JP2013137222A - Static electricity discharge detection device, static electricity discharge detection method, and fluctuating electric field resistance inspection device - Google Patents

Static electricity discharge detection device, static electricity discharge detection method, and fluctuating electric field resistance inspection device Download PDF

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JP2013137222A
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Masami Honda
昌實 本田
Satoshi Isofuku
佐東至 磯福
Hideki Arai
英樹 荒井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect inductive ESD generated in an electronic device with high accuracy.SOLUTION: A static electricity discharge detection device G1 detects an inductive ESD phenomenon by a characteristic transient electromagnetic field generated following the inductive ESD phenomenon. A waveform analysis part G8 analyzes waveform characteristics of the transient electromagnetic field based on the detection signal of an antenna G5. A discharge determination part G80 determines, from the analysis result of the waveform analysis part G8, the presence of a discharge phenomenon based on whether the detection signal has broadband characteristics or repeated generation characteristics.

Description

本発明は、例えば、電子機器に変動電界が暴露された際に電子機器やその周辺に生じる静電気放電現象を検出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting an electrostatic discharge phenomenon that occurs in an electronic device and its surroundings when, for example, a fluctuating electric field is exposed to the electronic device.

半導体集積回路部品の集積密度の向上に伴って、半導体部品等を含む電子機器の静電気放電に対する強度(誤動作及び破壊耐性)の維持が困難となってきている。半導体部品メーカーや電子基板メーカーでは、非帯電化技術やアース強化などにより、静電気放電(ESD:Electrostatic Discharge)による影響を安全な範囲に収めるようにコントロールする技術を向上させている。しかし、実際の使用・運用環境では、静電気を適切にコントロールすることが困難な場合が多い。   As the integration density of semiconductor integrated circuit components increases, it has become difficult to maintain the strength (malfunction and breakdown resistance) of electronic devices including semiconductor components against electrostatic discharge. Semiconductor component manufacturers and electronic board manufacturers are improving their technology to control the effects of electrostatic discharge (ESD) within a safe range by using non-charging technology and ground reinforcement. However, it is often difficult to appropriately control static electricity in an actual use / operation environment.

従来想定しているESDは、例えば人体等の導電性の物体が電子機器に接触したり導電性の物体が電子機器に充分に接近したりする際に、この両者の間で生じる放電現象である。このESDは、電子機器の誤動作や損傷などの問題を引き起こし、あるいは爆発性雰囲気の場合は着火爆発の引金となる。   Conventionally assumed ESD is, for example, a discharge phenomenon that occurs between a conductive object such as a human body or the like when the electronic device comes into contact with the electronic device or when the conductive object is sufficiently close to the electronic device. . This ESD causes problems such as malfunction and damage of electronic devices, or triggers an ignition explosion in an explosive atmosphere.

なお、電子機器におけるESDに対する耐性試験は、国際規格IEC61000−4−2及びその系列の規格(ISO10605、JASO D101)等で規定されており、一般的に、ESDガンを利用したESD試験装置が用いられている。このESD試験装置は、電源をONにした状態の電子機器等の被測定物に対し、ESDガンの接触端子(放電棒)を被測定物の導電部に接触させ、ESDガンのトリガスイッチを引いて接触放電を発生させる。なお、被測定物の表面が絶縁物である場合は、トリガスイッチを引いた状態のESDガンの接触端子を被測定物に接近させて空気中で放電させる。いずれにしろ、被測定物に対して外部からESDを印加して、その影響を観察する。ESD試験時には、被測定物が正常に動作をするか否か、瞬間的な誤動作が生じても正常に復帰するか否か、等の確認を行う。   In addition, the ESD tolerance test in electronic devices is defined by the international standard IEC61000-4-2 and its related standards (ISO10605, JASO D101), etc., and generally used by an ESD test apparatus using an ESD gun. It has been. This ESD test apparatus makes the ESD gun contact terminal (discharge rod) contact the conductive part of the object to be measured, such as an electronic device with the power turned on, and pulls the ESD gun trigger switch. To generate contact discharge. When the surface of the object to be measured is an insulator, the contact terminal of the ESD gun with the trigger switch pulled is brought close to the object to be measured and discharged in the air. In any case, ESD is applied to the object to be measured from the outside, and its influence is observed. During the ESD test, it is checked whether or not the device under test operates normally, whether or not it returns to normal even if an instantaneous malfunction occurs.

被測定物の周囲に、水平結合板及び垂直結合板を配置し、これらにESDを印加して、間接放電に対する耐性を試験する場合もある。   In some cases, a horizontal coupling plate and a vertical coupling plate are arranged around the object to be measured, and ESD is applied to them to test the resistance against indirect discharge.

静電気放電イミュニティ試験 IEC61000−4−2Electrostatic discharge immunity test IEC61000-4-2

上述の国際規格IEC61000−4−2で詳細且つ厳密に試験を行った電子機器であっても、例えば冬の乾燥時期に重大な誤動作を起こす場合がある。例えば、公共交通機関における自動改札機では、冬季に誤動作が頻発し、大混乱に陥った事がある。   Even an electronic device that has been tested in detail and strictly according to the above-mentioned international standard IEC61000-4-2 may cause a serious malfunction during, for example, the winter dry season. For example, automatic ticket gates in public transportation frequently malfunctioned during the winter, resulting in great confusion.

この誤動作の要因は、一般的に明らかにされていない。しかし、未公知である本発明者らの新たな知見では、化学繊維等の帯電し易い衣料を着用した人が自動改札機を通過する際、その帯電衣料から生じる高圧静電界によって、絶縁物で覆われた改札機内部の制御回路の構成部品が誘導帯電し、その帯電電荷が近隣の接地金属に放電する。この電子機器内部で生じる放電によって、強力な過渡電磁波が発生し、これが至近距離にある制御回路に影響を与えて誤動作を誘発する。   The cause of this malfunction is not generally clarified. However, according to the new knowledge of the present inventors, which has not been known, when a person wearing clothing that is easily charged, such as chemical fiber, passes through an automatic ticket gate, the high-voltage electrostatic field generated from the charged clothing causes the insulation to occur. The components of the control circuit inside the covered ticket gate are inductively charged, and the charged charge is discharged to the nearby ground metal. Due to the electric discharge generated inside the electronic device, a strong transient electromagnetic wave is generated, which affects a control circuit at a close distance and induces a malfunction.

また例えば、発電所や航空管制、化学プラントなどの制御室の制御パネルでも、同様な誤動作を生じる場合がある。オペレーターは通常、椅子に座って制御パネルを操作しているが、椅子から立ち上がって高所部分を操作しようとすると誤動作を生じる。椅子に座っているオペレーターの静電容量は概ね300pFと考えられるが、立ち上がった時には100pF程度にまで減少する。オペレーターに蓄積されている電荷量が一定の場合、静電容量が3分の1になれば、オペレーターの電位は3倍に一瞬で跳ね上がることになる。このオペレーターの電位変動も、上述の自動改札機の通過動作と同様に、制御パネル内部の構成部品に誘導帯電を生じさせ、誤動作を誘発する可能性もある。   For example, a similar malfunction may occur in a control panel of a control room such as a power plant, air traffic control, or chemical plant. An operator usually sits on a chair and operates the control panel, but when he stands up from the chair and tries to operate a high place, a malfunction occurs. The electrostatic capacity of the operator sitting in the chair is considered to be approximately 300 pF, but decreases to about 100 pF when standing up. When the amount of charge accumulated in the operator is constant, if the electrostatic capacity is reduced to one third, the potential of the operator jumps up to three times in an instant. Similar to the passing operation of the automatic ticket checker described above, this potential fluctuation of the operator may cause inductive charging in the components inside the control panel and induce a malfunction.

