JP2003287521A - 微小金属異物検出器及びそれを用いた微小金属異物測定方法 - Google Patents
微小金属異物検出器及びそれを用いた微小金属異物測定方法Info
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- JP2003287521A JP2003287521A JP2002088772A JP2002088772A JP2003287521A JP 2003287521 A JP2003287521 A JP 2003287521A JP 2002088772 A JP2002088772 A JP 2002088772A JP 2002088772 A JP2002088772 A JP 2002088772A JP 2003287521 A JP2003287521 A JP 2003287521A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微小な金属異物を検出することのできる微小
な金属異物検出器及びそれを用いた微小金属異物の測定
方法を提供する。 【解決手段】 磁束に直交する面ホール素子に設置した
（３）により磁極（１）とホール素子の間に置いた、被
検査物内の微小金属異物（２）による磁界の微小変化を
計測する微小金属異物検出器。
な金属異物検出器及びそれを用いた微小金属異物の測定
方法を提供する。 【解決手段】 磁束に直交する面ホール素子に設置した
（３）により磁極（１）とホール素子の間に置いた、被
検査物内の微小金属異物（２）による磁界の微小変化を
計測する微小金属異物検出器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は５〜５００μｍの微
小金属異物検出器及びそれを用いた微小金属異物の測定
方法に関する。
小金属異物検出器及びそれを用いた微小金属異物の測定
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の微小金属異物検出装置は例えば金
属検出機に代表されるような交流磁界式の装置が実用化
され、市販されている。
属検出機に代表されるような交流磁界式の装置が実用化
され、市販されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この交流磁界式装置の
検出限界は１００μｍまでであり、更に微小な金属異物
は検出できなかった。この装置では検出にサーチコイル
を使用しており、微小な金属異物の検出感度を上げるに
サーチコイルの大きさを検出異物サイズに近づけるとよ
いが、サーチコイルの大きさを検出異物サイズに近づけ
小型にするに従い、サーチコイル容量が減少してしまい
微小な金属異物検出の実用化が難しい。本発明は、微小
な金属異物を検出することのできる微小な金属異物検出
器及びそれを用いた微小金属異物の測定方法を提供する
ことを目的にした。
検出限界は１００μｍまでであり、更に微小な金属異物
は検出できなかった。この装置では検出にサーチコイル
を使用しており、微小な金属異物の検出感度を上げるに
サーチコイルの大きさを検出異物サイズに近づけるとよ
いが、サーチコイルの大きさを検出異物サイズに近づけ
小型にするに従い、サーチコイル容量が減少してしまい
微小な金属異物検出の実用化が難しい。本発明は、微小
な金属異物を検出することのできる微小な金属異物検出
器及びそれを用いた微小金属異物の測定方法を提供する
ことを目的にした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来装置
のサーチコイルに変えてホール素子により微小面積領域
の磁束変化量を計測する方式を採用することにより、従
来の交流磁界式装置の検出限界をさらに微小な領域まで
測定することを可能にした。本発明は、［１］ 磁束に
直交する面に設置したホール素子により１磁極とホール
素子の間に置いた、被検査物内の微小金属異物による磁
界の微小変化を計測することを特徴とする微小金属異物
検出器である。また、本発明は、［２］ ホール素子を
複数個１列、又は複数列に並べたことを特徴とする上記
［１］に記載の微小金属異物検出器である。また、本発
明は、［３］ ホール素子２個を近傍に置いて、ホール
素子２個の出力の差分を用いることを特徴とする上記
［１］に記載の微小金属異物検出器である。また、本発
明は、［４］ 近傍の２個のホール素子出力差分を用い
ることを特徴とする上記［２］に記載の微小金属異物検
出器である。さらに、本発明は、［５］ 上記［１］な
いし上記［４］のいずれかに記載の微小金属異物検出器
を用いて５〜５００μｍの微小金属異物を測定する微小
金属異物の測定方法である。また、本発明は、［６］
微小金属異物が金属または金属合金である上記［５］に
記載の微小金属異物の測定方法である。
のサーチコイルに変えてホール素子により微小面積領域
の磁束変化量を計測する方式を採用することにより、従
来の交流磁界式装置の検出限界をさらに微小な領域まで
測定することを可能にした。本発明は、［１］ 磁束に
直交する面に設置したホール素子により１磁極とホール
素子の間に置いた、被検査物内の微小金属異物による磁
界の微小変化を計測することを特徴とする微小金属異物
