JP2009103683A - Device and method for testing electrostatic charge - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体装置、および半導体装置に抵抗、コンデンサ部品等を加えて回路構成する電子機器が静電気放電により破壊する際の静電気帯電量を測定する試験装置および試験方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a test apparatus and a test method for measuring an electrostatic charge amount when an electronic device constituting a circuit by adding a resistor, a capacitor component, or the like to the semiconductor device is broken by electrostatic discharge.
電子機器の製造工程において、電子機器の試験装置や周囲の治具において絶縁材料部が帯電し、その影響で電子機器が連結される配線が誘導帯電する。そして、電子機器が配線に接触したときに配線の誘電帯電により静電気放電が発生し、電子機器が破壊する可能性がある。このため、静電気放電により電子機器が破壊する際の静電気帯電量を測定しておくことで、電子機器の静電気対策を行うことができる。 In an electronic device manufacturing process, an insulating material portion is charged in an electronic device test apparatus or a surrounding jig, and the wiring to which the electronic device is connected is inductively charged due to the influence. And when an electronic device contacts wiring, electrostatic discharge may generate | occur | produce by the dielectric charge of wiring, and an electronic device may be destroyed. For this reason, it is possible to take countermeasures against static electricity of an electronic device by measuring the electrostatic charge amount when the electronic device is destroyed by electrostatic discharge.
従来の静電気帯電試験装置においては、金属板の上に誘電体をのせ、その上に半導体装置などの電子機器を置いて、樹脂外郭体に電荷を蓄積した後、半導体装置の外部リード端子に放電用端子を接触させ、金属板に電圧を印加して電子機器の静電気破壊耐量(破壊電圧値)を測定していた(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、製造工程において、配線での誘導帯電に起因する静電気放電により電子機器が破壊する際の電子機器の静電気帯電量が不明である。つまり、配線での誘導帯電に起因する静電気放電による電子機器の破壊の評価方法は確立されていない。 In a conventional electrostatic charge test device, a dielectric is placed on a metal plate, an electronic device such as a semiconductor device is placed on the metal plate, charges are accumulated in the resin shell, and then discharged to the external lead terminal of the semiconductor device. The terminal for contact was made to contact, the voltage was applied to the metal plate, and the electrostatic destruction tolerance (breakdown voltage value) of the electronic device was measured (for example, refer patent document 1). However, the amount of electrostatic charge of the electronic device when the electronic device is destroyed due to electrostatic discharge caused by induction charging in the wiring in the manufacturing process is unknown. That is, an evaluation method for destruction of electronic equipment due to electrostatic discharge resulting from induction charging in wiring has not been established.
従来の静電気帯電試験装置では、外部からDC電圧等を印加して、電子機器が破壊する際の破壊電圧値を測定しているが、電子機器の大きさ・構造などの違いによって、電子機器が連結される配線の誘導帯電による静電気帯電量が異なり、また、電子機器の製造工程において静電容量が変化することもあり、電子機器が破壊する際の破壊電圧値も大きく変化する。このため、正確な静電気帯電量を測定できず、電子機器が破壊する際の電子機器の静電気帯電量を、電子機器が破壊する際の破壊電圧値から求めることができない問題点があった。 In a conventional electrostatic charge test device, a DC voltage or the like is applied from the outside to measure the breakdown voltage value when the electronic device breaks down. However, depending on the size and structure of the electronic device, The amount of electrostatic charge due to induction charging of the connected wirings is different, the capacitance may change in the manufacturing process of the electronic device, and the breakdown voltage value when the electronic device breaks also changes greatly. For this reason, there has been a problem that an accurate electrostatic charge amount cannot be measured, and an electrostatic charge amount of the electronic device when the electronic device is broken cannot be obtained from a breakdown voltage value when the electronic device is broken.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電子機器の製造工程において、配線での誘導帯電に起因する静電気放電により電子機器が破壊する誘導帯電現象を模擬することができ、どの程度の静電気放電の帯電量(静電気帯電量)で電子機器が破壊するのかを測定することができ、外部から印加した電圧値と静電気帯電量との関係を明確にする静電気帯電試験装置を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and simulates an induction charging phenomenon in which an electronic device is destroyed due to electrostatic discharge caused by induction charging in wiring in the manufacturing process of the electronic device. Electrostatic charge test equipment that can measure the amount of electrostatic discharge (electrostatic charge amount) that an electronic device breaks, and clarify the relationship between the externally applied voltage value and the electrostatic charge amount Is what you get.
