JP3684802B2

JP3684802B2 - 電子部品の抵抗測定装置

Info

Publication number: JP3684802B2
Application number: JP34861697A
Authority: JP
Inventors: 岳神谷
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2017-12-02
Also published as: JPH1123630A; US6127828A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品の抵抗測定装置、特に小容量で大抵抗の電子部品の抵抗測定に適した装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンデンサ等の電子部品の抵抗を測定する際、測定端子を被検体である電子部品の電極に接触させる必要があるが、測定端子と電子部品の電極との間に接触不良があると、測定値は抵抗を正しく示さない。しかし、電子部品の抵抗が非常に大きい場合には、正常時と接触不良時とを区別することが困難である。
【０００３】
そこで、図１に示すように、測定端子の接触検出と絶縁抵抗の測定とを行なうことができる絶縁抵抗測定装置が知られている（例えば特開平４−１３１７７０号公報参照）。すなわち、１は正弦波発生器、２は直流測定電源であり、それぞれの一端はアースされ、他端はスイッチ３によって択一的に切り換えられる。スイッチ３は電流制限抵抗４を介して被検体であるコンデンサ５の一端に接続され、コンデンサ５の他端はアンプ６の入力に接続される。なお、コンデンサ５の両端の電極には測定端子７ａ，７ｂが接触している。アンプ６の出力はスイッチ８を介してＡ／Ｄ変換器９に接続され、解析装置（ＣＰＵ）１０と接続されている。また、アンプ６の出力はＲＭＳ／ＤＣ変換器１１を介してスイッチ８とも接続されている。スイッチ８をアンプ側へ切り換えると、アンプ６はそのままＡ／Ｄ変換器９と接続され、スイッチ８をＲＭＳ／ＤＣ変換器側へ切り換えると、アンプ６はＲＭＳ／ＤＣ変換器１１を介してＡ／Ｄ変換器９と接続される。
【０００４】
次に、上記測定装置を用いて被検体であるコンデンサ５の絶縁抵抗を測定する方法を説明する。
まず、コンデンサ５が正しく測定端子７ａ，７ｂに接触しているかを確認するため、スイッチ３を正弦波発生器１側へ切り換え、周波数が例えば１ｋＨｚ程度の交流信号を流す。同時に、スイッチ８をＲＭＳ／ＤＣ変換器１１側へ切り換える。その結果、交流信号がコンデンサ５を通り、アンプ６で増幅された後、ＲＭＳ／ＤＣ変換器１１で実効値に対応した直流信号に変換される。そして、この直流信号をＡ／Ｄ変換器９でデジタル化し、ＣＰＵ１０で解析する。デジタル化された信号が基準以下であれば、接触不良である。
【０００５】
接触が良好であれば、次にスイッチ３を直流電源２側へ切り換えると同時に、スイッチ８をアンプ６側へ切り換える。これにより、電流制限抵抗４で制限された電流はコンデンサ５に充電される。充電後、コンデンサ５の漏れ電流をアンプ６で増幅し、この出力をＡ／Ｄ変換器９でデジタル化したものをＣＰＵ１０で解析し、コンデンサ５の絶縁抵抗を計算する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の接触検出方法では、コンデンサ５に交流信号を印加し、コンデンサ５の容量を検出することで測定端子７ａ，７ｂとコンデンサ５との接触検出を行なっている。