検出器である。また、本発明は、［２］ ホール素子を
複数個１列、又は複数列に並べたことを特徴とする上記
［１］に記載の微小金属異物検出器である。また、本発
明は、［３］ ホール素子２個を近傍に置いて、ホール
素子２個の出力の差分を用いることを特徴とする上記
［１］に記載の微小金属異物検出器である。また、本発
明は、［４］ 近傍の２個のホール素子出力差分を用い
ることを特徴とする上記［２］に記載の微小金属異物検
出器である。さらに、本発明は、［５］ 上記［１］な
いし上記［４］のいずれかに記載の微小金属異物検出器
を用いて５〜５００μｍの微小金属異物を測定する微小
金属異物の測定方法である。また、本発明は、［６］
微小金属異物が金属または金属合金である上記［５］に
記載の微小金属異物の測定方法である。
【０００５】ホール素子は感磁部の大きさが通常３０〜
５０μｍ角であり、微小面積の磁束量を測定できるデバ
イスであり、更に小さな感磁面積にすることが可能であ
り、５μｍ程度の微小金属異物を検出することが可能に
なった。また、ホール素子を複数個・複数列に配置する
ことも容易にできるので、ホール素子全面積に相当する
面の微小金属異物検出が可能になる。また、１列に配置
したホール素子アレイを使い、被検査物を一定速度で移
動させれば帯状被検査物の微小金属異物検出を効率よく
行うことができる。さらに、本発明の微小金属異物検出
器を用いて微小金属異物の測定方法による測定を、コン
ピュータのハードとソフトを組み合わせて処理すること
により、効率良く微小金属異物を検出し、良品と不良品
を判別したり、微小金属異物にマークしたり、統計処理
したりすることができる。
５０μｍ角であり、微小面積の磁束量を測定できるデバ
イスであり、更に小さな感磁面積にすることが可能であ
り、５μｍ程度の微小金属異物を検出することが可能に
なった。また、ホール素子を複数個・複数列に配置する
ことも容易にできるので、ホール素子全面積に相当する
面の微小金属異物検出が可能になる。また、１列に配置
したホール素子アレイを使い、被検査物を一定速度で移
動させれば帯状被検査物の微小金属異物検出を効率よく
行うことができる。さらに、本発明の微小金属異物検出
器を用いて微小金属異物の測定方法による測定を、コン
ピュータのハードとソフトを組み合わせて処理すること
により、効率良く微小金属異物を検出し、良品と不良品
を判別したり、微小金属異物にマークしたり、統計処理
したりすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】ホール素子は、ホール効果を半導
体素子で作製したものであり、ホール効果（Hall effec
t）は、図１に示したように、直方体の物体に電流を加
えてその電流と垂直方向に磁界を加えると電流の流れて
いる方向と磁界の方向にそれぞれの垂直方向に電圧が発
生する現象をいう。またこのとき発生した電圧をホール
電圧という。１８７９年、アメリカの物理学者ホールに
よって発見され、このホール効果は、半導体には非常に
よくあらわれるが、導体にはあまり現れないという性質
を有している。このホール効果を半導体で作ったものが
ホール素子であり、ホール素子を作る材料として、シリ
コン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウム・ヒ素（GaA
s）、インジウム・ヒ素（InAs）、インジウム・アンチ
モン（InSb）等が用いられている。これらの半導体を用
いると、一般的には、インジウム・アンチモンは、高感
度（ホール電圧を大きくできる）だが温度による影響を
受けやすい。ガリウム・ヒ素は、ホール電圧は小さいが
温度による影響を受けにくい。シリコンは、低感度だが
集積回路化されたホールICなどに使われるなどの特徴が
ある。そして、ホール素子は、モータの回転スピードを
調整する部品として、また、ガウスメータ（磁束計）の
センサーの部分に使用されている。モータの回転スピー
ドを調整する部品としては、コイルを使うより低コスト
・低価格で作れるためコンピュータのFDやHD,CD-ROMの
モータ回転制御に使われている。最近のHD,CD-ROMの高
速化にともなって発生する熱は多くなっているので、温
度特性の高いホール素子が使用されている。ガウスメー
タ（磁束計）のセンサーの部分では、ガウスメータの先
端部分のセンサー（プローブ）に応用されている。ガウ
スメータは、どのくらい磁力線がでているかを測定する
ものであり、パソコンや電子レンジ、携帯電話などの電
磁波（磁力線）を測定するのに使用されている。一般
に、ホール電圧は、電流と磁束密度に比例する。
体素子で作製したものであり、ホール効果（Hall effec
t）は、図１に示したように、直方体の物体に電流を加
えてその電流と垂直方向に磁界を加えると電流の流れて
いる方向と磁界の方向にそれぞれの垂直方向に電圧が発
生する現象をいう。またこのとき発生した電圧をホール
電圧という。１８７９年、アメリカの物理学者ホールに
よって発見され、このホール効果は、半導体には非常に
よくあらわれるが、導体にはあまり現れないという性質
を有している。このホール効果を半導体で作ったものが
ホール素子であり、ホール素子を作る材料として、シリ