なお、本明細書では、「誘導帯電によって生じる静電気放電現象」を「誘導ESD現象」と称することにする。   In this specification, “an electrostatic discharge phenomenon caused by induction charging” is referred to as an “induction ESD phenomenon”.

従って、この誘導ESDを検出することが極めて重要となってくる。例えば、各種電子機器については、出荷前の電子機器内部に対して強い静電界を暴露して強制的に誘導ESDを発生させ、この放電による過渡電磁界を検出し、同時に、電子機器の誤動作等を検証する誘導ESD耐性試験が必要となるであろう。また、発電所や航空管制、化学プラントの制御室の制御パネルなどのように、実際に稼働している電子機器を監視し、誘導ESDが発生しているか否かを監視し、事故を未然に防ぐことも重要になる。このような場合、いずれにしろ確実に誘導ESDを検出する装置が求められる。   Therefore, it is extremely important to detect this induced ESD. For example, for various electronic devices, a strong electrostatic field is exposed to the inside of the electronic device before shipment to forcibly generate induced ESD, and a transient electromagnetic field due to this discharge is detected. An induced ESD tolerance test will be required to verify In addition, it monitors electronic devices that are actually in operation, such as control panels in power plants, air traffic control systems, and chemical plant control rooms, and monitors whether or not induced ESD has occurred. Prevention is also important. In such a case, there is a need for a device that reliably detects the induced ESD anyway.

ちなみに、従来のESD試験装置によるIEC61000−4−2試験では、誘導ESDの検出や、上述のような誘導ESDに対する耐性の評価は全くできない。このIEC規格に基づくESD試験は、電子機器(被測定物)に対して外部から(操作する人体が)接触する事によって発生する、直接的な放電現象、または、電子機器の周辺で発生する間接的な放電現象に対する耐性を検査するものである。従って、ESDの発生も視覚的に認識できる。しかし、上述の誘導ESDでは、人体と電子機器の間に視覚的な放電が起こらなくても、電子機器内部で静かに、しかし激しく発生する静電気放電現象によって誤動作が起こってしまうことから、その検出は容易ではない。   Incidentally, in the IEC61000-4-2 test using a conventional ESD test apparatus, it is impossible to detect induced ESD or evaluate resistance to induced ESD as described above. The ESD test based on the IEC standard is a direct discharge phenomenon that occurs when an electronic device (object to be measured) comes into contact with the outside (the human body to be operated) or an indirect phenomenon that occurs around the electronic device. This is to inspect the resistance to a general discharge phenomenon. Therefore, the occurrence of ESD can be visually recognized. However, in the above-described induced ESD, even if there is no visual discharge between the human body and the electronic device, a malfunction occurs due to the electrostatic discharge phenomenon that occurs quietly and violently inside the electronic device. Is not easy.

特に、最近の電子機器は、ケースに金属板を用いることは希であり、大半がプラスチックケースなどの絶縁物である。このような絶縁ケースを使用する場合、静電シールド効果が低いので、周囲の静電界が大幅に変動すると、電子機器内部の非接地導体の電圧が誘導によって大きく変化する。この大きく電圧が変化した非接地導体の直ぐ近くに、狭い隙間を介して接地導体が配置されていると、両者間の隙間を絶縁破壊して火花放電が生じる。例えば、非接地導体と接地導体の間隔が0.1mm以下の場合、電位差が約1000V以下、例えば0.05mmでは約700Vで火花放電が生じる。このような変動静電界による、絶縁物内部にある非接地導体での放電現象は、従来のESD試験装置では検出及び評価できない。   In particular, recent electronic devices rarely use a metal plate for the case, and most of them are insulators such as plastic cases. When such an insulating case is used, since the electrostatic shielding effect is low, the voltage of the non-grounded conductor inside the electronic device changes greatly due to induction when the surrounding electrostatic field varies greatly. If the ground conductor is disposed through a narrow gap in the immediate vicinity of the non-ground conductor whose voltage has greatly changed, a spark discharge occurs due to dielectric breakdown of the gap between the two. For example, when the distance between the non-grounded conductor and the grounded conductor is 0.1 mm or less, spark discharge occurs at a potential difference of about 1000 V or less, for example, about 700 V when 0.05 mm. The discharge phenomenon in the non-grounded conductor inside the insulator due to such a fluctuating electrostatic field cannot be detected and evaluated by a conventional ESD test apparatus.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来のESD試験装置や通常の放電監視装置では想定されていない誘導ESDを効率的に検出することができる技術を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently detecting induced ESD that is not assumed in a conventional ESD test apparatus or a normal discharge monitoring apparatus. Yes.

本発明者らの鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。   The above object can be achieved by the following means based on the earnest studies of the inventors.

即ち、上記目的を達成する本発明は、誘導ESD現象に特徴的な過渡電磁界の分析を行う静電気放電検出装置であって、前記過渡電磁界を検知するアンテナと、前記アンテナの検知信号に基づいて前記過渡電磁界の波形特性を分析する波形分析部と、前記波形分析部の分析結果から、前記検知信号に広帯域特性又は繰り返し発生特性を有するか否かに基づいて、前記誘導ESD現象の有無を判断する放電判定部と、を備えることを特徴とする静電気放電検出装置である。   That is, the present invention that achieves the above object is an electrostatic discharge detection device that analyzes a transient electromagnetic field characteristic of an induced ESD phenomenon, based on an antenna that detects the transient electromagnetic field, and a detection signal of the antenna. A waveform analysis unit that analyzes the waveform characteristics of the transient electromagnetic field, and the presence or absence of the induced ESD phenomenon based on whether the detection signal has a wideband characteristic or a repetitive generation characteristic based on the analysis result of the waveform analysis unit An electrostatic discharge detection device comprising: a discharge determination unit that determines

上記静電気放電検出装置において、更に、前記波形分析部は、前記検知信号に、第1周波数成分が含まれているか否かを判定する第1周波数分析部と、前記検知信号に、前記第1周波数成分とは異なる第2周波数成分が含まれているか否かを判定する第2周波数分析部と、を備え、前記放電判定部は、前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第1及び第2周波数成分の双方が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする。   In the electrostatic discharge detection apparatus, the waveform analysis unit further includes a first frequency analysis unit that determines whether the detection signal includes a first frequency component, and the detection signal includes the first frequency. A second frequency analysis unit that determines whether or not a second frequency component different from the component is included, wherein the discharge determination unit has substantially the same output waveform in the detection signal, When both of the second frequency components are included, it is determined that the induced ESD phenomenon exists.