この発明に係る静電気帯電試験装置は、絶縁体と、絶縁体に接する金属板と、金属板に対向するように絶縁体の中に埋め込まれ、絶縁体から外方に延長された配線と、配線の一端に接続され、電子機器を接続できる絶縁体ソケットとを備え、金属板へ所定の電圧を印加することによって金属板に対向する配線に誘導された帯電量を測定することを特徴とするものである。 An electrostatic charging test apparatus according to the present invention includes an insulator, a metal plate in contact with the insulator, wiring embedded in the insulator so as to face the metal plate, and extending outward from the insulator; wiring And an insulator socket to which an electronic device can be connected, and measuring the amount of charge induced in the wiring facing the metal plate by applying a predetermined voltage to the metal plate It is.
この発明に係る静電気帯電試験装置は、絶縁体と、絶縁体に接する金属板と、金属板に対向するように絶縁体の中に埋め込まれ、絶縁体から外方に延長された配線と、配線の一端に接続され、電子機器を接続できる絶縁体ソケットとを備え、金属板へ所定の電圧を印加することによって金属板に対向する配線に誘導された帯電量を測定するので、外部から印加した電圧値と静電気帯電量との関係を明確にすることができ、配線での誘導帯電に起因する静電気放電により電子機器が破壊に至る帯電量を測定することができる。 An electrostatic charging test apparatus according to the present invention includes an insulator, a metal plate in contact with the insulator, wiring embedded in the insulator so as to face the metal plate, and extending outward from the insulator; wiring And an insulator socket that can be connected to an electronic device, and a predetermined voltage is applied to the metal plate to measure the amount of charge induced in the wiring facing the metal plate. The relationship between the voltage value and the electrostatic charge amount can be clarified, and the charge amount that causes destruction of the electronic device due to electrostatic discharge caused by induction charging in the wiring can be measured.
実施の形態1.
図1は、この発明を実施するための実施の形態1を示す静電気帯電試験装置の構成図である。図1において、DC電源2から継電器(図示せず)を使ってDC電圧を印加可能な金属板3が絶縁体4の上に設置され、絶縁体4の中には配線5が金属板3とほぼ平行に埋め込まれて設置されている。配線5は絶縁体4の外へ引き出され、絶縁体ソケット7に接続されている。絶縁体ソケット7には電子機器6の端子を差し込むソケット8が設けられており、電子機器6と配線5を電気的に接続することができる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of an electrostatic charge test apparatus showing Embodiment 1 for carrying out the present invention. In FIG. 1, a
DC電源2を使って金属板3に一定電圧を印加することで、絶縁体4中に設置した配線5が静電誘導により帯電する。金属板3に印加される電圧が所定値以上になると、配線5に連結した絶縁体ソケット7へ挿入される電子機器6は、配線5での誘導帯電に起因する静電気放電により静電気破壊する。静電気帯電試験装置では、その際の電子機器6への帯電量(電荷量)を測定できる。なお、金属板3は導電性があればどのような材料でもよいが、一例としてアルミ、銅、SUSなどが適用できる。また、絶縁体4としては体積抵抗率1012Ωcm以上の特性を有するものが望ましいが、特にこの特性に限定されるものではない。絶縁体4に用いる材料としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、塩化ビニル、アクリルなどがある。
By applying a constant voltage to the
図1では、配線5の形状を直線として示しているが、対向する金属板3と配線5との位置関係が固定され、金属板3との間に誘導帯電が発生すれば、配線5の形状は曲線でも蛇行していてもよい。また、配線5の断面形状は、金属板3との間に誘導帯電が発生すれば、平板状でも管状でも良い。配線5は、金属板3と絶縁体4の誘電材を挟んで対向しているので、金属板3に印加されるDC電圧に応じて、ほぼ一定の関係をもって誘導帯電する。つまり、印加されるDC電圧と配線5の帯電量との間には所定の相関関係を得ることができ、金属板3への印加電圧を決定することで静電誘導が発生し、配線5の帯電量を制御することができる。なお、金属板3と配線5との対向面積(絶縁体4中の配線5の長さ)、配線5の太さ、配線5から接地までの距離、金属板3と配線5と間の距離などのパラメータを予め設定しておくことで、配線5の帯電量を制御することができる。そして、配線5の帯電量が絶縁体ソケット7のソケット8で測定可能な帯電量に対応するので、印加されるDC電圧とソケット8に挿入される電子機器6に加わる帯電量との間には所定の相関関係を得ることができる。
