JPS63164422A - Polarity identification of electrolytic capacitor - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、コンデンサ素子が金属製ケースで取り囲まれ
且つ該金属製ケースと外部電極とが短絡していないタイ
プの電解コンデンサを極性判別する方法に関し、更に詳
しくは、金属製ケース側を負、外部電極の一方を正とす
る直流電圧を印加し、その時の電流の大小により掻く短
時間で極性判別できる方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a method for determining the polarity of an electrolytic capacitor of a type in which a capacitor element is surrounded by a metal case and the metal case and external electrodes are not short-circuited. More specifically, it relates to a method in which polarity can be determined in a short time by applying a DC voltage with a negative side on the metal case side and a positive side on one of the external electrodes, and depending on the magnitude of the current at that time.

従って本発明は、電解コンデンサ電体のみならず、既に
回路基板に実装されている電解コンデンサにも適用可能
である。Therefore, the present invention is applicable not only to electrolytic capacitor electric bodies but also to electrolytic capacitors already mounted on circuit boards.

［従来の技術］ 電解コンデンサは、陽極を二つ組み合わせることにより
無極性化したものもあるが、原理的には全て有極性であ
り、正しく使用しなければ種々のトラブルが発生する０
例えば逆接続して電圧を印加すると、内部温度が上昇し
爆発する危険性があり、万一爆発事故が生じると内部の
電解液やセパレータ等が飛散し、周辺の電子機器へも重
大な損害を及ぼす、特に部品自動実装装置の普及によっ
て自動化が進むと、回路基板への電解コンデンサの逆挿
入の穎度も高くなり、前記のようなトラブル発生を未然
に防止するためソリ回路を動作させる前にこれを検知す
る必要漬（生じる。[Prior Art] Some electrolytic capacitors are made non-polarized by combining two anodes, but in principle, all electrolytic capacitors are polarized, and various troubles can occur if they are not used correctly.
For example, if a reverse connection is applied and a voltage is applied, the internal temperature will rise and there is a risk of explosion. In the event of an explosion, the internal electrolyte and separator will scatter, causing serious damage to surrounding electronic equipment. As automation progresses, especially with the spread of automatic component mounting equipment, the risk of reversely inserting an electrolytic capacitor into a circuit board increases. It is necessary to detect this (occurrence).

電解コンデンサの極性判別方法としては、例えばＪＩＳ
−Ｃ５１０２に規定されている方法がある。これは電解
−コンデンサの表面円周上に更に金属箔を巻き付け、こ
れと外部電極の一方との間に電圧計を接続し、両外部電
極間に可変周波数電源を接続する。そして交流電源の周
波に設定すると電圧針の一端をどちらの外部電極に接続
しているかによって電圧計の指示値に明らかな差が得ら
れるようになり、それに基づき極性判別を行う方法であ
る。As a method for determining the polarity of electrolytic capacitors, for example, JIS
- There is a method specified in C5102. In this method, a metal foil is further wrapped around the surface circumference of the electrolytic capacitor, a voltmeter is connected between this and one of the external electrodes, and a variable frequency power source is connected between both external electrodes. When the frequency of the AC power source is set, a clear difference can be obtained in the reading on the voltmeter depending on which external electrode one end of the voltage needle is connected to, and this is the method of determining polarity based on this.

ところがこのような方法では、電解コンデンサの表面に
別に金属箔を巻き付けなければならないし、交流電源の
最適周波数も予想できないからスイープして最適値を求
めなければならず判別に時間がかかる。従って電解コン
デンサ単体の試験の場合には可能であるが、回路基板に
部品を実装した状態で測定を行う所謂インサーキットボ
ードテストには適用できない。However, with this method, a separate metal foil must be wrapped around the surface of the electrolytic capacitor, and the optimum frequency of the AC power supply cannot be predicted, so the optimum value must be found by sweeping, which takes time. Therefore, although it is possible to test a single electrolytic capacitor, it cannot be applied to a so-called in-circuit board test in which measurements are made with components mounted on a circuit board.