しかしながら、上記のような容量検出による接触検出では、被検体５の容量が微小な場合や容量を持たない場合には、確実な接触検出を行なうことができないという欠点がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、被測定電子部品の容量が小さい場合でも、確実に接触検出が行なえる電子部品の抵抗測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、電子部品に直流電圧を印加した状態で、電子部品に流れる電流を検出することにより電子部品の抵抗値を測定する装置において、一方向に周回駆動される搬送治具と、上記搬送治具の上面に設けられた電子部品を収納保持するための保持溝と、上記保持溝の底部に電子部品の電極と接触可能に設けられた一対の接触電極と、上記搬送治具の上方に昇降可能に配置された測定端子とを備え、上記搬送治具には、接触検出に必要な静電容量を持つダミーコンデンサが一体に組み込まれ、かつ上記接触電極とダミーコンデンサの電極とが互いに接続されており、上記測定端子を電子部品の電極に接触させると同時に、ダミーコンデンサの電極を電子部品の電極に接触させ、電子部品とダミーコンデンサとの並列回路に流れる電流を検出するようにした電子部品の抵抗測定装置を提供する。
また、請求項２に係る発明は、電子部品に直流電圧を印加した状態で、電子部品に流れる電流を検出することにより電子部品の抵抗値を測定する装置において、一方向に周回駆動される搬送治具と、上記搬送治具の上面に設けられた電子部品を収納保持する保持溝と、上記保持溝の底部に電子部品の電極と接触可能に設けられ、かつ搬送治具の下面に延設された一対の接触電極と、上記搬送治具の上方に昇降可能に配置され、保持溝に収納された電子部品を押圧して電子部品の電極を接触電極と接触させる押圧具と、上記搬送治具の下方に、上記接触電極と接触可能に配置された測定端子とを備え、接触検出に必要な静電容量を持つダミーコンデンサが上記押圧具に一体に組み込まれ、その電極が上記電子部品の電極と接触可能であり、上記測定端子を上記接触電極に接触させると同時に、ダミーコンデンサの電極を電子部品の電極に接触させ、電子部品とダミーコンデンサとの並列回路に流れる電流を検出するようにした電子部品の抵抗測定装置を提供する。
【０００９】
まず、請求項１に係る発明について説明する。
測定端子を電子部品の電極に押しつけると、電子部品の電極はダミーコンデンサの電極とも接触する。ここで、測定端子から直流信号または交流信号を印加すると、この信号は電子部品とダミーコンデンサとの並列回路に流れるので、並列回路の容量に対応した出力信号が得られる。並列回路の容量は電子部品の容量とダミーコンデンサの容量との和で与えられるので、たとえ電子部品の容量が小さくても、ダミーコンデンサが十分な容量を有すれば、並列回路から十分な出力を得ることができ、確実に接触検出できる。
【００１０】
また、測定端子が電子部品の電極とが接触していない場合、ダミーコンデンサとも接触していないので、接触なしを確実に検出できる。
さらに、測定端子と電子部品の電極との接触が良好であっても、ダミーコンデンサの電極と電子部品の電極との接触が不良である場合が生じるが、その場合には、並列回路の出力は電子部品の容量にのみ対応した出力となるので、非常に小さく、接触不良を容易に検出できる。
【００１１】
上記のように接触検出を行なった後、電子部品の電極と測定端子とを接触させたまま、ひき続いて抵抗測定を行なえば、電子部品の抵抗を正確に測定することができる。この場合、測定される抵抗は並列回路の抵抗であるが、ダミーコンデンサの絶縁抵抗は既知であるから、所定の計算式により電子部品の抵抗を容易に求めることができる。
【００１２】
接触検出のために印加される信号としては、直流または交流のいずれであってもよい。直流信号を印加した場合には、印加初期に電子部品とダミーコンデンサとの並列回路に突入電流が流れるので、この突入電流を検出することで接触検出を行なうことが可能である。また、交流信号を印加した場合には、電子部品とダミーコンデンサとの並列回路に交流信号が流れるので、この交流信号を検出することで接触検出を行なうことができる。いずれにしても、並列回路の容量に対応した出力信号が得られるので、この出力信号から接触検出を行なうことができる。