In FIG. 1, the shape of the
このように、印加されるDC電圧と電子機器6に加わる帯電量との間には所定の相関関係を得ることができる理由について説明する。従来の静電気帯電試験装置では、電圧を印加する金属板に電子機器の端子や測定用の端子が対向しているため、電子機器の大きさ、形状、および端子の形状に応じて、電子機器の帯電量が大きく異なり、電子機器の種類が変わるごとに、印加されるDC電圧と電子機器に加わる帯電量との間の相関関係が変わることになる。これに対して、実施の形態1の静電気帯電試験装置では、電圧を印加する金属板3に対向しているのは配線5だけであるため、電子機器6の大きさ、形状、および端子の形状に関わらず、金属板3へ印加されるDC電圧と配線5に誘導帯電される帯電量との関係は一定である。このため、印加されるDC電圧と電子機器6に加わる帯電量との間には所定の相関関係を得ることができる。
The reason why a predetermined correlation can be obtained between the applied DC voltage and the amount of charge applied to the
静電気帯電試験装置において、金属板3に印加されるDC電圧と電子機器6の帯電量との関係を把握することが重要である。この関係を測定する手順は次のとおりである。(1)DC電源2から金属板3へ継電器を使って一定のDC電圧を印加する。(2)静電誘導により帯電した配線5からの電荷が絶縁体ソケット7のソケット8へ伝わるので、ソケット8の帯電量をクーロンメータ(図示せず)にて測定し、その状態でソケット8に電子機器6を挿入して、電子機器6を絶縁体ソケット7に接続する。(3)電子機器6を取り外して、電気特性評価装置(図示せず)を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定し、電子機器6が破壊していないかどうかを調べる。金属板3へ印加するDC電圧を変えて、上記(1)〜(3)の動作を繰り返す。そして、所定のDC電圧を印加した後に、電子機器6が破壊した場合には、その際のDC電圧が破壊電圧値となり、その際のクーロンメータにて測定された帯電量が、電子機器6が静電気破壊する破壊帯電量である。
In the electrostatic charge test apparatus, it is important to grasp the relationship between the DC voltage applied to the
図2に、金属板3への印加するDC電圧と電子機器6の帯電量(ソケット8の帯電量)との関係の一例について示す。図2において、横軸は金属板3へ印加するDC電圧であり、縦軸はクーロンメータで測定したソケット8の帯電量であり、電子機器6に流れ込む電荷量(電子機器6の帯電量)である。図中の白丸、黒丸は、印加したDC電圧に対するソケット8の帯電量をプロットしたものであり、DC電圧を変化させて測定点を増やすことによって図2のようなDC電圧と帯電量との相関関係を得ることができる。
FIG. 2 shows an example of the relationship between the DC voltage applied to the
図2では、電流電圧特性の測定の結果から、白丸は電子機器6が破壊しなかった場合、黒丸は電子機器6が破壊した場合を示している。図2に示した例では、印加電圧300Vで、電子機器6が破壊する。また、このときの電子機器6への帯電量は約55nCであることがわかる。図2のような、DC電圧と帯電量との相関関係を検量線として用いることによって、印加電圧に対応する、静電気放電により電子機器6へ加わる帯電量を推定することができる。そして、電子機器6の破壊帯電量を把握することができる。
In FIG. 2, from the measurement results of the current-voltage characteristics, white circles indicate a case where the
また、金属板3に印加するDC電圧を変えてソケット8の帯電量を測定しながら、電子機器6が破壊するかどうかを確認して電子機器6の破壊帯電量を測定する方法の他に、次のような手順で電子機器6の破壊帯電量を測定してもよい。まず、図2のグラフのような金属板3へ印加されるDC電圧と絶縁体ソケット7で測定される帯電量との関係を予め求めておく。(A)絶縁体ソケット7のソケット8に電子機器6を挿入して、電子機器6を絶縁体ソケット7に接続する。(B)電子機器6をソケット8から取り外して、電気特性評価装置(図示せず)を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定し、電子機器6が破壊していないかどうかを調べる。金属板3へ印加するDC電圧を変えて、上記(A)〜(B)の動作を繰り返す。そして、所定のDC電圧を印加した後に、電子機器6が破壊した場合には、その際のDC電圧が破壊電圧値となり、予め求めておいたDC電圧と電子機器6の帯電量との関係から破壊帯電量も測定することができる。金属板3へ印加されるDC電圧と絶縁体ソケット7で測定される帯電量との関係がわかっているので、DC電圧を変えるごとにソケット8の帯電量であり、電子機器6に流れ込む電荷量(電子機器6の帯電量)をクーロンメータにて測定する必要がない。
In addition to the method of measuring whether the
以上のように、電子機器6の大きさ、形状、および端子の形状に関わらず、金属板3へ印加されるDC電圧と配線5に誘導帯電される帯電量との関係が一定であるので、外部から印加した電圧値と静電気帯電量との関係を明確にすることができ、配線5での誘導帯電に起因する静電気放電により電子機器6が破壊に至る帯電量を測定することができる。このため、生産現場において、電子機器6の破壊帯電量を把握しながら、電子機器6の静電気対策ができるので、電子機器6の静電気放電に対する品質を向上させることができる。さらに、電子機器6の静電気放電による破壊を未然に防ぐことができるので、電子機器6の量産時の歩留りを向上させることができる。
As described above, the relationship between the DC voltage applied to the
実施の形態2.