そこでインサーキットボードテストにおいて基板中の電
解コンデンサが全て正しく挿入されているか否かを判別
するには、現在のところイメージセンサで映像として把
握する以外に方法はない、つまりイメージセンサにより
部品実装基板を映像として捕らえ、そのイメージ情報を
ディジタル化してメモリに記憶し、それを正しく実装さ
れている基板のイメージ情報を記憶しているメモリの内
容と１対ｌで対比して、電解コンデンサの外観即ち表面
に印刷されている極性表示等に差異があるか否かにより
、逆挿入を検知する方法が採られていた。Therefore, in order to determine whether all the electrolytic capacitors on the board are correctly inserted during an in-circuit board test, there is currently no other way than to use an image sensor to understand the image. Capture it as an image, digitize the image information, store it in memory, and compare it one-to-one with the contents of the memory that stores the image information of the correctly mounted board to determine the appearance of the electrolytic capacitor, that is, the surface. A method was used to detect reverse insertion based on whether there was a difference in the polarity display etc. printed on the paper.

［発明が解決しようとする問題点］ ところがこのようなイメージセンサにより極性を判別す
る方法は、装置化する場合に極めて高価となる欠点があ
る。しかも電解コンデンサの表面の表示を識別する構成
だから、部品が密集して実装されていると識別すべき電
解コンデンサが別の部品の影に隠れていたりすることも
あり、また傾いて取り付けられていることもあり、それ
らのため識別不能となったり、正しく識別できなくなる
など種々の制約がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, this method of determining polarity using an image sensor has the disadvantage that it is extremely expensive when converted into a device. Moreover, since the configuration identifies the display on the surface of the electrolytic capacitor, if components are mounted closely together, the electrolytic capacitor that should be identified may be hidden in the shadow of another component, or it may be installed at an angle. Therefore, there are various limitations such as making it impossible to identify or correctly identifying the information.

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、極く短時間の間に電解コンデンサの極性を電気的に判
別することができ、電解コンデンサ単体のみならず回路
基板に実装されているものについても実装済みの他の電
子部品になんら悪影響を及ぼすことなく正確に極性判別
でき、しかも電解コンデンサの容量や耐圧等にも無関係
に簡便に実施できる方法を提供することにある。The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, to be able to electrically determine the polarity of an electrolytic capacitor in a very short time, and to be able to electrically determine the polarity of an electrolytic capacitor not only as a single electrolytic capacitor but also as a device mounted on a circuit board. It is an object of the present invention to provide a method that can accurately determine the polarity of an electrolytic capacitor without any adverse effect on other electronic components already mounted, and that can be easily implemented regardless of the capacity, withstand voltage, etc. of an electrolytic capacitor.

［問題点を解決するための手段］ 本発明者は、電解コンデンサについて金属製ケースと外
部電極の一方との間に、ある向きの直流電圧を印加した
時、選択した外部電極によヮて流れる電流に大きな差異
が生じることを知得し本発明を完成するに至ったもので
ある。[Means for Solving the Problems] The present inventor has proposed that when a DC voltage in a certain direction is applied between the metal case and one of the external electrodes of an electrolytic capacitor, a current flows through the selected external electrode. The present invention was completed after learning that a large difference occurs in the current.

本発明において極性判別する対象となる電解コンデンサ
は、コンデンサ素子が金属製ケースで取り囲まれ且つ該
金属製ケースと外部電極とが短絡されていないタイプで
ある０本卑明はこのような電解コンデンサの金属製ケー
ス側を負、外部電極の一方を正とする向きに直流電圧を
印加し、その時に流れる電流の大小により、直流電圧を
印加している外部電極が陰極であるか陽極であるかを識
別するように構成した電解コンデンサの極性判別方法で
ある。The electrolytic capacitor whose polarity is determined in the present invention is a type in which the capacitor element is surrounded by a metal case and the metal case and the external electrode are not short-circuited. A DC voltage is applied in a direction with the metal case side being negative and one of the external electrodes being positive, and depending on the magnitude of the current flowing at that time, it can be determined whether the external electrode to which the DC voltage is being applied is a cathode or an anode. This is a method for determining the polarity of an electrolytic capacitor configured to identify the polarity.