上記静電気放電検出装置において、更に、前記検知信号に、前記第1及び第2周波数成分とは異なる第3周波数成分が含まれているか否かを判定する第3周波数分析部を備え、前記放電判定部は、前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第1、第2及び第3周波数成分が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする。   The electrostatic discharge detection device may further include a third frequency analysis unit that determines whether or not the detection signal includes a third frequency component different from the first and second frequency components, and the discharge determination The unit determines that the induced ESD phenomenon exists when the first, second, and third frequency components are included in substantially the same output waveform in the detection signal.

上記静電気放電検出装置において、更に、前記第1周波数及び前記第2周波数は、MF(中波)帯、HF(短波)帯、VHF(超短波)帯、UHF(極超短波)帯から選択される2つの帯域に設定されていることを特徴とする。   In the electrostatic discharge detection apparatus, the first frequency and the second frequency are selected from an MF (medium wave) band, an HF (short wave) band, a VHF (ultra high wave) band, and a UHF (ultra-high frequency) band. It is characterized by being set to one band.

上記静電気放電検出装置において、更に、前記第1周波数成分と前記第2周波数成分は、30MHz程度以上の周波数差を有するように設定されていることを特徴とする。   In the electrostatic discharge detection device, the first frequency component and the second frequency component are further set to have a frequency difference of about 30 MHz or more.

上記静電気放電検出装置において、更に、前記波形分析部は、前記検知信号に、複数回の出力波形が含まれているか否かを判定する繰り返し波形分析部を備え、前記放電判定部は、前記複数回の出力波形が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする。   In the electrostatic discharge detection device, the waveform analysis unit further includes a repetitive waveform analysis unit that determines whether the detection signal includes a plurality of output waveforms, and the discharge determination unit includes the plurality of discharge determination units. It is characterized in that it is determined that the induced ESD phenomenon exists when the output waveform of the number of times is included.

上記静電気放電検出装置において、更に、前記繰り返し波形分析部は、前記検知信号に、所定回数以上となる複数の出力波形が含まれているか否かを判定し、前記放電判定部は、所定回数以上となる複数の出力波形が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする。   In the electrostatic discharge detection device, the repetitive waveform analysis unit further determines whether or not the detection signal includes a plurality of output waveforms that are a predetermined number of times or more, and the discharge determination unit is a predetermined number of times or more. When the plurality of output waveforms are included, it is determined that the induced ESD phenomenon exists.

上記静電気放電検出装置において、更に、前記波形分析部は、前記検知信号に含まれる出力波形が、正極性の波形か負極性の波形かを判定する極性分析部を備え、前記繰り返し波形分析部は、前記正極性の波形と前記負極性の波形のそれぞれについて発生回数をカウントし、前記放電判定部は、前記正極性の波形が複数回発生しているか、又は前記負極性の波形が複数回発生している場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする。   In the electrostatic discharge detection device, the waveform analysis unit further includes a polarity analysis unit that determines whether an output waveform included in the detection signal is a positive waveform or a negative waveform, and the repetitive waveform analysis unit includes: The number of occurrences is counted for each of the positive polarity waveform and the negative polarity waveform, and the discharge determination unit generates the positive polarity waveform a plurality of times or the negative polarity waveform occurs a plurality of times. If it is, it is determined that the induced ESD phenomenon exists.

上記静電気放電検出装置において、更に、前記アンテナは、モノポールアンテナであることを特徴とする。   In the electrostatic discharge detection apparatus, the antenna is a monopole antenna.

上記目的を達成する本発明は、被測定物となる電子機器に対して電界を暴露させる為の印加電極と、検査中における前記電子機器に印加される前記電界の強さを変動させる電界変動手段と、上記いずれかに記載の静電気放電検出装置と、を備え、検査中における前記電界の変動によって、前記電子機器の内部に誘導帯電を生じさせることで、前記電子機器に誘導ESD現象を発生させ、前記誘導ESD現象を前記静電気放電検出装置で検出し、前記誘導帯電による前記誘導ESD現象に基づいた該電子機器の動作特性を検査することを特徴とする、電子機器の変動電界耐性検査装置である。   The present invention that achieves the above-described object provides an application electrode for exposing an electric field to an electronic device that is an object to be measured, and an electric field variation unit that varies the strength of the electric field applied to the electronic device during inspection. And the electrostatic discharge detection device according to any one of the above, and causing an induced ESD phenomenon in the electronic device by causing induction charging in the electronic device due to a change in the electric field during the inspection. An apparatus for inspecting fluctuation of electric field of electronic equipment, characterized in that the induced ESD phenomenon is detected by the electrostatic discharge detection device, and the operating characteristics of the electronic equipment are inspected based on the induced ESD phenomenon due to the induction charging. is there.

上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記電界変動手段は、前記印加電極に付与される電圧を変化させることで、前記電界の強さを変動させる電圧制御装置を備えることを特徴とする。   In the fluctuating electric field tolerance inspection apparatus, the electric field fluctuating means further includes a voltage control device that fluctuates the strength of the electric field by changing a voltage applied to the application electrode.

上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記電界変動手段は、前記電子機器に印加する正又は負の前記電界の絶対値を増大させることにより、前記電子機器に対して第1誘導帯電を生じさせた後、前記電子機器の前記第1誘導帯電の電位をリセットし、更に、前記正又は負の前記電界の絶対値を減少させることにより、前記電子機器に対して前記第1誘導帯電と正負が反転した第2誘導帯電を生じさせることを特徴とする。   In the fluctuating electric field tolerance inspection apparatus, the electric field fluctuation means further causes the first induction charging to the electronic device by increasing an absolute value of the positive or negative electric field applied to the electronic device. Thereafter, the potential of the first induction charging of the electronic device is reset, and further, the absolute value of the positive or negative electric field is decreased, whereby the first induction charging and positive / negative are performed on the electronic device. Inverted second induction charging is generated.

上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記印加電極が板状電極であり、前記板状電極の平面を前記電子機器に対向させることを特徴とする。   In the fluctuating electric field resistance inspection apparatus, the application electrode is a plate electrode, and a plane of the plate electrode is opposed to the electronic device.

上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記印加電極が板状電極であり、前記板状電極の端面を前記電子機器に対向させることを特徴とする。   In the fluctuating electric field resistance inspection apparatus, the application electrode is a plate electrode, and an end face of the plate electrode is opposed to the electronic device.

上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記電界変動手段が、前記電子機器と前記印加電極の相対距離を変化させる移動機構を備えており、前記相対距離の変化によって前記電界の強度と勾配を変動させることを特徴とする。   In the fluctuating electric field tolerance inspection apparatus, the electric field fluctuation means further includes a moving mechanism that changes a relative distance between the electronic device and the application electrode, and changes the strength and gradient of the electric field according to the change in the relative distance. It is characterized by making it.

上記変動電界耐性検査装置において、更に、前記静電気放電検出装置のセンシングタイミングと、前記電界変動手段による前記電界の変動タイミングを同期させる同期制御手段を備えることを特徴とする。   The fluctuating electric field tolerance inspection apparatus further includes synchronization control means for synchronizing the sensing timing of the electrostatic discharge detection apparatus and the electric field fluctuation timing by the electric field fluctuation means.

