JP2006191742A - 電子部品装置、それを用いた直流高電圧電源装置、及びその高安定化方法 - Google Patents
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Abstract
【構成】 電子部品を電気絶縁被覆材料で覆ってなるモールド物品の外面を覆う導電性の良好な熱伝導材料手段と、この熱伝導材料手段の外面に設けられて、熱伝導材料手段の温度を制御する温度制御手段と、前記熱伝導材料手段の外面に設けられて、その熱伝導材料手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度制御手段の温度を制御して、前記熱伝導材料手段の温度を一定に保ち、前記電子部品の動作を安定化させることを特徴とする電子部品装置。
【選択図】 図2
Description
このフィラメント給電部も直流電源装置を起動してから回路部品が発する熱によって電気絶縁被覆材料が徐々に上昇するために、つまり、電気絶縁被覆材料の熱時定数によって熱的に飽和するまでに10時間から30時間程度の時間がかかり、その間、温度ドリフトによる影響を受け、このことが非常に安定度の高い荷電粒子ビームの発生、あるいは高精度の電子顕微鏡観察を更に困難なものにしていた。
先ず、本発明を実施するための最良の形態である実施形態1の直流高電圧電源装置について説明する。本発明は、描画装置のような一定の加速電圧などを必要とする装置に適用され、検出抵抗のような電子部品の消費電力が一定、つまり発熱が一定である装置に有効である。
この実施形態1では、図3に示すような高電圧直流電源装置の直流高電圧部を第1、第2、第3の三つのブロックに分けて、それぞれを電気絶縁被覆材料でモールドしている。図1に示すように、第1のブロックは、出力高電圧を検出する出力電圧検出部1からなる。第2のブロックは、荷電粒子ビームを発生する電子管のフィラメントを加熱するための電力を供給するフィラメント給電部2からなる。第3のブロックは、低電圧を直流高電圧に変換する高電圧トランスとコッククロフト・ウォルトン回路のような高電圧昇圧部とからなる高電圧昇圧部3である。
実施形態1では、温度制御手段をヒータとして説明したが、温度の上昇だけではなく、温度を降下、つまり、液体の温度制御を行って、昇温と冷却とを行える能力を有する手段とすることもできる。図9によって実施形態2について説明する。図9(B)は、図9(A)の切断線Y−Y′での断面を示す。
2・・・フィラメント給電部
2A・・・フィラメントモールド体
2B・・・フィラメント用ヒータ
3・・・高電圧昇圧部
10・・・電子部品装置
10A・・・モールド物品
10B・・・導電膜
10C・・・コンパウンド
10D・・・金属板
10E・・・初期加熱用ヒータ
10F、10F’・・・温度調整用ヒータ
10G・・・断熱材
10H・・・銅パイプ
10I・・・接続配管
10J・・・配管
10K・・・配管
20・・・温度制御装置
30・・・基準電圧発生回路
30A・・・基準電圧発生回路のプリント基板
40・・・温度制御ユニット
S1〜S8・・・温度センサ
Claims (21)
- 電子部品を電気絶縁被覆材料で覆ってなるモールド物品の外面の2面以上を覆う導電性の良好な熱伝導材料手段と、
該熱伝導材料手段の外面に設けられて、該熱伝導材料手段の温度を制御する温度制御手段と、
該熱伝導材料手段の外面に設けられて、該熱伝導材料手段の温度を検出する温度検出手段と、
を備え、前記温度制御手段の温度を制御して、前記熱伝導材料手段の温度を一定に保ち、前記電子部品の特性を安定化させることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1において、
前記温度制御手段は、初期用温度制御手段とこれよりも電力容量の小さい調整用温度制御手段とからなり、予め設定した時間だけ前記初期用温度制御手段を無制御で運転して、予め設定した電力量を供給することを特徴とする電子部品装置。 - 請求項2において、
前記予め設定した時間は、前記電気絶縁被覆材料をその飽和温度の予想値まで温度上昇又は降下させるのに必要な熱量に基づいて求められることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかにおいて、
前記温度制御手段は、加熱用ヒータ、あるいは前記熱伝導材料手段を通流する温度制御された液体又は気体であることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項2ないし請求項4のいずれかにおいて、
前記初期用温度制御手段が停止した後には、前記熱伝導材料手段の温度が安定するように前記調整用温度制御手段を制御することを特徴とする電子部品装置。 - 請求項5において、
前記熱伝導材料手段の温度が安定したときに、この安定した温度を前記熱伝導材料手段の温度制御目標値として、前記調整用温度制御手段を制御することを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかにおいて、
前記温度制御手段の外面は、断熱材で覆われていることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかにおいて、
前記熱伝導材料手段は、銅板のように熱伝導の良好な金属板からなることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1ないし請求項8のいずれかにおいて、