種々実験の結果、好ましい実施態様としては印加する直
流電圧が１０Ｖ以上、より好ましくは１５Ｖ〜２０Ｖ程
度の範囲とすることであり、印加する時間も電解コンデ
ンサの特性を変化させないように１秒以下の掻く短時間
とするのが望ましい。As a result of various experiments, the preferred embodiment is to apply a DC voltage of 10V or more, more preferably in the range of about 15V to 20V, and to apply the DC voltage for 1 second or less so as not to change the characteristics of the electrolytic capacitor. It is desirable to scratch for a short time.

［作用］ 電解コンデンサの金属製ケース側と外部電極の任意の一
方との間に、金属製ケース側が負になる向きに直流電圧
を印加すると、その選択した方の外部電極が陽極である
か陰極であるかに応じて回路に流れる電流が大きく異な
る。電圧を印加している外部電極が陽極であれば電解コ
ンデンサの容量の如何に関わらず１ｍＡ以下といった僅
かの電流しか流れない、しかし、その外部電極が陰極で
あれば、印加電圧が例えば２０Ｖの場合、電解コンデン
サの容量によって異なるが８ｍＡ以上の大きな電流が流
れる。この場合の電流は印加電圧によって徐々に増加す
る傾向があり、印加電圧が１０７以上であれば極性の相
違は区別でき、特に１５〜２０Ｖの範囲であれば容易に
判定することができる。[Operation] When a DC voltage is applied between the metal case side of an electrolytic capacitor and any one of the external electrodes in a direction in which the metal case side becomes negative, the selected external electrode is either the anode or the cathode. The current flowing through the circuit varies greatly depending on the If the external electrode applying voltage is an anode, only a small current of 1 mA or less will flow, regardless of the capacity of the electrolytic capacitor.However, if the external electrode is a cathode, and the applied voltage is, for example, 20V. , a large current of 8 mA or more flows, although it varies depending on the capacity of the electrolytic capacitor. In this case, the current tends to gradually increase depending on the applied voltage, and if the applied voltage is 10 7 or more, the difference in polarity can be distinguished, and in particular, if it is in the range of 15 to 20 V, it can be easily determined.

これによって電解コンデンサ等の部品を実装した回路基
板であっても、電気的に正確に且つ迅速に極性判別を行
うことができる。As a result, polarity can be determined electrically accurately and quickly even on a circuit board on which components such as electrolytic capacitors are mounted.

Ｃ実施例コ 第１図は本発明に係る電解コンデンサの極性判別方法の
一実施例を示す測定回路図であり、第２図は電解コンデ
ンサの一例を示す説明図、第３図はその接続図である。C Embodiment FIG. 1 is a measurement circuit diagram showing an example of the method for determining polarity of an electrolytic capacitor according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an electrolytic capacitor, and FIG. 3 is a connection diagram thereof. It is.

電解コンデンサは、例えば第２図に示すようにコンデン
サ素子１０が金属製（通常アルミニウム製）ケース１２
で取り囲まれ封口されて外部電極として陽極１４と陰極
１６とが引き出される構造である０通常、金属製ケース
１２の外側は樹脂チューブ１８で絶縁被覆されている。In an electrolytic capacitor, for example, as shown in FIG. 2, a capacitor element 10 is made of metal (usually aluminum) case 12.
Usually, the outside of the metal case 12 is insulated and covered with a resin tube 18.

従って電解コンデンサ２０の上部（外部電極引き出し側
と反対側の面）には金属製ケース１２が露出しているこ
とになる。Therefore, the metal case 12 is exposed at the upper part of the electrolytic capacitor 20 (the surface opposite to the external electrode extraction side).

本発明において判別可能な電解コンデンサ２０は、一般
的には第３図に示すような接続図で表され、陰極１６と
金属製ケース１２とが短絡しておらず、それらの間には
電解液等による不定の抵抗２２が存在するタイプである
。この種の電解コンデンサとしては、Ｊ　Ｉ　５−Ｃ５
１４１に規定されているＣＥＯ４タイプ等が相当する。The electrolytic capacitor 20 that can be identified in the present invention is generally represented by a connection diagram as shown in FIG. This is a type in which there is an undefined resistance 22 due to etc. As this type of electrolytic capacitor, J I 5-C5
This corresponds to the CEO4 type specified in 141.