上記目的を達成する本発明は、誘導ESD現象に特徴的な過渡電磁界の分析を行う静電気放電検出検出方法であって、アンテナによって前記過渡電磁界を検知するステップと、前記アンテナの検知信号に基づいて前記過渡電磁界の波形特性を分析する波形分析ステップと、前記波形分析ステップの分析結果から、前記検知信号に広帯域特性又は繰り返し発生特性を有するか否かに基づいて、前記誘導ESD現象の有無を判断する放電判定ステップと、を備えることを特徴とする静電気放電検出方法である。   The present invention for achieving the above object is an electrostatic discharge detection and detection method for analyzing a transient electromagnetic field characteristic of an induced ESD phenomenon, the step of detecting the transient electromagnetic field by an antenna, and a detection signal of the antenna. A waveform analysis step for analyzing the waveform characteristics of the transient electromagnetic field based on the analysis result of the waveform analysis step, and based on whether the detection signal has a broadband characteristic or a repetitive generation characteristic, An electrostatic discharge detection method comprising: a discharge determination step for determining presence or absence.

上記放電検出方法において、更に、前記波形分析ステップは、前記検知信号に、第1周波数成分が含まれているか否かを判定する第1周波数分析ステップと、前記検知信号に、前記第1周波数成分とは異なる第2周波数成分が含まれているか否かを判定する第2周波数分析ステップと、を備え、前記放電判定ステップは、前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第1及び第2周波数成分の双方が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする。   In the discharge detection method, the waveform analysis step further includes a first frequency analysis step for determining whether or not the detection signal includes a first frequency component, and the detection signal includes the first frequency component. And a second frequency analysis step for determining whether or not a second frequency component different from the first frequency component is included, wherein the discharge determination step has substantially the same output waveform in the detection signal as the first and second output waveforms. When both of two frequency components are included, it is determined that the induced ESD phenomenon exists.

本発明によれば、誘導ESDを極めて高確度に検知することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to detect the induced ESD with extremely high accuracy.

本発明で検出する放電現象を検証するための実験設備を示す図である。It is a figure which shows the experimental installation for verifying the discharge phenomenon detected by this invention. 同実験設備によって検出された放電波形を示すグラフである。It is a graph which shows the discharge waveform detected by the experimental equipment. 同放電波形の印加電圧と立ち上り時間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the applied voltage and rise time of the same discharge waveform. 過渡電磁界の周波数スペクトラム包絡線と、電子回路の動作に伴って放射される離散的な電磁波(EMI)を比較するグラフである。It is a graph which compares the frequency spectrum envelope of a transient electromagnetic field, and the discrete electromagnetic waves (EMI) radiated | emitted with the operation | movement of an electronic circuit. 多重放電の検出例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of detection of multiple discharge. 本発明の静電気放電検出装置の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the electrostatic discharge detection apparatus of this invention. 本発明の静電気放電検出装置の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the electrostatic discharge detection apparatus of this invention. ショート・モノポールアンテナで受信される2種類の誘導ESD源(600V、720V)の検知信号波形を示すグラフである。It is a graph which shows the detection signal waveform of two types of induction | guidance | derivation ESD sources (600V, 720V) received with a short monopole antenna. ショート・モノポールアンテナの周波数特性を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the frequency characteristic of a short monopole antenna. 本発明の第1実施形態に係る検査装置の本体装置を示す正面図である。It is a front view which shows the main body apparatus of the test | inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る検査装置の本体装置を示す上面図である。It is a top view which shows the main body apparatus of the test | inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る検査装置の本体装置を示す側面図である。It is a side view which shows the main body apparatus of the test | inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る検査装置の本体装置の制御パネルを示す図である。It is a figure which shows the control panel of the main body apparatus of the test | inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同検査装置の電界波形の時間変動を示すグラフである。It is a graph which shows the time fluctuation of the electric field waveform of the inspection device. 同検査装置の電子機器で生じる誘導帯電の時間変動を示すグラフである。It is a graph which shows the time fluctuation of the induction charge which arises with the electronic device of the inspection apparatus. 本発明の第2実施形態に係る検査装置を示す側面図である。It is a side view which shows the inspection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る検査装置を示す上面図である。It is a top view which shows the inspection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る検査装置を示す上面図である。It is a top view which shows the inspection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る検査装置を示す側面図である。It is a side view which shows the inspection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る検査装置を示す上面図である。It is a top view which shows the inspection apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る検査装置の電圧制御タイミング波形を示すグラフである。It is a graph which shows the voltage control timing waveform of the test | inspection apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 同検査装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the same inspection apparatus. 同検査装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the same inspection apparatus. 同検査装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the same inspection apparatus. 同検査装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the same inspection apparatus. 本発明の第5実施形態に係る検査装置を示す側面図である。It is a side view which shows the inspection apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る検査装置を示す正面図である。It is a front view which shows the inspection apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る検査装置を示す図である。It is a figure which shows the inspection apparatus which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態に係る検査装置を示す図である。It is a figure which shows the inspection apparatus which concerns on 7th Embodiment of this invention. 同検査装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the same inspection apparatus. 同検査装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the same inspection apparatus. 同検査装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the same inspection apparatus. 同検査装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the same inspection apparatus.

本発明の実施の形態の例について、図面を参照して詳細に説明する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず先に、本発明者らによって行った実験について説明する。この実験では、電子機器に対して外部から変動電界を印加することによって、電子機器内部の構成部品が誘導帯電し、その誘導帯電によって電子機器内部で静電気放電現象(誘導ESD)が生じるか否かについて検証した。   First, an experiment conducted by the present inventors will be described. In this experiment, by applying a fluctuating electric field to the electronic device from the outside, the components inside the electronic device are inductively charged, and whether or not an electrostatic discharge phenomenon (inductive ESD) occurs inside the electronic device due to the induction charging. It verified about.