【００１３】
実際の絶縁抵抗測定では、ターンテーブルなどの搬送治具を用いて測定を行うことが多い。本発明はこのような搬送治具に適用することができる。
すなわち、請求項１では、一方向に周回駆動される搬送治具と、上記搬送治具の上面に設けられた電子部品を収納保持するための保持溝と、上記保持溝の底部に電子部品の電極と接触可能に設けられた一対の接触電極とを備え、上記測定端子は上記搬送治具の上方に昇降可能に配置され、上記搬送治具には上記ダミーコンデンサが一体に組み込まれ、かつ上記接触電極とダミーコンデンサの電極とが互いに接続されている。このように構成すれば、搬送しながら抵抗測定を実施できるので、小型の装置で生産性を向上させることができる。
【００１４】
同様に、請求項２では、一方向に周回駆動される搬送治具と、上記搬送治具の上面に設けられた電子部品を収納保持する保持溝と、上記保持溝の底部に電子部品の電極と接触可能に設けられ、かつ搬送治具の下面に延設された一対の接触電極と、上記搬送治具の上方に昇降可能に配置され、保持溝に収納された電子部品を押圧して電子部品の電極を接触電極と接触させる押圧具とを備え、上記測定端子は上記搬送治具の下方に、上記接触電極と接触可能に配置され、上記ダミーコンデンサは押圧具に一体に組み込まれ、その端子が上記電子部品の電極と接触可能であるものである。この場合には、押圧具にダミーコンデンサを設けることで、請求項１と同様な作用効果を奏する。
【００１５】
本発明が対象とする電子部品は、コンデンサに限らず容量を持たない部品、例えば抵抗器や、スイッチやリレーのオープン状態の抵抗測定などにも用いることができる。
搬送治具としては、電子部品を保持する保持溝を等ピッチ間隔で円周上に設けたターンテーブルであってもよいし、電子部品を保持する保持溝を等ピッチ間隔で設けた無端ベルトであってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の抵抗測定方法の原理を、図２，図３にしたがって説明する。ここでは、説明を簡単にするため、測定すべき電子部品としてチップコンデンサ５を用いた。なお、図２において図１の回路と同一部品には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１７】
１２はダミーコンデンサであり、被測定コンデンサ５より大きな容量Ｃｄを持つコンデンサが使用される。ダミーコンデンサ１２は接触検出に必要な容量を持つことが必要であり、例えば１ｐＦ以上の容量を持つものが望ましい。ダミーコンデンサ１２の両端の電極１２ａ，１２ｂには接触電極１３ａ，１３ｂが予め接続されており、この接触電極１３ａ，１３ｂは被測定コンデンサ５の電極５ａ，５ｂと接触可能である。また、測定端子７ａ，７ｂは従来と同様に被測定コンデンサ５の電極５ａ，５ｂと接触可能である。被測定コンデンサ５の電極５ａ，５ｂが測定端子７ａ，７ｂと導通し、かつ接触電極１３ａ，１３ｂとも導通した状態では、ダミーコンデンサ１２と被測定コンデンサ５とが並列接続される。
なお、コンデンサ５，１２は、図３の等価回路に示すように、それぞれ絶縁抵抗Ｒｍと静電容量Ｃｍ、絶縁抵抗Ｒｄと静電容量Ｃｄで構成されている。
【００１８】
ここで、接触検出方法および抵抗測定方法について説明する。
まず、測定端子７ａ，７ｂを被測定コンデンサ５の電極５ａ，５ｂに圧接させる。この圧接力により、被測定コンデンサ５の電極５ａ，５ｂはダミーコンデンサ１２の電極１２ａ，１２ｂと接続された接触電極１３ａ，１３ｂとも接触する。ここで、スイッチ３を正弦波発生器１側へ切り換え、例えば１ｋＨｚ程度の周波数の交流信号を流す。同時に、スイッチ８をＲＭＳ／ＤＣ変換器１１側へ切り換える。これにより、交流信号がコンデンサ５とダミーコンデンサ１２との並列回路を通り、アンプ６で増幅された後、ＲＭＳ／ＤＣ変換器１１で実効値に対応した直流信号に変換される。そして、この直流信号をＡ／Ｄ変換器９でデジタル化し、この信号をＣＰＵ１０で解析することにより、測定端子７ａ，７ｂと被測定コンデンサ５の電極５ａ，５ｂとの接触が良好であるか否かを検出できる。
