JP2016114612A - コンデンサの検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】構成がきわめて簡単でありながら、コンタクトチェック、充電チェックおよび絶縁抵抗チェックを確実に行うことができるようにする。【解決手段】充電ステップでコンデンサCを規定電圧で充電したのち、検査ステップで、直流電源Eより一対のプローブPを介してコンデンサCに所定の直流電圧を印加した状態で、電流計11にてコンデンサCに流れる電流(漏れ電流)値を測定してコンデンサの良否を検査するにあたって、一対のプローブP間に電圧計12を接続するとともに、直流電源Eにスイッチ13を設け、スイッチ13をオフとして電圧計12にて測定される電圧測定値により、コンタクトチェックと充電チェックとを行い、ともに良好である場合に、スイッチ13をオンとして絶縁抵抗チェックを行う。【選択図】図1
Description
本発明は、コンデンサの検査方法に関し、さらに詳しく言えば、コンデンサの絶縁抵抗を測定する際、コンタクトチェック等をも行えるようにしたコンデンサの検査技術に関するものである。
図3の等価回路に示すように、一般的なコンデンサ(キャパシタ)Cには、主静電容量Cxと、絶縁抵抗Rxと、誘電吸収因子Dとが並列に接続された状態で含まれている。
絶縁抵抗Rxは、例えば電解質や、セラミックコンデンサ等のチップ素子におけるパッケージ内に存在する。また、誘電吸収因子Dは、コンデンサCに電圧を印加したとき、その内部に発生する電界により形成される誘電分極によるもので、内部抵抗rと誘電分極容量Coの直列回路で表される。
コンデンサCを被測定試料DUTとして、その絶縁抵抗Rxの測定は、基本的に絶縁抵抗測定と同じく、被測定試料DUTの両端子間に直流電圧を印加し、そのとき被測定試料DUTに流れる電流(漏れ電流)を電流計にて測定することにより行われる。
ところで、被測定試料DUTに対して電圧を印加すると、その当初時には、内部抵抗rを介して誘電分極容量Coへの充電が行われるため、誘電分極が安定したのちに、絶縁抵抗Rxの測定を行う必要がある。誘電分極が安定したのちに被測定試料DUTに流れる電流は、主として絶縁抵抗Rxを流れる漏れ電流である。
そこで、図4のイメージ図に示すように、充電ステップと検査ステップとを備え、充電ステップでは、誘電分極が安定した状態となるように、被測定試料DUTを好ましく多段回にわたって規定された電圧にまで充電する(例えば、特許文献1参照)。
そして、その後の検査ステップで、図5に示す絶縁抵抗計を用い、その直流電源Eより一対のプローブP,Pを介して被測定試料DUTに所定の直流電圧Vを印加し、そのとき被測定試料DUTに流れる電流Iを直流電流計A1にて測定するようにしている。絶縁抵抗Rxは、V/Iにより求められ、その値が所定のしきい値よりも大きい場合は良品、しきい値よりも小さい場合は不良品と判定する。
しかしながら、被測定試料(コンデンサ)DUTに流れる電流Iは微小であるため、プローブのコンタクト不良、例えばプローブPが被測定試料DUTの端子から外れている場合や、その接触部位に酸化皮膜等の電気絶縁物がある場合は、被測定試料DUTに電圧が印加されず、その結果、被測定試料DUTに流れる電流がゼロとなり、絶縁抵抗値がしきい値よりも大きいと求められるので、良品と判定されることがあり得る。
そこで、プローブPが被測定試料DUTの端子に電気的に接触しているかどうかのコンタクトチェックを行うため、図5の二点鎖線枠に示すように、絶縁抵抗計内に交流電源ACと交流電流計A2からなるコンタクトチェック回路1を設けることが行われている(例えば、特許文献2参照)。
上記のコンタクトチェック回路1によれば、交流信号は被測定試料DUTであるコンデンサ内を流れることから、交流電流計A2で所定の交流電流が測定されれば接触(コンタクトOK),所定の交流電流が測定されなければ非接触(コンタクトNG)と判定することができる。
しかしながら、問題点として、上記のコンタクトチェック回路1では、交流電源AC,交流電圧計A2およびその付属回路としての判定回路や交流信号を絶縁抵抗計内に注入するためのスイッチ回路等を必要とするため、その構成が複雑でコスト高でもある。
また、検査ステージに先立って行われる充電ステージで、被測定試料DUTに規定された電圧で充電が行われたかどうかも分からない。
したがって、本発明の課題は、構成がきわめて簡単でありながら、検査ステージにおいて、コンタクトチェックを確実に行うことができるとともに、先の充電ステージで被測定試料(コンデンサ)に規定された電圧で充電が行われたかどうかも判定できるようにすることにある。