図1には、この検証用の実験設備1が示されている。この実験設備1は、プラスチックケース2の内部に、大小2個の銅板3、4を0.05mmの隙間を空けて配置している。なお、この隙間は0.05mmに限るものではなく、誘導電圧の程度に応じ、0.5mm程度でも良い。しかし火花放電はパッシェン則に基づく為、なるべく狭い方が良い。気圧一定であれば、隙間が狭い方がより低い電圧で放電するからである。更に、このプラスチックケース2の内部には、銅板3、4の下側において、20mmの距離をとり、差動プローブのプローブ部分(先端部)及びオシロスコープとの間を接続する同軸ケーブル5を平行となるように配置して、銅板3、4の間で発生した放電現象による電磁ノイズを検出するようにしている。この離隔距離20mmは、これに限るものではなく、充分な受信電圧が生じるのであればより離しても良い。具体的に、この差動プローブの検出帯域は400MHzとし、この差動プローブ出力の同軸ケーブル5に対してデジタルオシロスコープ6を接続して、放電時に検出されるノイズ波形を解析する。なお、差動プローブの先端の信号入力端子、+側と−側とを極めて短い銅線で短絡して入力信号が入らないようにしている。また、大小の銅板3、4は、地面に接地しておらず、更に周囲の導体と接触していないことから、ここでは浮上導体と呼ぶことにする。   FIG. 1 shows an experimental facility 1 for verification. In this experimental facility 1, two large and small copper plates 3 and 4 are arranged in a plastic case 2 with a gap of 0.05 mm. The gap is not limited to 0.05 mm, and may be about 0.5 mm depending on the level of the induced voltage. However, since the spark discharge is based on Paschen's law, it is better to be as narrow as possible. This is because if the atmospheric pressure is constant, the narrower the gap, the lower the voltage is discharged. Further, inside the plastic case 2, a distance of 20 mm is provided below the copper plates 3 and 4, and the coaxial cable 5 connecting the probe portion (tip portion) of the differential probe and the oscilloscope is parallel to the plastic case 2. It arrange | positions so that it may become, and the electromagnetic noise by the discharge phenomenon which generate | occur | produced between the copper plates 3 and 4 is detected. The separation distance 20 mm is not limited to this, and may be further separated as long as a sufficient reception voltage is generated. Specifically, the detection band of the differential probe is 400 MHz, and a digital oscilloscope 6 is connected to the coaxial cable 5 of the differential probe output to analyze the noise waveform detected during discharge. It should be noted that the signal input terminal at the tip of the differential probe, the + side and the − side are short-circuited with an extremely short copper wire to prevent input signals from entering. The large and small copper plates 3 and 4 are not grounded to the ground and are not in contact with surrounding conductors.

検証では、プラスチックケース2の上面近くにて、帯電させたテフロン(登録商標)又はプラスチックの帯電板7を、右から左へ、又は左から右へ手で移動させることで生じた変動電界をプラスチックケース2に印加した。デジタルオシロスコープ6で検出された波形を図2に示す。この波形では、周期1ナノ秒以下の振動で、かつ振幅が10V以上であることから、銅板3、4の間で放電が発生していることになる。前述の通り差動プローブの先端の入力部は+側と−側を短絡してあるので、差動プローブには入力信号が入っていない。従って、本来このような大振幅の信号は生じないはずであるが、このように大きなノイズ信号が検出される。これは、帯電板7の移動に伴って、浮上導体となる銅板3、4に誘導帯電が生じ、両者の大きさ(寸法、静電容量)の違いによって生じる電位差によって、0.05mmの隙間に絶縁破壊が生じ、火花放電を生じたことを意味する。火花放電は極めて高速で短時間に終了するため、数GHz以上の周波数成分を含む広帯域の過渡電磁界(電磁ノイズ)を放出する。その電磁ノイズを差動プローブの同軸ケーブルが受信し、コモンモード信号がノーマルモードに変換されてオシロスコープで解析されて図2の波形となるのである。なお、ここでは特に図示しないが、テフロン(登録商標)の帯電板7の場合は負に帯電し、アクリル等の帯電板7は正に帯電し易い性質がある。   In the verification, a fluctuating electric field generated by manually moving a charged Teflon (registered trademark) or plastic charging plate 7 from the right to the left or from the left to the right near the upper surface of the plastic case 2 is plastic. Applied to Case 2. A waveform detected by the digital oscilloscope 6 is shown in FIG. In this waveform, since the vibration has a period of 1 nanosecond or less and the amplitude is 10 V or more, a discharge is generated between the copper plates 3 and 4. As described above, since the input portion at the tip of the differential probe is short-circuited between the + side and the − side, no input signal is input to the differential probe. Accordingly, a signal having such a large amplitude should not be generated, but such a large noise signal is detected. This is because, due to the movement of the charging plate 7, induction charging occurs in the copper plates 3 and 4 serving as floating conductors, and a gap of 0.05 mm is generated due to a potential difference caused by the difference in size (dimension, capacitance) between the two. It means that dielectric breakdown occurred and spark discharge occurred. Since the spark discharge is completed at a very high speed in a short time, a broadband transient electromagnetic field (electromagnetic noise) including a frequency component of several GHz or more is emitted. The coaxial noise of the differential probe is received by the electromagnetic noise, and the common mode signal is converted into the normal mode and analyzed by an oscilloscope to obtain the waveform of FIG. Although not particularly shown here, the Teflon (registered trademark) charging plate 7 is negatively charged, and the charging plate 7 such as acrylic has a property of being easily positively charged.

図2で示したような放電による電磁ノイズが電子機器の内部で生じると、最近のICの場合、十分に誤動作が生じる可能性がある。即ち、本発明者らの洞察の通り、絶縁ケースで保護されている電子機器に対して、外部から変動電界が印加されると、電子機器内部に誘導帯電が発生して放電(誘導ESD)が生じ、電子機器が誤動作する事が分かった。   If electromagnetic noise due to discharge as shown in FIG. 2 is generated inside an electronic device, a malfunction may occur sufficiently in a recent IC. That is, as the insights of the present inventors, when a varying electric field is applied from the outside to an electronic device protected by an insulating case, induction charging occurs inside the electronic device and discharge (induction ESD) occurs. It was found that the electronic device malfunctioned.

従って、この誘導ESDを検出する場合、電子装置内部に誘導ESDが生じた際に、それに伴って放出される過渡電磁界雑音(以降「誘導ESDノイズ」と称する)をモニタすれば良い。しかし、実際には、電子装置内部や周辺装置から頻繁に他の電磁雑音が発生しており、これを誤って検出してしまう可能性がある。電子装置内外部から発生する雑音源の主なものは、電源スイッチ、電磁開閉器、リレ−、モータ(特にブラシタイプ)、電磁ソレノイド/プランジャ−、電力用半導体デバイス、インバータ回路、蛍光灯、バイメタル式サーモスタット、高電圧電源周り(例:フライバックトランス)、乾式コピー機、電力用進相コンデンサバンク、ガス器具等の点火装置等がある。これらからは不定期にピークの大きいパルス状ノイズや、繰り返しの早いバーストノイズが放出される。従って、通常のノイズ検出回路では、目的とする誘導ESDノイズ(過渡電磁界雑音)か、それ以外の他のノイズかの識別が困難となる。特に、リレー接点での放電によって生ずるノイズ波形の時間変動は、静電気放電(ESD)パルスに似ている為、これを誤認識してしまう恐れもある。雑音発生源固有の電磁スペクトラム(特定の周波数)を認識して、これを除外できれば良いが、雑音発生形態と伝搬経路(空間/導体)は千差万別であり、これらを確実に除外することも困難である。結果、目的とする誘導ESDノイズとの弁別は困難を極める。   Therefore, when this induced ESD is detected, transient electromagnetic noise (hereinafter referred to as “induced ESD noise”) that is emitted when the induced ESD occurs inside the electronic device may be monitored. However, actually, other electromagnetic noise is frequently generated from the inside of the electronic device or the peripheral device, and this may be erroneously detected. Main sources of noise generated from inside and outside of electronic devices are power switches, electromagnetic switches, relays, motors (especially brush type), electromagnetic solenoids / plungers, power semiconductor devices, inverter circuits, fluorescent lamps, bimetals There are ignition thermostats, high voltage power supply surroundings (example: flyback transformer), dry copy machines, power phase advance capacitor banks, gas appliances and other ignition devices. From these, pulse noise with a large peak and burst noise that repeats quickly are emitted irregularly. Therefore, in a normal noise detection circuit, it is difficult to identify the target induced ESD noise (transient electromagnetic field noise) or other noise. In particular, the time variation of the noise waveform caused by the discharge at the relay contact resembles an electrostatic discharge (ESD) pulse, and thus may be erroneously recognized. It is only necessary to recognize and exclude the electromagnetic spectrum (specific frequency) specific to the noise source, but the noise generation form and propagation path (space / conductor) are quite different, and these should be excluded reliably. It is also difficult. As a result, discrimination from the intended induced ESD noise is extremely difficult.