図3は、この発明を実施するための実施の形態2を示す静電気帯電試験装置の構成図である。配線の数と各々の配線の長さが異なるという点で実施の形態1と異なっている。図3において、図1と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することである。また、明細書全文に表れている構成要素の態様は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
FIG. 3 is a configuration diagram of an electrostatic charge test
この実施の形態における静電気帯電試験装置では、図3に示すように金属板13が絶縁体14の上に設置され、絶縁体14の中には複数の配線15a〜15dが金属板13に対向するように埋め込まれて設置されている。配線15a〜15dは絶縁体14の外へ引き出され、絶縁体ソケット17に接続されている。絶縁体ソケット17には電子機器16a〜16dの端子を差し込むソケット(図示せず)が、配線15a〜15dのそれぞれに対応して設けられており、電子機器16a〜16dと配線15a〜15dとを電気的に接続することができる。
In the electrostatic charging test apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 3, a
それぞれの配線15a〜15dは、絶縁体14の中に埋め込まれる長さが異なるように設置されている。絶縁体14中の配線15a〜15dのそれぞれの長さを変えることにより、配線15a〜15dでの誘導帯電で発生する帯電量を変化させることができるので、絶縁体ソケット17の各ソケットにおいて同時にそれぞれ異なる帯電量とすることができる。そして、絶縁体ソケット17の各ソケットに電子機器16a〜16dを挿入することで、複数の電子機器16a〜16dが静電気放電により破壊する帯電量を効率的に測定することができる。なお、本実施の形態において、配線を4本として説明したが、配線の数は2本以上であればよい。
Each
実施の形態3.
図4は、この発明を実施するための実施の形態3を示す静電気帯電試験装置の構成図である。DC電源2と金属板3との間に電気式のスイッチ22を設け、配線5はコネクタ23を介して電気特性評価装置24に接続されているという点で実施の形態1と異なっている。コネクタ23は、絶縁体ソケット7に接続されていない配線5の他端に接続されている。なお、絶縁体ソケット7に直接コネクタを接続してもよいし、絶縁体ソケット7に接続された配線5を延長してコネクタを接続してもよい。実施の形態1においては、印加するDC電圧を変化させるごとに電子機器6を絶縁体ソケット7から取り外して、電気特性評価装置を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定し、電子機器6が破壊していないかどうかを調べ、再度電子機器6を絶縁体ソケット7に接続していた。本実施の形態では、電気特性評価装置24を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定するごとに電子機器6を絶縁体ソケット7から取り外す必要がなく、静電気帯電試験を行うことができる。
FIG. 4 is a configuration diagram of an electrostatic charge test
この実施の形態における静電気帯電試験装置を用いた、金属板3に印加されるDC電圧と電子機器6への帯電量との関係を測定する手順は次のとおりである。(1)スイッチ22をオンにして、DC電源2から金属板3へ継電器(図示せず)を使って一定のDC電圧を印加する。静電誘導により帯電した配線5からの電荷が絶縁体ソケット7へ伝わるので、電子機器6をDC電圧に対応した帯電量で帯電させることができる。(2)ソケット8に電子機器6を挿入して、電子機器6を絶縁体ソケット7に接続する。(3)スイッチ22をオフにして、電気特性評価装置24を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定し、電子機器6が破壊していないかどうかを調べる。(4)ソケット8から電子機器6を取り外す。金属板3へ印加するDC電圧を変えて、上記(1)〜(4)の動作を繰り返す。そして、所定のDC電圧を印加した後に、電子機器6が破壊した場合には、その際のDC電圧が破壊電圧値となる。
The procedure for measuring the relationship between the DC voltage applied to the
このように、配線5がコネクタ23を介して電気特性評価装置24に接続されているので、配線5からの誘導帯電により電子機器6へ静電気放電を発生させた後、その電子機器6が破壊したか否かをすぐに判断することができる。
As described above, since the
実施の形態4.
