溫度下將不小于兩倍額定電壓的電壓施加到要被分類的獨石陶瓷電容器;作為一個高溫絕緣電阻測量過程步驟,在不小于70攝氏度的溫度下將不小于額定電壓的電壓施加到同一獨石陶瓷電容器的同時測量絕緣電阻。其結(jié)果,可檢測到具有非正常絕緣電阻的獨石陶瓷電容器。
在本發(fā)明中,最好是提前進行老化過程,然后進行高溫絕緣電阻測量過程。
在此情況下,可在老化過程后進行高溫電阻測量過程,而不測量室溫下的絕緣電阻,或者是,該方法可進一步包含在老化過程后和高溫絕緣電阻測量過程前向獨石陶瓷電容器施加額定電壓同時測量室溫下絕緣電阻的步驟。
在本發(fā)明中,老化過程和高溫絕緣電阻測量過程最好作為連續(xù)的過程進行。
在老化過程中向獨石陶瓷電容器施加電壓的方向最好與在高溫絕緣電阻測量過程中向獨石陶瓷電容器施加電壓的方向一致。
通過下面結(jié)合相應(yīng)附圖
的詳細描述會對本發(fā)明的其他的特點和好處有更清楚的了解。
下面將以最佳實施例的方式對本發(fā)明進行描述;同時描述用于說明本發(fā)明優(yōu)點的比較實施例。
具有尺寸為3.2mm×1.6mm×1.6mm、電容為4.7微法及額定電壓為10V的獨石陶瓷電容器被作為樣品進行制備。另外,為了便于在本發(fā)明的實例和比較例之間的比較評價,從陶瓷介電部分中具有多個穴洞的樣品中選擇樣品。
然后,這些樣品被分為每組為50個的四個組。在表1中用工藝編號1、2、3和4所表示的過程分別被在第一、第二、第三和第四組中進行。
表1
在表1中,示出了對于每個老化過程和絕緣電阻測量過程的條件。
老化過程和絕緣電阻測量過程中的每個條件都是很清楚的,工藝編號1為本發(fā)明的比較實例,因為雖然在工藝編號1中同時進行了老化過程和絕緣電阻測量兩個過程,在絕緣電阻測量過程中所使用的溫度只有25攝氏度(室溫)。
在工藝編號2中,雖然在85攝氏度進行了絕緣電阻測量過程,其對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的高溫絕緣電阻測量過程,沒進行老化過程,從而其為本發(fā)明的另外一個比較實例。
與工藝編號1和2相對比,在工藝編號3和4中,同時進行了老化過程和絕緣電阻測量過程,同時在絕緣電阻測量過程中溫度上升到85攝氏度,其對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的高溫絕緣電阻測量過程,從而這些過程為本發(fā)明的實例。
在表1的“施加電壓方向”的地方所標出的“一致”表示在老化過程中對每個樣品所施加的電壓的方向與在絕緣電阻測量過程中對每個樣品所施加的電壓的方向一致,而“不一致”表示在老化過程中對每個樣品所施加的電壓的方向與在絕緣電阻測量過程中對每個樣品所施加的電壓的方向不一致。另外,“不一致”表示施加電壓的方向彼此之間故意的不一致。因此,也可能所施加的電壓的方向會偶然的一致。
在同時進行老化過程和絕緣電阻測量過程的工藝中,正如在工藝編號1、3和4中,在進行完老化過程后,進行絕緣電阻測量過程。
在此情況下,在絕緣電阻測量過程中測量完每個樣品的絕緣電阻后,根據(jù)測量的結(jié)果進行分類。即,具有偏離正常的電阻值分布的絕緣電阻的樣品被刪除掉。
在表1中的“分類中的缺陷比例”表示在上述的分類期間被評價作為缺陷樣品的比例,即其指出了被刪除掉的樣品的比例。更具體的,在每50個樣品中,在工藝編號1中有3個樣品,在工藝編號2中有一個樣品,在工藝編號3中有5個樣品,及在工藝編號4中有3個樣品分別被消除掉。
相應(yīng)的,在工藝編號1到4中在消除后被留下的樣品被認為是好樣品。
可以認為,在刪除過程中被消除的樣品越多,評價的可靠性越高;然而,由于被提供到工藝編號1到4中的樣品彼此不同,被消除掉的樣品的數(shù)目并不能有效的反應(yīng)評價的可靠性。
為了評價判定的可靠性,需進行長期的可靠性的測試,其中將20V的電壓在125攝氏度施加到每個樣品達2000小時。然后,在室溫下測量被施加10V額定電壓下的絕緣電阻,從而將具有偏離正常的電阻分布的電阻的產(chǎn)品評價作為缺陷產(chǎn)品。在表1中的“可靠性測試中的缺陷比例”表示在可靠性測試中被評價作為缺陷產(chǎn)品的比例。
從“可靠性測試中的缺陷比例”的結(jié)果中可以看出,在工藝編號3和4中可確認具有高的可靠性,其對應(yīng)于本發(fā)明的樣品。
尤其是,根據(jù)工藝編號3,其中在老化過程和絕緣電阻測量過程中施加電壓的方向彼此一致,即使在嚴格的條件下進行上述長期的可靠性測試,也沒有缺陷樣品,從而可確保分類的極高可靠性。與此相比較,根據(jù)工藝編號4,其中在老化過程和絕緣電阻測量過程中施加電壓的方向彼此不一致,在長期的可靠性測試中發(fā)現(xiàn)了一個缺陷樣品。這就表示可能存在這樣的一種情況,即當(dāng)所施加的電壓方向不一致時,無法精確地分檢出缺陷樣品。
已經(jīng)參考上述的實例對本發(fā)明進行了描述;在本發(fā)明的范圍內(nèi)可能會作出一些變化和修改。