そこで本発明者らは、誘導ESDに関する分析を更に行っている。その結果として、誘導ESDが以下の特徴を有していることを明らかにしている。   Therefore, the present inventors have further conducted analysis on induced ESD. As a result, it has been clarified that the induced ESD has the following characteristics.

(1)上記大小2個の銅板3、4の隙間に相当する浮上導電体間の放電間隙によって多少の違いはあるが、生じる誘導ESDは火花放電であり、かつ、極めて高速である。なお、放電間隔が広いほど、誘導ESDを生じさせるために浮上導電体間に印加する電圧が大きくなる。即ち、上記検証において、印加電圧の大きさは放電間隔に連動する。そして、印加電圧が小さい、即ち放電間隔が小さい程、誘導ESDの立ち上がり時間はより高速となることも分かっている。図3には、上記検証における印加電圧と、誘導ESDの立ち上り時間との関係が示されている。   (1) Although there are some differences depending on the discharge gap between the floating conductors corresponding to the gap between the two large and small copper plates 3 and 4, the induced ESD that occurs is spark discharge and is extremely fast. Note that the wider the discharge interval, the greater the voltage applied between the floating conductors to cause induced ESD. That is, in the verification, the magnitude of the applied voltage is linked to the discharge interval. It is also known that the rise time of the induced ESD becomes faster as the applied voltage is smaller, that is, the discharge interval is smaller. FIG. 3 shows the relationship between the applied voltage in the verification and the rise time of the induced ESD.

(2)誘導ESDが周辺に放出する過渡電磁界の持つ周波数スペクトラムは、連続的で極めて広帯域である。図4には、過渡電磁界の周波数スペクトラム包絡線と、電子回路の動作に伴って放射される離散的な電磁波(EMI)を比較している。電子回路による電磁波等は、特定の周波数に限定されたスペクトラム(周波数成分)となる。一方、誘導ESDによって発生する過渡電磁界は、離散的ではなく、超広帯域に渡る連続的なスペクトラムとなることが分かる。本発明者らの検証によると、放電間隔幅が数十μm以下の場合に、その間に放出される誘導ESDノイズの(周波数)スペクトラムは、DCに近いところからSHF帯(数十GHz)にかけて連続して分布する超広帯域特性を示す。これは、デルタ関数の周波数領域での特性に近いといえるが、個々の(線)スペクトラムの振幅(電力:dBm値)は、それ程大きくはない。これは、放出電磁波エネルギが全帯域に渡って分散してしまう為である。一方、この特性を利用して、受信回路の帯域を極めて広く取ることで、誘導ESDノイズを判定することが可能となる。一方、図4に示されているように、誘導ESDノイズのスペクトラム分布の包絡線の各部に混在する通常のノイズは、この様な広帯域性は示さず、狭い帯域にスペクトラムが集中する。例えば電力系のノイズ(例:インバータから発生する高周波ノイズ)の場合、奇数高調波がある程度の高周波域までは分布するが、それでも数百kHzが上限である。一般のノイズ源は、放出電力が大きくなるに従い、ノイズの占有帯域は、より狭くなる傾向がある。従って、誘導ESDの(超)広帯域特性を活用すれば、誘導ESDのみを確度良く検知出来ると考えられる。   (2) The frequency spectrum of the transient electromagnetic field emitted to the periphery by the induced ESD is continuous and extremely wide. FIG. 4 compares the frequency spectrum envelope of the transient electromagnetic field with discrete electromagnetic waves (EMI) radiated as the electronic circuit operates. An electromagnetic wave or the like by an electronic circuit has a spectrum (frequency component) limited to a specific frequency. On the other hand, it can be seen that the transient electromagnetic field generated by the induced ESD is not discrete but has a continuous spectrum over an ultra-wide band. According to the verification by the present inventors, when the discharge interval width is several tens of μm or less, the (frequency) spectrum of the induced ESD noise emitted in the meantime is continuous from near DC to the SHF band (several tens GHz). The distributed ultra-wideband characteristics are shown. This can be said to be close to the characteristics of the delta function in the frequency domain, but the amplitude (power: dBm value) of each (line) spectrum is not so large. This is because the emitted electromagnetic wave energy is dispersed over the entire band. On the other hand, using this characteristic, it is possible to determine the induced ESD noise by taking a very wide band of the receiving circuit. On the other hand, as shown in FIG. 4, the normal noise mixed in each part of the envelope of the spectrum distribution of the induced ESD noise does not show such a broadband property, and the spectrum is concentrated in a narrow band. For example, in the case of power system noise (for example, high frequency noise generated from an inverter), odd harmonics are distributed up to a certain high frequency range, but the upper limit is still several hundred kHz. In general noise sources, the noise occupation band tends to become narrower as the emitted power increases. Therefore, it is considered that only the induced ESD can be detected with high accuracy by utilizing the (super) wideband characteristics of the induced ESD.

(3)上記プラスチックの帯電板7に相当する外部電界と、この外部電界によって帯電する一方の浮上導体の電位変動と、一方の浮上導体からの放電を受け止める他方の浮上導体の3者の正負電荷の状態によって、その周辺に生じる電界変動の極性が決定される。結果、それらの各々の近傍においてアンテナで受信する波形の先頭部の極性(正スロープか、負スロープか)も自ずと決定される。   (3) The external electric field corresponding to the plastic charging plate 7, the potential fluctuation of one levitation conductor charged by this external electric field, and the positive and negative charges of the other three levitation conductors receiving the discharge from one levitation conductor Depending on the state, the polarity of the electric field fluctuation occurring in the vicinity thereof is determined. As a result, the polarity (positive slope or negative slope) of the top of the waveform received by the antenna is naturally determined in the vicinity of each of them.

(4)通常は、浮上導体間の放電間隙は固定している。従って、静電誘導による外部からの帯電環境が継続している場合には、放電が終了した後にも、再帯電による放電が起きて、複数回の放電が繰り返して発生するケースが多い(これを「多重放電」と呼ぶことにする)。図5は多重放電の検出例が示されている。放電間隔は10ms程度(図5の例では5〜15ms、帯電板の移動速度の影響を受ける)となり、100ms内に6回の放電が生じていることが分かる。従って、所定時間間隔内に、複数回の放電が生じる状況も誘導ESDを判定する重要事項となる。誘導ESD以外の一般の放電事象では、同一箇所で短時間に繰り返し放電する事はあり得ない。   (4) Normally, the discharge gap between the floating conductors is fixed. Therefore, when the external charging environment due to electrostatic induction continues, even after the discharge is completed, a discharge due to recharging occurs, and a plurality of discharges occur repeatedly (this is often the case). This will be called “multiple discharge”). FIG. 5 shows an example of detecting multiple discharges. The discharge interval is about 10 ms (5 to 15 ms in the example of FIG. 5 and is affected by the moving speed of the charging plate), and it can be seen that six discharges occur within 100 ms. Therefore, a situation in which multiple discharges occur within a predetermined time interval is also an important matter for determining the induced ESD. In general discharge events other than induced ESD, it is impossible to repeatedly discharge in the same place in a short time.