図5は、この発明を実施するための実施の形態4を示す静電気帯電試験装置の構成図である。CT(Current Transformer:計器用変流器)を用いて配線中に流れる放電電流を検出する点が実施の形態1と異なっている。図5において、DC電源2から継電器(図示せず)を使ってDC電圧を印加可能な金属板3が絶縁体4の上に設置され、絶縁体4の中には配線5が金属板3とほぼ平行に埋め込まれて設置されている。配線5は絶縁体4の外へ引き出され、絶縁体ソケット7に接続されている。絶縁体ソケット7には電子機器6の端子を差し込むソケット8が設けられており、電子機器6と配線5を電気的に接続することができる。絶縁体4と絶縁体ソケット7との間に露出している配線5に、放電電流を検出するCT25のプローブ部が配置されている。CT25のプローブ部はリング状であり、リングの穴を配線5が通っている。CT25によって検出された放電電流はオシロスコープ26によって表示される。なお、図5において、CT25を絶縁体4と絶縁体ソケット7との間に設置しているが、図6に示すように電子機器6の端子と接地(アース)との間を結んだアース線27にCT25を設置しても良い。また、ピンセットを用いて電子機器6を掴む作業を伴う場合には、ピンセットと接地との間を結んだアース線にCT25を設置しても良い。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram of an electrostatic charge test apparatus showing Embodiment 4 for carrying out the present invention. The difference from the first embodiment is that the discharge current flowing in the wiring is detected using a CT (Current Transformer). In FIG. 5, a
DC電源2を使って金属板3に一定電圧を印加することで、絶縁体4中に設置した配線5が静電誘導により帯電する。配線5に誘導される帯電量は、絶縁体ソケット7に電子機器6を接続する際に配線5に流れる放電電流の電流値を検出することによって測定することができる。金属板3に印加される電圧が所定値以上になると、配線5に連結した絶縁体ソケット7へ挿入される電子機器6は、配線5での誘導帯電に起因してソケット8から電子機器6へ放電する静電気放電により静電気破壊する。つまり、配線5に発生している帯電量が所定の帯電量以上になった状態で、電子機器6を絶縁体ソケット7へ挿入するときに静電気放電によって電子機器6が静電気破壊する。ソケット8から電子機器6へ流れる放電電流は、配線5を流れる放電電流でもあるので、本実施の形態の静電気帯電試験装置では、絶縁体ソケット7のソケット8に電子機器6を接続する際に、配線5に流れる放電電流の電流値をCT25によって検出することによって、静電気破壊する際に電子機器6へ流れる放電電流を測定することができる。なお、金属板3は導電性があればどのような材料でもよいが、一例としてアルミ、銅、SUSなどが適用できる。また、絶縁体4としては体積抵抗率1012Ωcm以上の特性を有するものが望ましいが、特にこの特性に限定されるものではない。絶縁体4に用いる材料としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、塩化ビニル、アクリルなどがある。
By applying a constant voltage to the
図5では、配線5の形状を直線として示しているが、対向する金属板3と配線5との位置関係が固定され、金属板3との間に誘導帯電が発生すれば、配線5の形状は曲線でも蛇行していてもよい。また、配線5の断面形状は、金属板3との間に誘導帯電が発生すれば、平板状でも管状でも良い。配線5は、金属板3と絶縁体4の誘電材を挟んで対向しているので、金属板3に印加されるDC電圧に応じて、ほぼ一定の関係をもって誘導帯電が発生し、ソケット8から電子機器6へ静電気放電の放電電流が流れる。つまり、印加されるDC電圧とソケット8から電子機器6へ流れる放電電流との間には所定の相関関係を得ることができ、金属板3への印加電圧を決定することで静電誘導が発生しソケット8から電子機器6へ流れる放電電流を制御することができる。なお、金属板3と配線5との対向面積(絶縁体4中の配線5の長さ)、配線5の太さ、配線5から接地までの距離、金属板3と配線5と間の距離などのパラメータを予め設定しておくことで、ソケット8から電子機器6へ流れる放電電流を制御することができる。そして、配線5で検出される放電電流が絶縁体ソケット7のソケット8に電子機器6を挿入した際に電子機器6へ流れる放電電流に対応するので、印加されるDC電圧とソケット8に挿入される電子機器6へ流れる放電電流との間には所定の相関関係を得ることができる。
In FIG. 5, the shape of the
このように、金属板3に印加されるDC電圧とソケット8に電子機器6を挿入した際の放電電流との間には所定の相関関係を得ることができる理由について説明する。従来の静電気帯電試験装置では、電圧を印加する金属板に電子機器の端子や測定用の端子が対向しているため、電子機器の大きさ、形状、および端子の形状に応じて、電子機器の帯電量が大きく異なり、電子機器の種類が変わるごとに、印加されるDC電圧と電子機器へ流れる放電電流との間の相関関係が変わることになる。これに対して、実施の形態4の静電気帯電試験装置では、電圧を印加する金属板3に対向しているのは配線5だけであるため、電子機器6の大きさ、形状、および端子の形状に関わらず、金属板3へ印加されるDC電圧と配線5から電子機器6へ流れる放電電流との関係は一定である。このため、印加されるDC電圧とソケット8に電子機器6を挿入した際の放電電流との間には所定の相関関係を得ることができる。
The reason why a predetermined correlation can be obtained between the DC voltage applied to the
実施の形態1で示した静電気帯電試験装置においては、外部から印加した電圧値と静電気帯電量との関係を明確にすることができ、配線5での誘導帯電に起因する静電気放電により電子機器6が破壊に至る帯電量を測定することができる。しかしながら、実工程での作業における誘導帯電に起因して発生する静電気放電の放電電流を測定できない。そして、どの程度の値の放電電流で電子機器が破壊するか、評価できていなかった。そこで、本実施の形態のように、配線5にCT25を配置することによって、放電電流を測定することができる。
In the electrostatic charging test apparatus shown in the first embodiment, the relationship between the voltage value applied from the outside and the electrostatic charge amount can be clarified, and the