本発明方法は、第１図に示すように、電解コンデンサ２
０の露出している金属製ケース１２側を負、外部電極の
一方を正とする向きに直流電圧Ｅを印加し、その時に流
れる電流の大小を測定する方法である。第１図において
は、その測定回路に抵抗Ｒを挿入し、その両端の電圧降
下を電圧計２４により測定することによって回路を流れ
る電流を求めている。そして、この電流が大きい場合に
は測定回路に接続された外部電極は陰極であり、電流が
小さい場合には測定回路に接続された外部電極は陽極で
あるものと判別する。The method of the present invention, as shown in FIG.
In this method, a DC voltage E is applied in a direction in which the exposed side of the metal case 12 is negative and one of the external electrodes is positive, and the magnitude of the current flowing at that time is measured. In FIG. 1, a resistor R is inserted into the measuring circuit, and the voltage drop across the resistor R is measured by a voltmeter 24 to determine the current flowing through the circuit. When this current is large, it is determined that the external electrode connected to the measuring circuit is a cathode, and when the current is small, it is determined that the external electrode connected to the measuring circuit is an anode.

このことを富付ける実験結果を第４図に示し、プローブ
の接続間係を第５図Ａ、Ｂに示す、第５図Ａに示すよう
に、電解コンデンサ２０の金属製ケース１２が負、外部
電極の陽極１４が正となる向きにプローブを当てて直流
電圧を印加し、その印加電圧に対する電流値を測定する
と、第４図の破線で表すような線図が描ける。つまりこ
のような接続関係の場合には、印加電圧が変化しても電
流はほとんど変わらず、且つ電解コンデンサの容量や耐
圧等にもかかわりなく全て１ｍＡ以下という非常に小さ
な電流しか流れない。The experimental results that confirm this are shown in FIG. 4, and the connections between the probes are shown in FIGS. 5A and 5B. As shown in FIG. If a direct current voltage is applied by applying a probe in the direction in which the anode 14 of the electrode is positive, and the current value with respect to the applied voltage is measured, a diagram as shown by the broken line in FIG. 4 can be drawn. In other words, in the case of such a connection relationship, the current hardly changes even if the applied voltage changes, and only a very small current of 1 mA or less flows regardless of the capacitance, withstand voltage, etc. of the electrolytic capacitor.

それに対して第５図Ｂに示すように、金属製ケース１２
側を負、外部電極の陰極１６が正となる向きにプローブ
を当てて直流電圧を印加すると、印加電圧に応じて実線
で示すような曲線が得られる。電解コンデンサの容量や
耐圧等に応じて種々の曲線が描かれるものの、いずれも
印加電圧が大きくなればなるほど電流値も大きくなり、
特に１０Ｖ以上の電圧領域では破線で示されている場合
と区別できる。このことから１０７以上、より好ましく
は１５〜２０Ｖ程度の範囲内において、実線で示す曲線
の最低値と破線で示す曲線との中間にスレシッールドレ
ベルを設定すれば、容易に極性判別を行えることが分か
る。On the other hand, as shown in FIG. 5B, the metal case 12
If a DC voltage is applied with the probe applied in a direction in which the side is negative and the cathode 16 of the external electrode is positive, a curve as shown by a solid line is obtained depending on the applied voltage. Various curves are drawn depending on the capacitance and withstand voltage of the electrolytic capacitor, but in all cases, the larger the applied voltage, the larger the current value.
In particular, in a voltage region of 10 V or more, it can be distinguished from the case shown by the broken line. Therefore, if the threshold level is set between the lowest value of the curve shown by the solid line and the curve shown by the broken line within the range of 107 or more, more preferably about 15 to 20 V, polarity can be easily determined. I understand that.

本発明において、金属製ケース１２側を負とし外部電極
の一方を正とする向きに直流電圧を印加するのは、その
ような向きで印加すると極めて安定な測定ができ、逆方
向に電圧を印加した場合には測定を安定に行い難いこと
が実験の結果判明したからである。In the present invention, the reason why the DC voltage is applied in a direction in which the metal case 12 side is negative and one of the external electrodes is positive is because extremely stable measurements can be made when applied in such a direction, and when the voltage is applied in the opposite direction. This is because it has been found through experiments that it is difficult to perform measurements stably in this case.