従って、以上の通り考察される誘導ESDの特徴を認識しておく事により、後述する検出技術では、誘導ESDとその他の放電事象を区別しながら、より確度高く誘導ESDのみを検出する。   Therefore, by recognizing the characteristics of the induced ESD considered as described above, the detection technique described later detects only the induced ESD with higher accuracy while distinguishing the induced ESD from other discharge events.

次に、図6以降を参照して、本発明の一実施形態に係る静電気放電検出装置G1について説明する。なお、本発明の実施形態は図6及び図7の構成以外にも多くの実施形態が考えられるので、その基本的な機能、波形処理等の流れを逸脱しない限り、実施形態を簡素化、変更、追加しても構わない。   Next, an electrostatic discharge detection device G1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the embodiment of the present invention may have many embodiments other than the configurations of FIGS. 6 and 7, the embodiment can be simplified or changed without departing from the flow of basic functions, waveform processing, and the like. , You can add.

この静電気放電検出装置G1は、アンテナG5と、波形分析部G8と、放電判定部G80を備えている。波形分析部G8は、第1〜第3周波数分析部G10〜G30、極性分析部G40、繰り返し波形分析部G60を備える。放電判定部G80は、広帯域特性判定部G82、連続性判定部G84、極性判定部G86、総合判定部G88を備える。   The electrostatic discharge detection device G1 includes an antenna G5, a waveform analysis unit G8, and a discharge determination unit G80. The waveform analysis unit G8 includes first to third frequency analysis units G10 to G30, a polarity analysis unit G40, and a repeated waveform analysis unit G60. The discharge determination unit G80 includes a broadband characteristic determination unit G82, a continuity determination unit G84, a polarity determination unit G86, and an overall determination unit G88.

アンテナG5は4本設けられており、波形分析部G8に接続されている。一つのアンテナG5−4は、いわゆるショートモノポールアンテナであり、これは波形分析部G8の中でも、誘導ESDによって生じたインパルス状ノイズ波形の極性を弁別する極性分析部G40(後述)と、その弁別結果を利用した繰り返し波形分析部G60に用いられる。   Four antennas G5 are provided and connected to the waveform analysis unit G8. One antenna G5-4 is a so-called short monopole antenna, and among the waveform analysis unit G8, a polarity analysis unit G40 (discussed later) for discriminating the polarity of an impulse noise waveform generated by induced ESD, and its discrimination It is used for the repetitive waveform analysis unit G60 using the result.

残り3本のアンテナG5−1、G5−2、G5−3は、夫々、第1周波数分析部G10、第2周波数分析部G20、第3周波数分析部G30に接続されている。具体的には、アンテナG5−1は、第1周波数分析部G10の第1周波数帯域フィルタG12に接続される。アンテナG5−2は、第2周波数分析部G20の第2周波数帯域フィルタG22に接続される。アンテナG5−3は、第3周波数分析部G30の第3周波数帯域フィルタG32に接続される。   The remaining three antennas G5-1, G5-2, and G5-3 are connected to the first frequency analysis unit G10, the second frequency analysis unit G20, and the third frequency analysis unit G30, respectively. Specifically, the antenna G5-1 is connected to the first frequency band filter G12 of the first frequency analysis unit G10. The antenna G5-2 is connected to the second frequency band filter G22 of the second frequency analysis unit G20. The antenna G5-3 is connected to the third frequency band filter G32 of the third frequency analysis unit G30.

以下の第1〜第3周波数成分F1〜F3は、第1〜第3帯域フィルタG12、G22、G32を通過する波形成分を意味している。即ち、第1〜第3帯域フィルタG12、G22、G32は、それぞれ、中心周波数と、これを基準とした通過帯域幅(ここでは6dB減衰までの帯域幅)を有している。第1〜第3中心周波数は、無線送信電力が小さく、使用頻度の少ないバンドにすることが好ましいが、電磁環境に応じて適宜変更することができる。   The following first to third frequency components F1 to F3 mean waveform components that pass through the first to third band filters G12, G22, and G32. That is, each of the first to third band filters G12, G22, and G32 has a center frequency and a pass bandwidth based on the center frequency (here, a bandwidth up to 6 dB attenuation). The first to third center frequencies are preferably bands with low radio transmission power and low usage frequency, but can be appropriately changed according to the electromagnetic environment.

本実施形態では以下の数値に設定されている。
第1周波数成分F1=第1中心周波数1.82MHz 第1通過帯域幅 0.1MHz(−6dB)
第2周波数成分F2=第2中心周波数 30.0MHz 第2通過帯域幅 1MHz(−6dB)
第3周波数成分F3=第3中心周波数200.0MHz 第3通過帯域幅10MHz(−6dB)
In the present embodiment, the following numerical values are set.
First frequency component F1 = first center frequency 1.82 MHz First pass bandwidth 0.1 MHz (−6 dB)
Second frequency component F2 = second center frequency 30.0 MHz Second pass bandwidth 1 MHz (−6 dB)
Third frequency component F3 = third center frequency 200.0 MHz Third pass bandwidth 10 MHz (−6 dB)

なお、第2周波数成分F3は現状ではVHF帯に設定しているが、状況に応じ、これをUHF帯(300MHz〜3GHz)に変更しても良い。回路が複雑になるが、UHF帯の帯域を、新たな第4周波数成分F4として加えることもできる。予め、第1周波数帯域フィルタから第4周波数帯域フィルタまで用意しておき、運用時に適宜、選択できる様な回路構成も出来る。   The second frequency component F3 is currently set to the VHF band, but may be changed to the UHF band (300 MHz to 3 GHz) depending on the situation. Although the circuit becomes complicated, the UHF band may be added as a new fourth frequency component F4. A circuit configuration is also possible in which a first frequency band filter to a fourth frequency band filter are prepared in advance and can be appropriately selected during operation.

第1周波数分析部G10用のアンテナG5−1はループアンテナ(スリット付き)としている。1.82MHzの帯域(MF帯)では、磁界成分の方が小型化できるからである。第2、第3周波数分析部G20、G30用のアンテナG5−2、G5−3は、小型のショートモノポールアンテナを用いている。なお、何れの周波数であっても、発生源(誘導ESDの発生箇所)は、アンテナの極近傍(数センチ〜数十センチ)に位置しており、通常の電波受信の様な高利得の増幅器は必要ないが、周辺回路駆動の為の最低限のゲイン(10dB〜20dB程度)は必要である。   The antenna G5-1 for the first frequency analysis unit G10 is a loop antenna (with a slit). This is because the magnetic field component can be downsized in the 1.82 MHz band (MF band). As the antennas G5-2 and G5-3 for the second and third frequency analysis units G20 and G30, small short monopole antennas are used. At any frequency, the source (where the induced ESD is generated) is located very close to the antenna (several centimeters to several tens of centimeters), and is a high gain amplifier such as ordinary radio wave reception. Is not necessary, but a minimum gain (approximately 10 dB to 20 dB) for driving peripheral circuits is necessary.