図7に、ソケット8に電子機器6を挿入した前後の放電電流のタイムチャートを示す。ソケット8と電子機器6との間に静電気放電が発生する場合には、放電電流は必ず流れる。電子機器6を破壊させる静電気に起因する放電電流は太い実線で示したように、ソケット8に電子機器6を接続した際に発生する急峻なパルス波形が一般的である。ここで、放電電流の電流値とはこの急峻な波形の最大値(最大電流値)のことであり、ESD(Electrostatic Discharge)と称する。また、測定された電流値を時間積分したものが電荷量(帯電量)である。ただし、静電気放電による放電電流は急峻なパルス波形ばかりでなく、破線で示したような電流波形が形成されることもある。この場合、最大電流値は小さいが、急峻なパルス波形を伴う放電電流に比べて静電気放電が長い時間継続するので、電流と時間との積分値から求めた電荷量(測定電荷量)は急峻なパルス波形を伴う放電電流に比べて大きくなることがある。また、このような破線で示した電流波形では電子機器が破壊しない可能性が高く、静電気放電による電子機器6の破壊は、急峻なパルス波形を伴う放電電流が関与する可能性が高い。このため、放電電流の最大電流値を測定することによって、より正確に静電気帯電量と電機機器6が破壊する放電電流との関係を把握することができる。
FIG. 7 shows a time chart of the discharge current before and after the
静電気帯電試験装置において、金属板3に印加されるDC電圧とソケット8に電子機器6を挿入した際の放電電流との関係を把握することが重要である。この関係を測定する手順は次のとおりである。(1)DC電源2から金属板3へ継電器を使って一定のDC電圧を印加する。(2)静電誘導により帯電した配線5からの電荷が絶縁体ソケット7のソケット8へ伝わるので、ソケット8に電子機器6を挿入した際の放電電流をCT25で検出し、オシロスコープ26で表示する。(3)電子機器6を取り外して、電気特性評価装置(図示せず)を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定し、電子機器6が破壊していないかどうかを調べる。金属板3へ印加するDC電圧を変えて、上記(1)〜(3)の動作を繰り返す。そして、所定のDC電圧を印加した後に、電子機器6が破壊した場合には、その際のDC電圧が破壊電圧値となり、その際のCT25にて測定された放電電流の電流値が、電子機器6が静電気破壊する破壊放電電流値である。
In the electrostatic charging test apparatus, it is important to grasp the relationship between the DC voltage applied to the
図8に、金属板3への印加するDC電圧と電子機器6を挿入した際の放電電流の電流値との関係の一例について示す。図8において、横軸は金属板3へ印加するDC電圧であり、縦軸はCT25で検出した配線5に流れる放電電流の電流値(最大電流値)である。図中の白丸、黒丸は、印加したDC電圧に対する放電電流の電流値をプロットしたものであり、DC電圧を変化させて測定点を増やすことによって図8のようなDC電圧と放電電流との相関関係を得ることができる。
FIG. 8 shows an example of the relationship between the DC voltage applied to the
図8では、電流電圧特性の測定の結果から、白丸は電子機器6が破壊しなかった場合、黒丸は電子機器6が破壊した場合を示している。図8に示した例では、印加電圧300Vで、電子機器6が破壊する。また、このときの電子機器6への放電電流の電流値は約5mAであることがわかる。図8のような、DC電圧と放電電流の電流値との相関関係を検量線として用いることによって、印加電圧に対応する、静電気放電により電子機器6へ流れる放電電流の電流値を推定することができる。そして、電子機器6の破壊放電電流値を把握することができる。
In FIG. 8, from the measurement results of the current-voltage characteristics, white circles indicate a case where the
また、金属板3に印加するDC電圧を変えて配線5に流れる放電電流を検出しながら、電子機器6が破壊するかどうかを確認して電子機器6の破壊放電電流を測定する方法の他に、次のような手順で電子機器6の破壊放電電流値を測定してもよい。まず、図8のグラフのような金属板3へ印加されるDC電圧とソケット8から電子機器6への放電電流の電流値との関係を予め求めておく。(A)絶縁体ソケット7のソケット8に電子機器6を挿入して、電子機器6を絶縁体ソケット7に接続する。(B)電子機器6をソケット8から取り外して、電気特性評価装置(図示せず)を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定し、電子機器6が破壊していないかどうかを調べる。金属板3へ印加するDC電圧を変えて、上記(A)〜(B)の動作を繰り返す。そして、所定のDC電圧を印加した後に、電子機器6が破壊した場合には、その際のDC電圧が破壊電圧値となり、予め求めておいたDC電圧と電子機器6へ流れる放電電流の電流値との関係から破壊放電電流値も測定することができる。金属板3へ印加されるDC電圧と電子機器6へ流れる放電電流の電流値との関係がわかっているので、DC電圧を変えるごとにソケット8から電子機器6へ流れる放電電流をCT25にて測定する必要がない。
In addition to the method of measuring whether or not the
以上のように、電子機器6の大きさ、形状、および端子の形状に関わらず、金属板3へ印加されるDC電圧と配線5を流れソケット8から電子機器6へ放電するときの放電電流との関係が一定であるので、外部から印加した電圧値と静電気放電の放電電流との関係を明確にすることができ、配線5での誘導帯電に起因する静電気放電により電子機器6が破壊に至る破壊放電電流値を測定することができる。このため、生産現場において、電子機器6の破壊放電電流値を把握しながら、電子機器6の静電気対策ができるので、電子機器6の静電気放電に対する品質を向上させることができる。さらに、電子機器6の静電気放電による破壊を未然に防ぐことができるので、電子機器6の量産時の歩留りを向上させることができる。
As described above, regardless of the size, shape, and terminal shape of the
実施の形態5.
