Способ отбраковки конденсаторов с оксидным диэлектриком

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву.— (22) Заявлено 02.01.80 (21) 2863893/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К„.

Н 01 G 9/04

Геюяйрстеевеьй кеметет

СССР (53) УДК 621.319. .4. 45 (088.8 ) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 28.05.82 пе делам взееретенкв и еткрмтий т " .ъ, М. Н. Дьяконов, В. М. Муждаба, И. В. Нетувскии -и С. Д. Ханин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОТБРАКОВКИ КОНДЕНСАТОРОВ

С ОКСИДНБ1М ДИЭЛЕКТРИКОМ

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве конденсаторов с оксидным диэлектриком.

Известен способ отбраковки конденсаторов с оксидным диэлектриком. Конденсаторы разбраковывают по величине отклонения от среднего значения измеряемого тока при подаче на конденсатор синусоидального напряжения инфразвуковых частот 11).

Недостатком известного способа являет- .1o ся низкая достоверность.

Наиболее близким по технической сущности является способ отбраковки конденсаторов с оксидным диэлектриком, включающий воздействие на исследуемый конденсатор переменного напряжения инфразвуковой частоты, измерение тангенса угла (1g S ) диэлектрических потерь и отбраковки исследуемых конденсаторов по значению тангенса угла (tg 6 ) диэлектрических потерь (2).

Недостатком известного способа отбраковки является большая продолжительность испытаний и недостаточная достоверность результатов.

Цель изобретения — уменьшение времени и повышение достоверности отбраковки.

Цель достигается тем, что согласно способу отбраковки конденсаторов с оксидным диэлектриком, включающему воздействие на исследуемый конденсатор переменного напряжения инфразвуковой частоты, измерение тангенса угла диэлектрических потерь и осуществления отбраковки. исследуемых конденсаторов по значению тангенса угла диэлектрических потерь, в него введены операции воздействия на исследуемый конденсатор постоянного напряжения и измерения тангенса угла диэлектрических потерь при постоянном напряжении, причем операцию воздействия на исследуемый конденсатор постоянным напряжением осуществляют после измерения тангенса угла диэлектрических потерь при переменном напряжении, а измерение тангенса угла диэлектрических потерь при постоянном напряжении осуществляют после воздействия на исследуемый конденсатор переменного напряжения, инфразвуковую частоту которого выбирают постоянной.

930406

На чертеже представлены области измерения тока утечки надежных (1) и потенциально ненадежных (2) конденсаторов при испытании на надежность.

Принципиальное отличие предлагаемого способа отбраковки потенциально ненадежных конденсаторов от известного заключается в том, что оценка качества изделия проводится не по характеру зависимости tg 6 и емкости от частоты, а по изменению величины tg6 при изменении сначала только на одной фиксированной частоте, а затем измерении на этой же частоте, но при приложении постоянного смещения: у надежных конденсаторов величина tg6 практически не изменяется, а у ненадежных — аномально (в десять и более раз) падает. Кро- 15 ме того, в известном способе для выявления аномалии в характере частотных зависимостей электрических характеров необходима высокая температура, а в предлагаемом ввиду высокой его чувствительности необходимость нагрева изделия отпадает.

Таким образом, согласно предлагаемому способу для оценки надежности конденсатора с оксидным диэлектриком, необходимо провести всего два измерения тангенса угла диэлектрических потерь. Это воз- 25 можно благодаря тому, что одно из измерений проводится при одновременном приложении к конденсатору и напряжения инфразвуковой частоты и напряжения постоянного смещения, что позволяет впервые выявить характерную только для потенциально ненадежных конденсаторов способность: резкое снижение потерь в этих условиях.

Природу обнаруженной аномалии удается раскрыть, учитывая реальную картину старения оксидного диэлектрика, — рост полевых кристаллов от границы раздела

Ме — Ме 05 (Ме:Та,Nb и др.). Одним из факторов, стимулирующих кристаллизацию, является наличие в окисле низковалентных катионов металла. Последнее приводит к образованию вблизи границы Ме — Ме 05 высокопроводящего по сравнению с основным окислом слоя. При подаче постоянного смешения (+ на металл) в двухслойном диэлектрике потенциально ненадежных конденсаторов происходит некомплексируемая экстракция электронев в металл, что приводит к росту сопротивления и соответственно уменьшению tgh.

Используемая в предлагаеммом способе частота — любая в диапазоне инфразвуковых, преимущественно 10 — 10 Гц, а напряжение смещения — преимущественно

0,1 — 0,5 величины номинального напряжения конденсатора.

Пример. Производится разбраковка

20 шт. танталовых конденсаторов типа

К52 — 1 номинала 100 в на 1,5 мкФ. По величине электрических характеристик (тока утечки, tg 6 и емкости) эти конденсаторы

55 при стандартных измерениях не отличаются друг от друга.

Изменяется tg6 на частоте 0,7 Гц, а затем на этой же частоте с приложением

20 В постоянного смещения. Измерения проводятся при комнатной температуре. Величины tg измеренные только на 0,7 Гц, у всех конденсаторов 3 — 6.10 2.

При измерении на 0,7 Гц с приложением

20 В постоянного смещения у 15 образцов

tg6 практически не изменяется (2 — 4 10 ) а у 5 образцов резко уменьшается (9-10 4—

310 ). У этих же образцов наблюдается и аномальный характер дисперсии 1дб и емкости, измеренных в диапазоне 10 — 10 Гц при + 85 С (как в известном). Но для разбраковки всех 20 шт. конденсаторов и выявления ненадежных изделий известным способом требуется около 9 ч, а предлагаемым — менее 1 ч.

Все конденсаторы испытаны на надежность в течение 1500 ч при +70 С и номинальном напряжении.

На чертеже показаны области изменения тока утечки надежных (1) и потенциально ненадежных (2) конденсаторов. Видно, что для конденсаторов, обнаруживающих аномальное уменьшение tg6 при приложении постоянного смещения, наряду с переменным, в области инфразвуковых частот характерно увеличение тока утечки в процессе испытания.

Формула изобретения

Способ отбраковки конденсаторов с оксидным диэлектриком, включающий воздействие на исследуемый конденсатор переменного напряжения инфразвуковой частоты, измерение тангенса угла диэлектрических потерь и осуществление отбраковки исследуемых конденсаторов по значению тангенса угла диэлектрических потерь, отличаюи4ийея тем, что, с целью уменьшения времени и повышения достоверности отбраковки в него введены операции воздействия на исследуемый конденсатор постоянного напряжения и измерения тангенса угла диэлектрических потерь при постоянном напряжении, причем операцию воздействия на исследуемый конденсатор постоянным напряжением осуществляют после измерения тангенса угла диэлектрических потерь при переменном напряжении, а измерение тангенса угла диэлектрических потерь при постоянном напряжении осуществляют после воздействия на исследуемый конденсатор переменного напряжения, инфразвуковую частоту которого выбирают постоянной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 47-46660, кл. Н 01 G9/04,,13.12.72.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 762044, кл. Н 01 G 9/04, 1979 (протототип).

930406

200 ФЯ б00 Ш 1000 1200 1400

Составитель К. Аксенов

Редактор А. Козориз Техред А. Бойкас Корректор Г. Огар

Заказ 3334/70 Тираж 758 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4