【００１９】
接触が良好であれば、次にスイッチ３を直流電源２側へ切り換えると同時に、スイッチ８をアンプ６側へ切り換える。これにより、電流制限抵抗４で制限された電流は被測定コンデンサ５とダミーコンデンサ１２との並列回路に充電される。充電後、並列回路の漏れ電流をアンプ６で増幅し、この出力をＡ／Ｄ変換器９でデジタル化したものをＣＰＵ１０で解析し、被測定コンデンサ５の絶縁抵抗Ｒｍを計算する。
【００２０】
図３から明らかなように、コンデンサ５，１２は互いに並列接続されているので、並列回路の容量Ｃおよび抵抗Ｒは次の通りである。
Ｃ＝Ｃｍ＋Ｃｄ・・・（１）
Ｒ＝Ｒｍ・Ｒｄ／（Ｒｍ＋Ｒｄ）・・・（２）
（１）式から明らかなように、ダミーコンデンサ１２は接触検出に必要な容量Ｃを確保する働きがあり、被測定コンデンサ５の容量Ｃｍが小さくても、確実な接触検出を行なうことができる。
（２）式を変形すると、被測定コンデンサ５の絶縁抵抗Ｒｍは次式で求められる。
Ｒｍ＝Ｒ・Ｒｄ／（Ｒｄ−Ｒ）・・・（３）
（２）式または（３）式において、ＲｍとＲｄとが同程度、またはＲｍ≪Ｒｄの場合には、測定値Ｒから被測定コンデンサ５の絶縁抵抗Ｒｍを求めることができるが、Ｒｍ≫Ｒｄの場合には、絶縁抵抗Ｒｍを精度よく求めることが困難となる。そのため、ダミーコンデンサ１２には十分大きな絶縁抵抗Ｒｄを持つコンデンサを用いる必要がある。例えば、ダミーコンデンサ１２の絶縁抵抗Ｒｄは、被測定コンデンサ５の絶縁抵抗Ｒｍの例えば１／１０以上であるのが望ましい。
【００２１】
図４〜図６は抵抗測定装置の具体例を示す。
２０は搬送治具の一例であるターンテーブルであり、ターンテーブル２０は矢印方向に一定ピッチ間隔で間欠的に回転駆動される。ターンテーブル２０の外周部には、図５のように被検体であるチップ型コンデンサ５を１個ずつ保持できる凹状の保持溝２１が上記駆動ピッチと同一ピッチ間隔で設けられている。ターンテーブル２０の各保持溝２１の底面には、図６のように２個の接触電極１３ａ，１３ｂが形成されており、これら接触電極１３ａ，１３ｂはスルーホール電極２２ａ，２２ｂを介して裏面電極２３ａ，２３ｂに接続されている。そして、裏面電極２３ａ，２３ｂにはダミーコンデンサ１２が架け渡して固定され、半田や導電性接着剤２４等によって裏面電極２３ａ，２３ｂと電極１２ａ，１２ｂとが接続されている。
【００２２】
各保持溝２１の内周面には、図６に示すように空気穴２５が設けられており、各空気穴２５は切替弁２６を介して負圧源２７および正圧源２８と接続されている。保持溝２１にコンデンサ５が収容されている間は、空気穴２５と負圧源２７とが接続されており、保持溝２１の内周面にコンデンサ５を吸着保持している。そのため、コンデンサ５の電極５ａ，５ｂに対する測定端子７ａ，７ｂの接触位置が一定となり、安定した特性測定が可能となるとともに、ターンテーブル２０の回転に伴う遠心力によってコンデンサ５が保持溝２１から脱落するのを防止できる。また、保持溝２１からコンデンサ５を取り出す際には、切替弁２６が正圧源２８側に切り替わり、エアーを吹き出してコンデンサ５を保持溝２１から排出するようになっている。
【００２３】
ターンテーブル２０の周囲には、コンデンサ５を保持溝２１へ供給する供給部３０、容量を測定する容量測定部３１、コンデンサ５に直流電圧を印加する予備充電部３２、ＩＲ測定部３３、不良品排出部３４、良品取出部３５等が設けられている。供給部３０に対応する位置には、コンデンサ５を１個ずつターンテーブル２０へ送り込むパーツフィーダなどの供給装置３６が配置されている。また、容量測定部３１から予備充電部３２を経てＩＲ測定部３３に至る経路の上部には、図６に示されるような昇降可能な測定端子がそれぞれ配置されている。容量測定部３１で測定された容量Ｃは被測定コンデンサ５とダミーコンデンサ１２との並列回路の容量であるから、（１）式により被測定コンデンサ５の容量Ｃｍを計算で容易に求めることができる。