図9は、この発明を実施するための実施の形態5を示す静電気帯電試験装置の構成図である。配線の数と各々の配線の長さが異なるという点で実施の形態4と異なっている。この実施の形態における静電気帯電試験装置では、図9に示すように金属板13が絶縁体14の上に設置され、絶縁体14の中には複数の配線15a〜15dが金属板13に対向するように埋め込まれて設置されている。配線15a〜15dは絶縁体14の外へ引き出され、絶縁体ソケット17に接続されている。絶縁体ソケット17には電子機器16a〜16dの端子を差し込むソケット(図示せず)が、配線15a〜15dのそれぞれに対応して設けられており、電子機器16a〜16dと配線15a〜15dとを電気的に接続することができる。また、放電電流を検出するために、各配線15a〜15dにCT25a〜25dが設置されている。
FIG. 9 is a configuration diagram of an electrostatic charge test apparatus showing a fifth embodiment for carrying out the present invention. This is different from the fourth embodiment in that the number of wires and the length of each wire are different. In the electrostatic charging test apparatus in this embodiment, as shown in FIG. 9, a
それぞれの配線15a〜15dは、絶縁体14の中に埋め込まれる長さが異なるように設置されている。絶縁体14中の配線15a〜15dのそれぞれの長さを変えることにより、配線15a〜15dでの誘導帯電に起因して発生する放電電流を変化させることができるので、絶縁体ソケット17の各ソケットにおいて同時にそれぞれ異なる放電電流の電流値とすることができる。そして、絶縁体ソケット17の各ソケットに電子機器16a〜16dを挿入することで、複数の電子機器16a〜16dが静電気放電により破壊する破壊放電電流値を効率的に測定することができる。なお、本実施の形態において、配線を4本として説明したが、配線の数は2本以上であればよい。
Each
実施の形態6.
図10は、この発明を実施するための実施の形態6を示す静電気帯電試験装置の構成図である。DC電源2と金属板3との間に電気式のスイッチ22を設け、配線5はコネクタ23を介して電気特性評価装置24に接続されているという点で実施の形態4と異なっている。コネクタ23は、絶縁体ソケット7に接続されていない配線5の他端に接続されている。なお、絶縁体ソケット7に直接コネクタを接続してもよいし、絶縁体ソケット7に接続された配線5を延長してコネクタを接続してもよい。実施の形態4においては、印加するDC電圧を変化させるごとに電子機器6を絶縁体ソケット7から取り外して、電気特性評価装置を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定し、電子機器6が破壊していないかどうかを調べ、再度電子機器6を絶縁体ソケット7に接続していた。本実施の形態では、電気特性評価装置24を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定するごとに電子機器6を絶縁体ソケット7から取り外す必要がなく、静電気帯電試験を行うことができる。
FIG. 10 is a block diagram of an electrostatic charge test
この実施の形態における静電気帯電試験装置を用いた、金属板3に印加されるDC電圧と電子機器6への帯電量との関係を測定する手順は次のとおりである。(1)スイッチ22をオンにして、DC電源2から金属板3へ継電器(図示せず)を使って一定のDC電圧を印加する。静電誘導により帯電した配線5からの電荷が絶縁体ソケット7へ伝わるので、電子機器6にDC電圧に対応した放電電流を流すことができる。(2)ソケット8に電子機器6を挿入して、電子機器6を絶縁体ソケット7に接続する。(3)スイッチ22をオフにして、電気特性評価装置24を用いて電子機器6の電流電圧特性を測定し、電子機器6が破壊していないかどうかを調べる。(4)ソケット8から電子機器6を取り外す。金属板3へ印加するDC電圧を変えて、上記(1)〜(4)の動作を繰り返す。そして、所定のDC電圧を印加した後に、電子機器6が破壊した場合には、その際のDC電圧が破壊電圧値となる。
The procedure for measuring the relationship between the DC voltage applied to the
このように、配線5がコネクタ23を介して電気特性評価装置24に接続されているので、配線5からの誘導帯電により電子機器6へ静電気放電を発生させた後、その電子機器6が破壊したか否かをすぐに判断することができる。
As described above, since the
2 DC電源、3,13 金属板、4,14 絶縁体、5,15a〜15d 配線、6,16a〜16d 電子機器、7,17 絶縁体ソケット、8 ソケット、22 スイッチ、23 コネクタ、24 電気特性評価装置、25,25a〜25d CT、26 オシロスコープ。 2 DC power supply, 3,13 metal plate, 4,14 insulator, 5,15a-15d wiring, 6,16a-16d electronic equipment, 7,17 insulator socket, 8 socket, 22 switch, 23 connector, 24 electrical characteristics Evaluation device, 25, 25a-25d CT, 26 oscilloscope.
