用于多层陶瓷电容器测试的多点、多参数数据采集制造技术

一种用于测试例如多层陶瓷电容器等至少一个部件的方法，其包括：在一段预定时期内相对于编程电压对至少一个部件进行充电、保持和／或放电，且在待测试的每一部件被充电、保持和放电时周期性地测量对应于所述每一部件的质量的至少一个值。所述至少一个值可选自由以下各项组成的群组：电压值、电流值、泄漏电流值、电容值、耗散因数值和其任何组合。可根据在相对于所述编程电压对每一部件进行充电、保持和放电时所收集到的所述周期性测量的值来对曲线进行数字化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多层陶瓷电容器测试期间的数据采集，且具体来说，涉及多层陶瓷电容 器测试期间的多点、多参数数据采集。
技术介绍
多层陶瓷电容器制造商使用测试系统以在将产品出售给客户之前确定大量产品的 质量。测试系统执行若干测试，其提供关于电容、耗散因数和绝缘电阻的数据。所述数 据接着可用于根据容限将部件分类，且找出存在缺陷的那些部件。按序列执行测试。所述序列将依据个别制造商的要求而变化。举例来说，可使用以 下序列。参看图1和图2，部件可首先在使用电容计的一个台处经受电容和耗散因数的 测量。参看图1，说明正被测试电容器上的电压对时间的理论曲线图，其中在to处，部件处于零伏特。在t,处，部件开始充电。在t2处，部件已达到编程值。在t3处，所有测 量均完成，且部件可开始放电。在U处，将部件放电到零伏特。现在参看图2，说明穿 过正被测试的电容器的电流对时间的理论曲线图，其中在to处，部件处于零伏特，且因 此没有电流流过部件。在U处，部件开始充电。使用恒定电流源将部件充电。在t2处， 部件被充电到不再接受电流。此图表假定理想的电容器且忽略例如泄漏电流和介电吸收 等寄生现象。在t3处，部件开始放电，因此电流在反方向上流动，直到部件在t4处达到 零伏特。部件可接着移动到另一台，其中可通过可编程电压和电流源将部件充电到编程电压。可接着将部件保持在编程电压并持续某一段时期，称作"浸泡时间(soaktime)"。 此段时期后，可通过高电阻计执行绝缘电阻测量。此测量返回以电流或电阻为单位的单 一值。所测量的电流是当施加电压V时穿过电容器的泄漏电流，且通过V除以泄漏电 流而计算出电阻R,其中V为输入参数。现在参看图3，说明穿过正被测试的电容器的 泄漏电流对时间的理论曲线图。在tc处，部件处于零伏特，因此不可能有任何电流流动。 在"处，部件开始充电。泄漏电流值通常在微微安培到微安培的范围中，因此，此测量 必定非常灵敏。因此，在充电周期期间，电流(毫安培)大于测量范围，因此输出达到 最大值。在t2处，继续向被测试的电容器施加电压。因为电介质变得越来越极化，所以泄漏电流将开始减小。这部分归因于被称为介电吸收的效应，且所述效应的量值将根据 不同的电介质而变化。如果时间轴延长到若干分钟或小时，则此曲线将继续呈指数方式 减小，直到其达到标称值。在t2与t3之间的某点处，执行绝缘电阻或泄漏电流测量。这 取得泄漏电流在那个时间处的快照。 一旦在t3处完成该测试，就将部件放电。再次，高 放电电流将致使所感知的泄漏在另一方向上处于最大。在t4处，部件返回到零伏特。一 旦完成此测量，就可将部件放电，且准备基于收集到的值进行分类或准备重复测试。随着陶瓷电容器变得更小且电容变得更高，介电和寄生元件的效应变得更加显著且 更加复杂。理想上，将观察电容器的电特性并持续较长时期，以使寄生现象的效应最小 化。然而，从制造角度来看这是不可行的，因为测试数百万装置将花费非常长的时间。 因此，业界仅依赖于对此时间的短暂快照以确定部件的状态。保证数据的准确度和可靠 性是关键的，因为其直接影响客户的产量和所交付产品的质量。用于测量穿过电容器的泄漏电流的业界标准是使用安捷伦(Agilent) 4349B高电阻 计与可编程电压和电流源的组合。安捷伦4349B是高精度仪器，其使用积分电流到电压 转换器，以及IO、 30、 100和400毫秒的可选择积分时间。使用较长的积分时间提供较 高的信噪比，当测量极小的电流时，这是有用的。在完成此积分周期后，所述高电阻计 的输出是单一电流读数。因此，用户依赖于一个测量值来确定给定电容器是否合格。用 户可在另一台处重复此测试以获得更多数据，但这样做增加了机器成本和复杂性。用户 通常想要尽可能准确的测量值，且希望使用可能的最长的积分时间以使信噪比最大化。 然而，用户必须考虑用户进行此测量可承受的时间量对测量的准确度。电压源和电流源 可为任何可编程的计算机控制的装置，例如电子科学工业(Electro Scientific Industries) 的54XX电源。将此装置与安捷伦测量装置同步，因为启动充电与开始测量之间的时序 必须受到非常良好的控制。