上記した課題を解決するため、本発明は、充電ステップと検査ステップとを含み、上記充電ステップで、充電電源により被検査対象であるコンデンサに所定の直流電圧を印加して充電したのち、上記検査ステップで、直流電源より一対のプローブを介して上記コンデンサの両端子間に所定の直流電圧を印加した状態で、上記直流電源と上記一方のプローブとの間に接続されている電流計にて上記コンデンサに流れる電流値を測定して上記コンデンサの良否を検査するコンデンサの検査方法において、
上記コンデンサに印加する上記直流電源の出力電圧をオンオフするスイッチと、上記一対のプローブを介して上記コンデンサの両端子間に接続される電圧計と、上記スイッチを制御するとともに、上記電流計および上記電圧計の測定値に基づいて所定の判定を行う制御部とを備え、
上記検査ステップで、上記制御部は、上記スイッチをオフとし、そのときの上記電圧計の測定値が0Vである場合には、上記プローブが上記コンデンサの端子に非接触と判定し、上記電圧計の測定値が上記充電ステップで印加された電圧値に達していない場合には、充電不良と判定し、
上記電圧計の測定値が上記充電ステップで印加された電圧値にほぼ等しい場合には、上記スイッチをオンとして、上記直流電源より上記一対のプローブを介して上記コンデンサの両端子間に所定の直流電圧を印加し、そのとき上記電流計にて測定される電流値に基づいて上記コンデンサの良否を判定することを特徴としている。
上記コンデンサに印加する上記直流電源の出力電圧をオンオフするスイッチと、上記一対のプローブを介して上記コンデンサの両端子間に接続される電圧計と、上記スイッチを制御するとともに、上記電流計および上記電圧計の測定値に基づいて所定の判定を行う制御部とを備え、
上記検査ステップで、上記制御部は、上記スイッチをオフとし、そのときの上記電圧計の測定値が0Vである場合には、上記プローブが上記コンデンサの端子に非接触と判定し、上記電圧計の測定値が上記充電ステップで印加された電圧値に達していない場合には、充電不良と判定し、
上記電圧計の測定値が上記充電ステップで印加された電圧値にほぼ等しい場合には、上記スイッチをオンとして、上記直流電源より上記一対のプローブを介して上記コンデンサの両端子間に所定の直流電圧を印加し、そのとき上記電流計にて測定される電流値に基づいて上記コンデンサの良否を判定することを特徴としている。
本発明によれば、被検査対象であるコンデンサの両端子に接触される一対のプローブ間に電圧計が接続され、直流電源にはその出力電圧をオンオフするスイッチが設けられていることにより、まず、スイッチをオフとして、そのときの電圧計の測定値が0Vである場合には、プローブがコンデンサの端子に非接触と判定でき、電圧計の測定値が充電ステップで印加された電圧値に達していない場合には、充電不良と判定でき、また、電圧計の測定値が充電ステップで印加された電圧値にほぼ等しい場合には、スイッチをオンとして、直流電源より一対のプローブを介してコンデンサの両端子間に所定の直流電圧を印加し、そのとき電流計にて測定される電流値に基づいてコンデンサの良否を判定することができる。
次に、図1ないし図2により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本発明は、先の図4で説明した充電ステージと検査ステージとを含むコンデンサの検査システムに好ましく適用されるものである。
図1に示すように、この実施形態に係るコンデンサの検査装置は、先の図5で説明した従来例と同じく、基本的な構成として、所定の直流電圧を出力する直流電源Eと、直流電源Eに接続され被測定試料DUT(コンデンサC)の両端子に接触可能な一対のプローブP(P1,P2)と、直流電源Eと一方のプローブP、この実施形態では高電位側のプローブP1との間に接続された電流計(直流電流計)11とを備えている。
なお、一対のプローブPについて、特に高電位側と低電位側とを区別する必要がない場合には、単にプローブPと言う。また、被測定試料DUTであるコンデンサCの内部構造については、先の図3の等価回路図を参照されたい。
本発明のコンデンサの検査装置は、上記した基本的な構成に加えて電圧計(直流電圧計)12と、直流電源Eから被測定試料DUTに印加される出力(直流電圧)をオンオフするスイッチ13と、制御部20とを備える。
この実施形態において、電圧計12は、電流計11およびプローブP1,P2を含む直列回路に対して並列に接続されているが、別の態様として、プローブP1とプローブP2との間に接続されてもよい。
また、この実施形態において、スイッチ13は、直流電源Eの正極側に設けられているが、その配置箇所は、電圧計12の電圧検出回路以外であればよい。なお、スイッチ13としては、リレー、半導体スイッチ、フォトモスリレー等の光半導体スイッチを使用することができる。