Claims (9)
前記金属板へ所定の電圧を印加することによって前記金属板に対向する配線に誘導される帯電量を測定することを特徴とする静電気帯電試験装置。 An insulator, a metal plate in contact with the insulator, a wire embedded in the insulator so as to face the metal plate, and extended outward from the insulator; and connected to one end of the wire With an insulator socket that can be connected to electronic devices,
An electrostatic charge test apparatus for measuring a charge amount induced in a wiring facing the metal plate by applying a predetermined voltage to the metal plate.
前記金属板へ所定の電圧を印加し、前記絶縁体ソケットを介して前記配線に誘導された帯電量を測定し、前記絶縁体ソケットに電子機器を接続し、前記電子機器が破壊した際の前記帯電量を前記電子機器が静電気破壊する破壊帯電量として測定することを特徴とする静電気帯電試験方法。 An electrostatic charge test method using the electrostatic charge test apparatus according to claim 4,
Applying a predetermined voltage to the metal plate, measuring the amount of charge induced in the wiring through the insulator socket, connecting an electronic device to the insulator socket, and when the electronic device is broken An electrostatic charge test method, wherein the charge amount is measured as a destructive charge amount at which the electronic device is electrostatically broken.
前記金属板へ印加される電圧と前記絶縁体ソケットを介して測定される前記配線に誘導された帯電量との関係を求め、前記絶縁体ソケットに電子機器を接続し、前記電子機器が破壊した際の前記金属板へ印加された電圧から、前記電子機器が静電気破壊する破壊帯電量を測定することを特徴とする静電気帯電試験方法。 An electrostatic charge test method using the electrostatic charge test apparatus according to claim 4,
The relationship between the voltage applied to the metal plate and the amount of charge induced in the wiring measured through the insulator socket was determined, the electronic device was connected to the insulator socket, and the electronic device was destroyed An electrostatic charge test method, comprising: measuring a destructive charge amount at which the electronic device is electrostatically destroyed from a voltage applied to the metal plate.
前記金属板へ所定の電圧を印加し、前記絶縁体ソケットに前記電子機器を接続する際に前記配線に流れる放電電流の電流値を検出し、前記電子機器が破壊した際の前記電流値を前記電子機器が静電気破壊する破壊放電電流値として測定することを特徴とする静電気帯電試験方法。 An electrostatic charge test method using the electrostatic charge test apparatus according to claim 5,
A predetermined voltage is applied to the metal plate, and a current value of a discharge current flowing through the wiring when the electronic device is connected to the insulator socket is detected, and the current value when the electronic device is broken is An electrostatic charging test method characterized by measuring a breakdown discharge current value at which an electronic device is electrostatically destroyed.
前記金属板へ印加される電圧と前記絶縁体ソケットに前記電子機器を接続する際に前記配線に流れる放電電流の電流値との関係を求め、前記絶縁体ソケットに電子機器を接続し、前記電子機器が破壊した際の前記金属板へ印加された電圧から、前記電子機器が静電気破壊する破壊放電電流値を測定することを特徴とする静電気帯電試験方法。 An electrostatic charge test method using the electrostatic charge test apparatus according to claim 5,
Obtaining a relationship between a voltage applied to the metal plate and a current value of a discharge current flowing through the wiring when the electronic device is connected to the insulator socket, connecting the electronic device to the insulator socket, and An electrostatic charging test method, wherein a breakdown discharge current value at which the electronic device is electrostatically broken is measured from a voltage applied to the metal plate when the device is broken.
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