【００２４】
また、予備充電部３２を経て予備充電を終了した後、ＩＲ測定部３３で測定端子７ａ，７ｂを被測定コンデンサ５の電極５ａ，５ｂに接触させる。ここで、図２に示される回路を用いて、まず接触検出を行なう。接触が良好であると判断された場合には、続いて絶縁抵抗の測定を行なう。この絶縁抵抗値Ｒは被測定コンデンサ５とダミーコンデンサ１２との並列回路の絶縁抵抗であるから、（３）式により被測定コンデンサ５の絶縁抵抗Ｒｍを計算で求めることができる。
【００２５】
上記のようにして求めた被測定コンデンサ５の容量Ｃｍと絶縁抵抗Ｒｍの何れか一方が基準範囲外であれば、不良品排出部３４から排出され、容量Ｃｍと絶縁抵抗Ｒｍとが共に基準範囲内であれば、良品取出部３５より取り出される。
【００２６】
図７はＩＲ測定部３３の他の実施例を示す。
この実施例では、保持溝２１の底部に形成した接触電極１３ａ，１３ｂを、ターンテーブル２０の底面まで延設し、この接触電極１３ａ，１３ｂに下方から測定端子７ａ，７ｂを接触させる。また、保持溝２１に収納されたコンデンサ５の電極５ａ，５ｂに対して、上方から押圧具４０が押圧可能となっている。押圧具４０にはダミーコンデンサ１２が埋め込んで固定されており、このダミーコンデンサ１２の端子１２ａ，１２ｂは押圧具４０の下面に突出する端子４１，４２と接続されている。
【００２７】
測定に際しては、測定端子７ａ，７ｂを上昇させると同時に、押圧具４０を下降させる。これによって、測定端子７ａ，７ｂが接触電極１３ａ，１３ｂに接触すると同時に、押圧具４０の端子４１，４２がコンデンサ５の電極５ａ，５ｂに接触する。このように上下からは挟み付けることによって、確実な接触性を得ることができる。なお、接触検出と絶縁抵抗測定の方法は先の実施例で説明した通りである。
【００２８】
なお、本発明のダミーコンデンサとしては実施例のようなチップ型コンデンサに限らず、リード付きコンデンサを用いてもよい。したがって、本発明でいう電極とは端子を含む概念である。
さらに、ダミーコンデンサは別付部品である必要はなく、搬送治具（例えばターンテーブル）自体でダミーコンデンサを構成してもよい。例えば、図８に示すように、搬送テーブル２０を所定の誘電率を有する材料で形成し、その保持溝２１の底面に一定間隔をあけて接触電極１３ａ，１３ｂを形成することで、接触電極１３ａ，１３ｂ間にダミーコンデンサ１２’を形成してもよい。なお、この場合、接触電極１３ａ，１３ｂを省略することも可能である。
【００２９】
また、本発明にかかる抵抗測定装置は、図２に示される回路に限るものでなく、他の公知の回路を用いることができることは勿論である。例えば、図２では２個のスイッチで交流回路（接触検出回路）と直流回路（ＩＲ測定回路）とを切り換えたが、交流信号を直流回路に重畳して流すことにより、接触検出を行なうようにしてもよい。また、接触検出の際、交流出力信号をその実効値に対応した直流信号に変換するためＲＭＳ／ＤＣ変換器を用いたが、これに限るものではない。さらに、接触検出のために交流信号を用いるものに限らず、直流信号を用い、その突入電流を検出することで接触検出を行なってもよい。
【００３０】
上記実施例では、一対の測定端子を用いたが、電子部品との接触を確実にするため２対以上の測定端子を用いてもよい。同様に接触電極も２対以上設けてもよい。
【００３１】