技术实现思路
一种用于测试至少一个多层陶瓷电容器部件的方法包括(例如)将所述至少一个 部件充电到编程电压并持续一段预定时期；以及在所述至少一个部件被充电时，周期性 地测量所述至少一个部件的电压值和电流值。 一种用于测试至少一个多层陶瓷电容器部 件的方法可包括在一段预定时期内将至少一个部件从编程电压放电；以及在所述至少 一个部件被放电时，周期性地测量所述至少一个部件的电压值和电流值。 一种用于测试 至少一个多层陶瓷电容器部件的方法可包括保持所述至少一个部件上的编程电压并持续一段预定时期；以及当在所述至少一个部件上保持所述编程电压时，周期性地测量所述至少一个部件的电压值和泄漏电流值。当结合附图阅读以下描述时，所属领域的技术人员将明白本专利技术的此应用和其它应 用的细节。附图说明本文中的描述参考附图，附图中，在所有若干视图中，相同的参考标号是指相同的 部件，且其中图1是正被测试的电容器上的电压对时间的理论曲线图； 图2是穿过正被测试的电容器的电流对时间的理论曲线图3是说明对穿过正被测试的电容器的泄漏电流的测试的单一样本点的泄漏电流对 时间的理论曲线图4是根据本专利技术的一实施例正被测试的电容器上的电压对时间的曲线图，其中使 用多个样本点来数字化波形；图5是根据本专利技术的一实施例穿过正被测试的电容器的电流对时间的曲线图，其中 使用多个样本点来数字化波形；以及图6是根据本专利技术的一实施例穿过正被测试的电容器的泄漏电流对时间的曲线图， 其中使用多个样本点来数字化波形。具体实施例方式现在参看图4到图6，业界依赖于在较短时期期间收集的数据来确定部件是否为满 意的或有缺陷的。本专利技术寻求使可在此时间期间搜集的信息最大化，以作出更有根据和 准确的确定。术语"绝缘电阻测量"被更适当地描述为泄漏电流的测量，因为绝缘电阻 等于所施加的电压除以泄漏电流。不再在将电容器充电后的某 一 时间点处取得 一 个电 压、电流和/或泄漏电流值读数，而是在将部件充电、保持和放电期间，可多次地、周期 性地取得这些测量值。这允许电压、电流和泄漏电流曲线的完全数字化，如图4到图6 中所说明。可如图4中针对电压对时间的曲线、图5中针对电流对时间的曲线及图6中针对泄 漏电流对时间的曲线所示将这些曲线完全数字化。部件可在使用电容计的一个台处经受 电容和耗散因数测量。参看图4，其说明根据本专利技术的一实施例正被测试的电容器上的 电压对时间的曲线图，其中使用多个样本点来将波形数字化，其中在to处，部件处于零 伏特。在t!处，部件开始充电。在t2处，部件已达到编程值。在t3处，充电完成，且部件可开始放电。在U处，将部件放电到零伏特。在测试的每一阶段(即，充电、保持编 程值和放电)期间，进行周期性的测量以将电压对时间的曲线数字化。现在参看图5，说明根据本专利技术的一实施例穿过正被测试的电容器的电流对时间的 曲线图，其中使用多个样本点来将波形数字化，其中在t。处，部件处于零伏特，且因此 没有电流流过部件。在t,处，部件开始充电。使用恒定电流源将部件充电。在t2处，部 件被充电到不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试至少一个电容器部件的方法，所述方法包括测量至少一个电压值和至少一个电流值，所述方法的特征在于：　在一段预定时期内相对于可编程电压和可编程电流中的至少一者对至少一个部件执行充电、保持和放电测试循环的至少一部分；　在待测 试的每一部件正经受被充电、保持和放电的所述测试循环的至少一部分时，周期性地测量对应于每一部件的质量的至少一个值，所述至少一个值选自由以下各项组成的群组：电压值、电流值、泄漏电流值、电容值、耗散因数值和其任何组合；以及　根据每一部件正经 受被充电、保持和放电的所述测试循环的至少一部分时所收集到的所述周期性测量的值将至少一个曲线数字化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思V阿尔蒙特，查尔斯比克福德，
申请(专利权)人：ESI电子科技工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]