コン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウム・ヒ素（GaA
s）、インジウム・ヒ素（InAs）、インジウム・アンチ
モン（InSb）等が用いられている。これらの半導体を用
いると、一般的には、インジウム・アンチモンは、高感
度（ホール電圧を大きくできる）だが温度による影響を
受けやすい。ガリウム・ヒ素は、ホール電圧は小さいが
温度による影響を受けにくい。シリコンは、低感度だが
集積回路化されたホールICなどに使われるなどの特徴が
ある。そして、ホール素子は、モータの回転スピードを
調整する部品として、また、ガウスメータ（磁束計）の
センサーの部分に使用されている。モータの回転スピー
ドを調整する部品としては、コイルを使うより低コスト
・低価格で作れるためコンピュータのFDやHD,CD-ROMの
モータ回転制御に使われている。最近のHD,CD-ROMの高
速化にともなって発生する熱は多くなっているので、温
度特性の高いホール素子が使用されている。ガウスメー
タ（磁束計）のセンサーの部分では、ガウスメータの先
端部分のセンサー（プローブ）に応用されている。ガウ
スメータは、どのくらい磁力線がでているかを測定する
ものであり、パソコンや電子レンジ、携帯電話などの電
磁波（磁力線）を測定するのに使用されている。一般
に、ホール電圧は、電流と磁束密度に比例する。
【０００７】液晶ディスプレイとＴＣＰ（テープキャリ
アパッケージ）又はＦＰＣ（フレキシブル印刷配線板）
とＴＣＰとの接続、ＦＰＣとプリント配線板との電気的
接続には、それらの電極を接触させて接着剤で固定する
方法が行なわれている。また、最近では、半導体シリコ
ンチップを基板に実装する場合でも、従来のワイヤーボ
ンドではなく、半導体シリコンチップをフェイスダウン
で基板に直接実装するいわゆるフリップチップ実装が行
われており、ここでも接触による電気的接続とその接触
を接着剤で固定する方法が行なわれている。接着剤中に
製造工程中に鉄または鉄合金等の金属または金属合金が
混入されると、隣接回路間のショートを起こし回路が電
気的に機能しなくなる問題を生じてしまう。この接着剤
中に混入された金属または金属合金の存在を本発明の微
小金属異物検出器で検出することができ、微小金属異物
の測定方法が有用となる。
アパッケージ）又はＦＰＣ（フレキシブル印刷配線板）
とＴＣＰとの接続、ＦＰＣとプリント配線板との電気的
接続には、それらの電極を接触させて接着剤で固定する
方法が行なわれている。また、最近では、半導体シリコ
ンチップを基板に実装する場合でも、従来のワイヤーボ
ンドではなく、半導体シリコンチップをフェイスダウン
で基板に直接実装するいわゆるフリップチップ実装が行
われており、ここでも接触による電気的接続とその接触
を接着剤で固定する方法が行なわれている。接着剤中に
製造工程中に鉄または鉄合金等の金属または金属合金が
混入されると、隣接回路間のショートを起こし回路が電
気的に機能しなくなる問題を生じてしまう。この接着剤
中に混入された金属または金属合金の存在を本発明の微
小金属異物検出器で検出することができ、微小金属異物
の測定方法が有用となる。
【０００８】本発明は、磁界内に設置したホール素子で
微小金属異物による磁界の乱れを検出する微小金属異物
検出器であり、磁束内に金属異物が存在すると磁束に乱
れが生じ、ホール素子で磁束変化を計測することによっ
て、金属異物を検出することができる。この、原理を図
４の模式図で説明する。ホール素子の上に金属異物が存
在すると磁束は図４の左側のように乱れを生ずる。一
方、図４の右側は異物がない状態であり、磁束は乱れが
ない。この際、ホール素子感磁部面積を異物サイズに近
づける程検出感度を高めることができる。磁界が永久磁
石による場合は磁性の異物が検出できるが、非磁性異物
は検出が難しい。交流磁界をかける事により、非磁性導
電性異物には渦電流が発生し磁界に変化を与えるために
本発明が適用できる。ホール素子２個を近傍に置いて、
ホール素子２個の出力の差分を用いることで微小金属異
物をさらに精度良く検出することができる。また、近傍
の２個のホール素子出力差分を用いることでも同様に微
小金属異物を検出することができる。
微小金属異物による磁界の乱れを検出する微小金属異物
検出器であり、磁束内に金属異物が存在すると磁束に乱
れが生じ、ホール素子で磁束変化を計測することによっ
て、金属異物を検出することができる。この、原理を図
４の模式図で説明する。ホール素子の上に金属異物が存
在すると磁束は図４の左側のように乱れを生ずる。一
方、図４の右側は異物がない状態であり、磁束は乱れが
ない。この際、ホール素子感磁部面積を異物サイズに近
づける程検出感度を高めることができる。磁界が永久磁
石による場合は磁性の異物が検出できるが、非磁性異物
は検出が難しい。交流磁界をかける事により、非磁性導
電性異物には渦電流が発生し磁界に変化を与えるために
本発明が適用できる。ホール素子２個を近傍に置いて、
ホール素子２個の出力の差分を用いることで微小金属異
物をさらに精度良く検出することができる。また、近傍
の２個のホール素子出力差分を用いることでも同様に微
小金属異物を検出することができる。
【０００９】
【実施例】実施例１
本発明の実施例について図面を参照して説明する。図２