前記熱伝導材料手段は、前記モールド物品の外面に形成されている導電膜と該導電膜を覆う金属板とからなることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項9において、
前記熱伝導材料手段は、前記導電膜と前記金属板との間に導電性の良好なコンパウンドを備えることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1ないし請求項10のいずれかにおいて、
前記モールド物品の表面の温度を検出する第1の温度検出手段と、その内部の温度を検出する第2の温度検出手段との双方又はいずれか一方を備えていることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項2ないし請求項11のいずれかにおいて、
前記モールド物品は直方体であり、その少なくとも第1の外面に前記初期用温度制御手段が設けられ、かつ少なくとも前記第1の外面に直交する第2の外面と該第2の外面に対向する第3の外面とに前記調整用温度制御手段を備えていることを特徴とする電子部品装置。 - 請求項1ないし請求項12のいずれかの電子部品装置を用いている直流高電圧電源装置であって、
前記電子部品は高電圧抵抗器であって、該高電圧抵抗器を出力電圧検出用手段として用いており、前記温度制御手段の温度を制御して、前記熱伝導材料手段の温度を一定に保つことによって、前記高電圧抵抗器の温度を一定に保ち、高安定度の出力高電圧を発生することを特徴とする直流高電圧電源装置。 - 請求項13において、
前記電子部品装置と、低電圧を直流高電圧に変換するものであって、電気絶縁被覆材料でモールドされている直流高電圧昇圧部と、フィラメントとカソードとを有する電子管の前記フィラメントに電力を供給するためのものであって、電気絶縁被覆材料でモールドされているフィラメント給電部とからなる、別々のモールド体で構成される直流高電圧部を備えていることを特徴とする直流高電圧電源装置。 - 請求項13又は請求項14において、
前記出力電圧検出用手段によって検出された出力高電圧の検出電圧と比較される基準電圧を発生する基準電圧発生回路を前記モールド物品の外面に備え、該基準電圧発生回路は、前記熱伝導材料手段で覆われていることを特徴とする直流高電圧電源装置。 - 請求項14又は請求項15において、
前記フィラメント給電部の温度を上昇又は下降させるフィラメント用温度制御手段を、前記フィラメント給電部の外面に備えていることを特徴とする直流高電圧電源装置。 - 請求項14ないし請求項16のいずれかにおいて、
前記フィラメント給電部の表面温度と内部の温度とのいずれか一方又は双方を測定するフィラメント用温度検出手段を備えていることを特徴とする直流高電圧電源装置。 - 直流高電圧電源装置の出力電圧を検出するための出力電圧検出手段を電気絶縁被覆材料でモールドしてなるモールド物品による出力電圧検出値が、基準電圧発生手段の基準値になるように制御して、前記出力電圧を電気的に安定化する機能を有する直流高電圧電源装置の高安定化方法において、
前記モールド物品の周囲温度Taを考慮して求められる該モールド物品の飽和温度の予想値Tbになるように、前記モールド物品の温度を制御し、前記モールド物品の温度が前記飽和温度の予想値Tb又はその近辺の温度で安定するとき、その安定した温度を保持するように温度制御することを特徴とする直流高電圧電源装置の高安定化方法。 - 出力電圧検出手段を電気絶縁被覆材料で覆ってなるモールド物品と、低電圧を直流高電圧に変換する直流高電圧昇圧部であって、前記出力電圧検出用手段とは別に電気絶縁被覆材料でモールドされている直流高電圧昇圧部と、フィラメントとカソードとを有する管球の前記フィランメントに電力を供給するためのフィラメント給電部であって、前記出力電圧検出用手段と直流高電圧発生部とは別に電気絶縁被覆材料でモールドされているフィラメント給電部とを備え、出力電圧を検出する出力電圧検出手段の検出値が基準電圧発生回路の基準値になるように制御して、前記出力電圧を電気的に安定化する機能を有する直流高電圧電源装置の安定化方法において、
前記モールド物品の周囲温度Taを考慮して求められる該モールド物品の飽和温度の予想値Tbになるように、前記モールド物品の温度を制御し、前記モールド物品の温度が前記飽和温度の予想値Tb又はその近辺の温度で安定するとき、その安定した温度を保持するように温度制御すると共に、
直流高電圧電源装置の起動時には、前記フィラメント給電部がその飽和温度の予想値になるように、前記フィラメント給電部の外面を加熱又は冷却することを特徴とする直流高電圧電源装置の高安定化方法。 - 請求項19において、
前記出力高電圧の安定性、前記直流高電圧電源装置の運転時間、前記モールド物品の内部温度と前記フィラメント給電部の内部温度との差が所定値以内にあるか否か、前記モールド物品の内部温度と前記フィラメント給電部の内部温度とが前記飽和温度近辺にあるか否かの四つの条件のいずれか、又は組み合わせを前記モールド物品の温度が前記飽和温度の予想値Tb又はその近辺の温度で安定したか否かの判断ファクタとすることを特徴とする直流高電圧電源装置の高安定化方法。 - 請求項18ないし請求項20のいずれかにおいて、
前記基準電圧発生回路の温度は、前記モールド物品の外面の温度とほぼ同じになるように設定されることを特徴とする直流高電圧電源装置の高安定化方法。
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