例如,在上述的實施例中,可以在不測量絕緣電阻的情況下,在老化過程和絕緣電阻測量過程之間進行絕緣電阻測量過程;在老化過程后和在絕緣電阻測量過程前還可進行將額定電壓施加到獨石陶瓷電容器上的測量絕緣電阻的過程。
在上述實例的老化過程和絕緣電阻測量過程中,后者在前者之后進行;相反的,前者也可在后者之后進行。另外,在后一種情況下,也可加入用于消除缺陷樣品的絕緣電阻測量過程。
在上述的實例中,老化過程和絕緣電阻測量過程被作為連續(xù)的過程進行;然而,這些過程也可被作為插入的過程進行,例如,可作為分時的獨立的過程進行,只要老化過程和絕緣電阻測量過程都進行了就可以。
可根據(jù)要被分類的獨石陶瓷電容器的種類、在分類中所需的可靠性的程度等等,改變在老化過程中所施加的溫度和電壓、在高溫絕緣電阻測量過程中的溫度和電壓及用于老化過程和絕緣電阻測量過程的時間。
如上所述,由于根據(jù)本發(fā)明,為了分類消除具有非正常絕緣電阻的獨石陶瓷電容器,同時進行老化過程和高溫絕緣電阻測量過程,即使當(dāng)在較短的時間內(nèi)完成老化過程,諸如1到10分鐘,也可發(fā)現(xiàn)在獨石陶瓷電容器中的潛在的缺陷,從而在較短的時間內(nèi)可獲得具有高可靠性的分類結(jié)果。因此,其可使大量的獨石陶瓷電容器被進行分檢。
在本發(fā)明中,當(dāng)提前進行老化過程,而后進行高溫絕緣電阻檢測過程時,只通過高溫電阻檢測過程就可完成對絕緣電阻的測量過程,從而可更有效的進行分類。
另外,當(dāng)在老化過程后和在高溫絕緣電阻測量過程前對獨石陶瓷電容器施加額定電壓進行絕緣電阻測量過程時,可進一步提高分類的可靠性。
在本發(fā)明中,當(dāng)老化過程和絕緣電阻測量過程被連續(xù)進行時,由于在前面過程中的至少部分熱能會被帶入后續(xù)的過程,從而其不僅會提高分類的有效性,而且可降低熱能。
當(dāng)在老化過程中對獨石陶瓷電容器所施加的電壓方向與在高溫絕緣電阻測量過程中對獨石陶瓷電容器所施加的電壓方向一致時,可獲得高可靠性的分類結(jié)果。
另外,如上所述,當(dāng)老化過程和高溫絕緣電阻測量過程連續(xù)進行時,假設(shè)在前面過程中的獨石陶瓷電容器的方向可被無偏差的帶入后續(xù)的過程中,從而在每個過程中所施加電壓的方向可彼此容易一致。
雖然已經(jīng)結(jié)合特定的實施例對本發(fā)明進行了描述,對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言,很明顯的可做各種的變化和修改,因此,本發(fā)明并不受特定的實施例的限制,而由所附的權(quán)利要求決定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于獨石陶瓷電容器的分類的方法,其特征在于,該方法包含如下步驟作為老化過程的步驟,首先在最高工作溫度下將不小于兩倍額定電壓的電壓施加到要被分類的獨石陶瓷電容器;作為一個高溫絕緣電阻測量過程步驟,在不小于70攝氏度的溫度下將不小于額定電壓的電壓施加到同一獨石陶瓷電容器的同時測量絕緣電阻,由此可檢測到具有非正常絕緣電阻的獨石陶瓷電容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于不馬上在高溫絕緣電阻測量過程之前進行老化過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于在不測量室溫下的絕緣電阻的情況下在老化過程后進行高溫絕緣電阻的測量過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于還包含如下的步驟,即在老化過程后和在高溫絕緣電阻測量過程前將額定電壓施加到獨石陶瓷電容器的同時測量室溫下的絕緣電阻的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一個權(quán)利要求所述的方法,其特征在于老化過程和高溫絕緣電阻測量過程被作為連續(xù)的過程進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于在老化過程中對獨石陶瓷電容器所施加的電壓的方向與在高溫絕緣電阻測量過程中對獨石陶瓷電容器施加的電壓的方向一致。
全文摘要
一種獨石陶瓷電容器的分類方法,根據(jù)所測量的絕緣電阻可高效獲得高可靠性的分類,首先進行老化過程,在最高工作溫度下將不小于額定電壓的兩倍的電壓施加到獨石陶瓷電容器。此后,進行高溫絕緣電阻測量過程,在不小于70度溫度下,將不小于額定電壓的電壓施加到獨石陶瓷電容器的同時測量絕緣電阻,消除具有非正常絕緣電阻的獨石陶瓷電容器。在老化過程中施加電壓的方向與在高溫絕緣電阻測量過程中施加電壓的方向最好一致。
文檔編號G01R31/00GK1254935SQ9912183
公開日2000年5月31日 申請日期1999年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月25日
發(fā)明者川口慶雄, 高木義一, 米田康信 申請人:株式會社村田制作所