のように磁束密度１Ｔの永久磁石のＮ極、Ｓ極間にホー
ル素子（日立電線株式会社製ホール素子ＨＴ１２０）３
と異物（５０μｍ鉄粒子）２を配置し、図３のようにホ
ール素子の入カ電極ａ，ｂ間に６Ｖをかけ、出力電極
ｃ、ｄ間の電圧を計測した。その結果、異物無しの場合
と有りの場合で２ｍＶの電圧差を計測した。
のように磁束密度１Ｔの永久磁石のＮ極、Ｓ極間にホー
ル素子（日立電線株式会社製ホール素子ＨＴ１２０）３
と異物（５０μｍ鉄粒子）２を配置し、図３のようにホ
ール素子の入カ電極ａ，ｂ間に６Ｖをかけ、出力電極
ｃ、ｄ間の電圧を計測した。その結果、異物無しの場合
と有りの場合で２ｍＶの電圧差を計測した。
【００１０】
【発明の効果】感磁部を検出したい異物に近い小面積に
できるホール素子を磁束計測に使うことにより、微小金
属異物を検出することが可能となった。
できるホール素子を磁束計測に使うことにより、微小金
属異物を検出することが可能となった。
【図１】 図ｌはホール素子を説明するための原理図で
ある。
ある。
【図２】 図２は本発明に関わる検出器の１例である。
【図３】 図３は検出器の結線図である。
【図４】 図４は磁界が異物により乱れることを示す模
式図である。
式図である。
１：永久磁石
２：金属異物
３：ホール素子
３１．ホール素子
４：電圧計
５：直流電源
６：磁束線
ａ、ｂ：ホール素子入力電極
ｃ、ｄ：ホール素子出力電極
Claims (6)
- 【請求項１】 磁束に直交する面に設置したホール素子
により磁極とホール素子の間に置いた、被検査物内の微
小金属異物による磁界の微小変化を計測することを特徴
とする微小金属異物検出器。 - 【請求項２】 ホール素子を複数個１列、又は複数列に
並べたことを特徴とする請求項１に記載の微小金属異物
検出器。 - 【請求項３】 ホール素子２個を近傍に置いて、ホール
素子２個の出力の差分を用いることを特徴とする請求項
１に記載の微小金属異物検出器。 - 【請求項４】 近傍の２個のホール素子出力差分を用い
ることを特徴とする請求項２に記載の微小金属異物検出
器。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載の微小金属異物検出器を用いて５〜５００μｍの微小
金属異物を測定する微小金属異物の測定方法。 - 【請求項６】 微小金属異物が金属または金属合金であ
る請求項５に記載の微小金属異物の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002088772A JP2003287521A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 微小金属異物検出器及びそれを用いた微小金属異物測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002088772A JP2003287521A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 微小金属異物検出器及びそれを用いた微小金属異物測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003287521A true JP2003287521A (ja) | 2003-10-10 |
Family
ID=29234540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002088772A Pending JP2003287521A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 微小金属異物検出器及びそれを用いた微小金属異物測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003287521A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005111597A1 (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | 磁性微粒子の検出装置 |
| JP2015210235A (ja) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | マイクロマグネ有限会社 | 異物検出装置 |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002088772A patent/JP2003287521A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005111597A1 (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | 磁性微粒子の検出装置 |
| JP2015210235A (ja) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | マイクロマグネ有限会社 | 異物検出装置 |
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