図４では、予め予備充電を行なった後、絶縁抵抗測定（接触検出を含む）を別のステップで行なうようにしたが、これに限るものではなく、特開平４−２５４７６９号公報のように充電と絶縁抵抗測定（接触検出を含む）とを同時に行なってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、被測定電子部品とダミーコンデンサとの並列回路の容量を検出することで、測定端子の接触検出を行なうようにしたので、たとえ電子部品の容量が小さくても、ダミーコンデンサが接触検出に必要な容量を有すれば、電子部品とダミーコンデンサとの並列回路から十分な出力を得ることができるので、確実に接触検出できる。
したがって、従来では困難であった小容量のコンデンサや容量を全く持たない電子部品の接触検出を確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のコンデンサの絶縁抵抗測定装置の一例の回路図である。
【図２】本発明にかかる抵抗測定装置の一例の回路図である。
【図３】図２の抵抗測定装置の要部の等価回路図である。
【図４】本発明にかかる抵抗測定装置の一例の概略平面図である。
【図５】図４の抵抗測定装置に用いられるターンテーブルの斜視図である。
【図６】図４の抵抗測定装置のＩＲ測定部の断面図である。
【図７】抵抗測定装置のＩＲ測定部の他の実施例の断面図である。
【図８】ターンテーブルの他の実施例の断面図である。
【符号の説明】
１正弦波発生器
２直流測定電源
５被測定コンデンサ
７ａ，７ｂ測定端子
１２ダミーコンデンサ
１３ａ，１３ｂ接触電極
２０ターンテーブル
２１保持溝

Claims

電子部品に直流電圧を印加した状態で、電子部品に流れる電流を検出することにより電子部品の抵抗値を測定する装置において、
一方向に周回駆動される搬送治具と、
上記搬送治具の上面に設けられた電子部品を収納保持するための保持溝と、
上記保持溝の底部に電子部品の電極と接触可能に設けられた一対の接触電極と、
上記搬送治具の上方に昇降可能に配置された測定端子とを備え、
上記搬送治具には、接触検出に必要な静電容量を持つダミーコンデンサが一体に組み込まれ、かつ上記接触電極とダミーコンデンサの電極とが互いに接続されており、
上記測定端子を電子部品の電極に接触させると同時に、ダミーコンデンサの電極を電子部品の電極に接触させ、電子部品とダミーコンデンサとの並列回路に流れる電流を検出するようにした電子部品の抵抗測定装置。
電子部品に直流電圧を印加した状態で、電子部品に流れる電流を検出することにより電子部品の抵抗値を測定する装置において、
一方向に周回駆動される搬送治具と、
上記搬送治具の上面に設けられた電子部品を収納保持する保持溝と、
上記保持溝の底部に電子部品の電極と接触可能に設けられ、かつ搬送治具の下面に延設された一対の接触電極と、
上記搬送治具の上方に昇降可能に配置され、保持溝に収納された電子部品を押圧して電子部品の電極を接触電極と接触させる押圧具と、
上記搬送治具の下方に、上記接触電極と接触可能に配置された測定端子とを備え、
接触検出に必要な静電容量を持つダミーコンデンサが上記押圧具に一体に組み込まれ、その電極が上記電子部品の電極と接触可能であり、
上記測定端子を上記接触電極に接触させると同時に、ダミーコンデンサの電極を電子部品の電極に接触させ、電子部品とダミーコンデンサとの並列回路に流れる電流を検出するようにした電子部品の抵抗測定装置。
上記測定端子から電子部品とダミーコンデンサとの並列回路に交流または直流の信号を印加し、その出力から電子部品の電極と測定端子との接触検出を行なう接触検出回路が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品の抵抗測定装置。
上記測定端子から電子部品とダミーコンデンサとの並列回路に直流電圧を印加し、その漏れ電流から並列回路の抵抗Ｒを測定するＩＲ測定回路が設けられ、
上記抵抗Ｒとダミーコンデンサの絶縁抵抗Ｒｄとから、次式を用いて電子部品の抵抗Ｒｍを求めることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子部品の抵抗測定装置。
Ｒｍ＝Ｒ・Ｒｄ／（Ｒｄ−Ｒ）