制御部20は、スイッチ13のオンオフを制御するとともに、電流計11および電圧計12の測定値に基づいて、プローブPのコンタクトチェック、被測定試料DUTに対する充電の適否および被測定試料DUTの絶縁抵抗の良否等の判定を行う。制御部20には、CPU(中央演算処理ユニット)やマイクロコンピュータ等が用いられてよい。
次に、図2(a),(b)を参照して、このコンデンサの検査装置の動作について説明するが、被測定試料DUTは、図4で説明した充電ステージで規定の電圧に充電され、こここでの説明において、その充電電圧は例えば100Vであるとする。また、プローブP1,P2は、図示しない自動機(例えば、X−Y−Z方向に移動可能なアーム等)により、被測定試料DUTの端子に接触されるものとする。
充電ステージで充電処理された被測定試料DUTが検査ステージに運ばれ、所定のワーク載置台にセットされると、制御部20は、図2(a)に示すように、スイッチ13をオフとして、プローブP1,P2を被測定試料DUTの各端子に接触させ、電圧計12による電圧測定値V(被測定試料DUTの電圧値)を観察する。
制御部20は、その電圧測定値Vが0Vであれば、図2(b)に示すように、プローブP1,P2のいずれか一方もしくは両方が被測定試料DUTの端子に電気的に接触していないと判定する(コンタクトチェック)。コンタクト不良の場合には、再度プロービングし直すか、もしくは当該被測定試料DUTを製品ラインから排除する。
また、上記電圧測定値Vが例えば70Vで、100Vに達していない場合には、充電不良と判定する(充電チェック)。コンタクト不良、充電不良の場合には、当該被測定試料DUTを製品ラインから排除するか、もしくは再度のプロービング、再度の充電を行う。
これに対して、上記電圧測定値がほぼ100Vである場合には、プローブP1,P2の接触が良好かつ充電も良好であると判定し、スイッチ13をオンとして、電流計11による電流測定値I(被測定試料DUTの漏れ電流)を観察する(絶縁抵抗のチェック)。
上記電流測定値Iがあらかじめ設定されている基準値より小さい場合には、絶縁抵抗良好と判定し、上記電流測定値Iが基準値よりも大きい場合には、絶縁抵抗不良として、当該被測定試料DUTを製品ラインから排除する。
このように、本発明によれば、従来のコンデンサ絶縁抵抗検査回路に、電圧計とスイッチを付加するだけの簡単な回路構成により、コンタクトチェック、充電チェックおよび絶縁抵抗チェックの3機能を同一の検査ステージで一連に実行することができることから、高い信頼性をもってコンデンサの検査を行うことが可能となる。
なお、上記実施形態では、充電ステージと検査ステージとを別ステージとしているが、被測定試料DUTの容量によっては、充電ステージと検査ステージとを分けずに、検査ステージ内で、被測定試料DUTに対して充電を行い、その後に、コンタクトチェック、充電チェックおよび絶縁抵抗のチェックを行うことも可能である。
11 電流計
12 電圧計
13 スイッチ
20 制御部
E 直流電源
P(P1,P2) プローブ
DUT 被測定試料(コンデンサ)
12 電圧計
13 スイッチ
20 制御部
E 直流電源
P(P1,P2) プローブ
DUT 被測定試料(コンデンサ)
Claims (1)
- 充電ステップと検査ステップとを含み、上記充電ステップで、充電電源により被検査対象であるコンデンサに所定の直流電圧を印加して充電したのち、上記検査ステップで、直流電源より一対のプローブを介して上記コンデンサの両端子間に所定の直流電圧を印加した状態で、上記直流電源と上記一方のプローブとの間に接続されている電流計にて上記コンデンサに流れる電流値を測定して上記コンデンサの良否を検査するコンデンサの検査方法において、
上記コンデンサに印加する上記直流電源の出力電圧をオンオフするスイッチと、上記一対のプローブを介して上記コンデンサの両端子間に接続される電圧計と、上記スイッチを制御するとともに、上記電流計および上記電圧計の測定値に基づいて所定の判定を行う制御部とを備え、
上記検査ステップで、上記制御部は、上記スイッチをオフとし、そのときの上記電圧計の測定値が0Vである場合には、上記プローブが上記コンデンサの端子に非接触と判定し、上記電圧計の測定値が上記充電ステップで印加された電圧値に達していない場合には、充電不良と判定し、
上記電圧計の測定値が上記充電ステップで印加された電圧値にほぼ等しい場合には、上記スイッチをオンとして、上記直流電源より上記一対のプローブを介して上記コンデンサの両端子間に所定の直流電圧を印加し、そのとき上記電流計にて測定される電流値に基づいて上記コンデンサの良否を判定することを特徴とするコンデンサの検査方法。
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