またインサーキットボードテスターを想定して種々の追
加実験を行った結果、プローブを陽極側に接続した場合
には５分間直流電圧を印加しても電解コンデンサの容量
は殆ど変わらず、それに対してプローブを陰極側に接続
した場合には１分間程度であれば電解コンデンサの容量
は殆ど変化しないが、５分間程度印加し続けると電解コ
ンデンサによっては容量が低下したり、甚だしくは不良
が発生することが認められた。Furthermore, as a result of various additional experiments assuming an in-circuit board tester, we found that when the probe was connected to the anode side, the capacitance of the electrolytic capacitor remained almost unchanged even after applying DC voltage for 5 minutes; If the voltage is connected to the cathode side, the capacitance of the electrolytic capacitor will hardly change if it is applied for about 1 minute, but if it continues to be applied for about 5 minutes, the capacitance may decrease depending on the electrolytic capacitor, or even a defect may occur. Admitted.

これらのことから、実際に測定する場合には、正常実装
時に陽極側となる個所にプローブが当たるようにし、し
かも１秒程度以下の短時間で測定を完了させることが望
ましい、またこのような短時間であれば、金属製ケース
と外部電極の一方とに２０Ｖ程度の電圧を印加しても、
他の実装部品に悪影響を与えることが無いことも確認さ
れている。For these reasons, when actually making measurements, it is desirable to have the probe touch the part that will be on the anode side during normal mounting, and to complete the measurement in a short time of about 1 second or less. Even if a voltage of about 20V is applied between the metal case and one of the external electrodes,
It has also been confirmed that there is no adverse effect on other mounted components.

第６図は本発明をインサーキットボードテスターに適用
した場合の説明図である。電解コンデンサ２０を実装し
た回路基板２６をテスターに送り込み、正常に挿入され
ている場合には陽極となる位置に一方のプローブ２８を
当接し、金属製ケース１２側に他方のプローブ３０を当
てて、２０Ｖの直流電圧をプローブ３０が負となるよう
に数十〜数百ミリ秒間印加し、その時の電流を測定して
基準値より大きければ逆挿入、基準値より少なければ正
挿入と判別する。一般にインサーキットボードテスター
にはツェナーダイオード等の測定のために２０Ｖ程度の
直流電圧が用意されており、本発明はそのような電源を
そのまま利用することができる。FIG. 6 is an explanatory diagram when the present invention is applied to an in-circuit board tester. The circuit board 26 on which the electrolytic capacitor 20 is mounted is sent into the tester, and if it is inserted correctly, one probe 28 is brought into contact with the position that will become the anode, and the other probe 30 is brought into contact with the metal case 12 side. A DC voltage of 20 V is applied for several tens to hundreds of milliseconds so that the probe 30 becomes negative, and the current at that time is measured. If it is greater than a reference value, it is determined that it is reverse insertion, and if it is less than the reference value, it is determined that it is positive insertion. Generally, an in-circuit board tester is equipped with a DC voltage of about 20 V for measuring Zener diodes, etc., and the present invention can use such a power source as is.

特に本発明では、第４図からも分かるように電解コンデ
ンサの容量や耐圧の如何にかかわらず同じ条件で且つ短
時間で判定できるため、この種のテスターには極めて好
都合である。In particular, the present invention is extremely convenient for this type of tester because it can be determined under the same conditions and in a short time regardless of the capacitance or withstand voltage of the electrolytic capacitor, as can be seen from FIG.

［発明の効果］ 本発明は上記のように電解コンデンサの金属製ケース側
を負、外部電極の一方を正とする向きに直流電圧を印加
し、その時に流れる電流の大小により極性判別を行う方
法であるから、電解コンデンサ単体の場合のみならず回
路基板に実装した状態であっても電気的に非常に容易に
、しかも掻く短時間で行うことができる優れた効果を有
するものである。[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides a method in which a DC voltage is applied in a direction in which the metal case side of an electrolytic capacitor is negative and one of the external electrodes is positive, and polarity is determined based on the magnitude of the current flowing at that time. Therefore, it has an excellent effect that it can be performed electrically very easily and in a very short time not only when the electrolytic capacitor is used alone but also when it is mounted on a circuit board.

本発明は上記のように電気的に判別できるから、従来の
イメージセンサを使用した光学的な装置等と異なり、安
価に構成できるし、部品が密集して実装されている場合
でも測定に支障を来すこともない。Since the present invention can be electrically determined as described above, it can be constructed at low cost, unlike conventional optical devices using image sensors, and it does not interfere with measurement even when components are densely mounted. It never comes.

更に本発明では、電解コンデンサの容量や耐圧等の影響
を受けないから、どんな電解コンデンサであっても同じ
条件で実施でき、調整が要らず極性判別の信親性も高ま
る効果がある。Furthermore, since the present invention is not affected by the capacitance, withstand voltage, etc. of the electrolytic capacitor, it can be carried out under the same conditions regardless of the electrolytic capacitor, no adjustment is required, and the reliability of polarity discrimination is improved.

これらのことから本発明方法は、特にインサーキットボ
ードテスターに適用すると、高速処理ができ判別不能に
なることもなく、極めて有効である。For these reasons, the method of the present invention is extremely effective, especially when applied to an in-circuit board tester, as it can perform high-speed processing and does not become indistinguishable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明に係る極性判別方法の一実施例を示す回
路、第２図はそれに用いる電解コンデンサの一例を示す
断面図、第３図はその接続図、第４図は本発明における
印加電圧と電流との関係を示す線図、第５図Ａ、Ｂはそ
れぞれその測定におけるプローブの接続関係を示す説明
図、第６図は本発明をインサーキットテスターに適用し
た場合の一例を示す説明図である。 ｌＯ・・・コンデンサ素子、１２・・・金属製ケース、
１４・・・陽極、１６・・・陰極、１８・・・樹脂チュ
ーブ、２０・・・電解コンデンサ、２４・・・電圧計。 特許出願人　　國洋電機工業株式会社 代　　理　　人　　　　　茂　　見　　　　　穣第１Ｉ
！１ 第２図 第４１！１FIG. 1 is a circuit showing an embodiment of the polarity determination method according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an example of an electrolytic capacitor used therein, FIG. 3 is a connection diagram thereof, and FIG. A diagram showing the relationship between voltage and current, FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams each showing the connection relationship of probes in the measurement, and FIG. 6 is an explanation showing an example of the case where the present invention is applied to an in-circuit tester. It is a diagram. lO... Capacitor element, 12... Metal case,
14... Anode, 16... Cathode, 18... Resin tube, 20... Electrolytic capacitor, 24... Voltmeter. Patent Applicant: Kuniyo Electric Industry Co., Ltd. Representative: Shigeru Miyoshi 1I
! 1 Figure 2 41!1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、コンデンサ素子が金属製ケースで取り囲まれ、且つ
該金属製ケースと外部電極とが短絡していないタイプの
電解コンデンサの極性を判別する方法であって、前記電
解コンデンサの金属製ケース側を負、外部電極の一方を
正とする向きに直流電圧を印加し、その時に流れる電流
の大小により直流電圧を印加した方の外部電極が陰極で
あるか陽極であるかを識別することを特徴とする電解コ
ンデンサの極性判別方法。 ２、直流電圧が１０Ｖ以上であり、且つ１秒以下の短時
間印加して測定する特許請求の範囲第１項記載の方法。[Claims] 1. A method for determining the polarity of an electrolytic capacitor of a type in which a capacitor element is surrounded by a metal case and the metal case and an external electrode are not short-circuited, the method comprising: A DC voltage is applied in a direction with the metal case side being negative and one of the external electrodes being positive, and depending on the magnitude of the current flowing at that time, it is determined whether the external electrode to which the DC voltage is applied is the cathode or the anode. A method for determining polarity of an electrolytic capacitor. 2. The method according to claim 1, wherein the DC voltage is 10 V or more and is applied for a short time of 1 second or less for measurement.