ちなみに、例えばテレビ用の受信アンテナが前提としている電波は、遠方からくる微弱電磁波(電界強度E:数百nV/m〜数百μV/m)であって特定周波数(f)を有しているものである。しかも、電界も磁界も直交成分しかない(進行方向に成分をもたない)電磁波(TEMモード)を想定している。従って、通常のアンテナは、この特定周波数の電波を効率よく受信するために設計されている。例えば、テレビ用受信アンテナで電界を受信する場合、2本のエレメントを、受信すべき電波の波長(λ)の半分(λ/2)に合わせる事により、特定周波数に同調させる。この方法により、アンテナ感度(利得)が増大する。更に、微弱アンテナ出力(μVオーダ)を増幅するため、回路側でも高利得(60dB以上)で、狭帯域の同調増幅回路を必要とする。   Incidentally, for example, a radio wave assumed by a receiving antenna for television is a weak electromagnetic wave (electric field intensity E: several hundred nV / m to several hundred μV / m) coming from a distance and has a specific frequency (f). Is. Moreover, an electromagnetic wave (TEM mode) is assumed in which both the electric field and the magnetic field have only orthogonal components (no component in the traveling direction). Therefore, a normal antenna is designed to efficiently receive radio waves of this specific frequency. For example, when an electric field is received by a television receiving antenna, the two elements are tuned to a specific frequency by matching the half (λ / 2) of the wavelength (λ) of the radio wave to be received. This method increases the antenna sensitivity (gain). Furthermore, in order to amplify the weak antenna output (μV order), a tuned amplifier circuit with a high gain (60 dB or more) and a narrow band is required on the circuit side.

ところが、誘導ESDによって、アンテナ近傍で発生する過渡電磁波は、電界や磁界が進行方向成分を持つ非TEMモードであって、かつ、立ち上がりが極めて早いインパルス波形となる。更に周波数成分も超広帯域に渡る(kHz〜GHz)。結果、通常のアンテナ理論をストレートには適用出来ない。   However, the transient electromagnetic wave generated in the vicinity of the antenna due to the induced ESD is a non-TEM mode in which an electric field or a magnetic field has a traveling direction component and has an impulse waveform that rises very quickly. Furthermore, the frequency component also extends over a very wide band (kHz to GHz). As a result, normal antenna theory cannot be applied straight.

そこで本発明者らの検証によると、誘導ESDの過渡電磁波を受信するアンテナは、1つのエレメントで良く、長さは、実験等から5mmないし20mm程度有れば充分であることが判明している。このアンテナは、通常のダイポールアンテナよりも短く、エレメントが1つしかないのでモノポールアンテナと呼ばれ、特に本実施形態では、その長さが短いことからショート・モノポールアンテナと呼ぶ。構造も簡単で、コスト的にも極めて有利である。エレメントが短くなってくると、無指向性が強まるので、電波到来角が不定な誘導ESDを受信する場合に特に好ましい。   Therefore, according to the verification by the present inventors, it is found that an antenna that receives a transient electromagnetic wave of induced ESD may be a single element, and it is sufficient from an experiment or the like to have a length of about 5 mm to 20 mm. . This antenna is called a monopole antenna because it is shorter than a normal dipole antenna and has only one element. In particular, in this embodiment, it is called a short monopole antenna because of its short length. The structure is simple and the cost is extremely advantageous. As the element becomes shorter, omnidirectionality becomes stronger, which is particularly preferable when receiving induced ESD with an indefinite radio wave arrival angle.

また誘導ESDの場合、波源とアンテナ間の距離は、数cmから数十cm程度であり、アンテナ誘起電圧(インパルス状)は、アンテナ長さが5mmの長さでも、ピーク値で数十mVから数百mVはある。結果、受信回路は大きな利得を必要としない。但し、パルス極性の判定を行う為には有る程度の帯域幅は必要になる。   In the case of induction ESD, the distance between the wave source and the antenna is about several centimeters to several tens of centimeters, and the antenna induced voltage (impulse shape) is from a peak value of several tens mV even when the antenna length is 5 mm. There are several hundred mV. As a result, the receiving circuit does not require a large gain. However, a certain amount of bandwidth is required to determine the pulse polarity.

長さ5mmのショート・モノポールアンテナを使い、検証用として、2種類の誘導ESD源(600V、720V)近傍約3cmにおける、アンテナ誘起波形を図8に示す。図8(A)(B)は、誘導ESD(720V)を、5mmの長さとなるショート・モノポールアンテナで検知した場合の誘起電圧波形となる。誘導ESD発生源とアンテナとの距離は約3cmであり、テフロンシートの帯電体を、波源に接近させることで誘導ESDを発生させている。なお、図8(A)はV:50mV/div, H:10ns/divで表示しており、図8(B)はV:100mV/div,H:2ns/divで表示している。共に正極性の検出波計の例である。   FIG. 8 shows antenna-induced waveforms in a vicinity of two types of induction ESD sources (600 V and 720 V) about 3 cm for verification using a short monopole antenna having a length of 5 mm. 8A and 8B show induced voltage waveforms when induced ESD (720 V) is detected by a short monopole antenna having a length of 5 mm. The distance between the induced ESD generation source and the antenna is about 3 cm, and induced ESD is generated by bringing the charged body of the Teflon sheet closer to the wave source. 8A shows the display at V: 50 mV / div and H: 10 ns / div, and FIG. 8B shows the display at V: 100 mV / div and H: 2 ns / div. Both are examples of positive detection wavemeters.

また、図8(C)(D)は、誘導ESD(600V)を、5mmの長さとなるショート・モノポールアンテナで検知した場合の誘起電圧波形となる。誘導ESD発生源とアンテナとの距離は約3cmであり、テフロンシートの帯電体を、波源に接近させることで誘導ESDを発生させている。図8(C)はV:100mV/div,H:5ns/divであり、図8(B)はV:100mV/div,H:2ns/divとなっている。共に正極性の検出波計の例である。   FIGS. 8C and 8D show induced voltage waveforms when induced ESD (600 V) is detected by a short monopole antenna having a length of 5 mm. The distance between the induced ESD generation source and the antenna is about 3 cm, and induced ESD is generated by bringing the charged body of the Teflon sheet closer to the wave source. FIG. 8C shows V: 100 mV / div, H: 5 ns / div, and FIG. 8B shows V: 100 mV / div, H: 2 ns / div. Both are examples of positive detection wavemeters.

また、長さが5mmのショート・モノポールアンテナの周波数特性を、GTEMセルで測定した例を図9に示す。測定周波数は50MHz〜3GHzであり、横軸は周波数(MHz)、縦軸は相対感度(dB)となる。この測定では3GHzまでフラット(+,−3dB)だが、特に図示しない別測定では8GHzを越えてもフラットなデータも得られており、ショート・モノポールアンテナが超広帯域特性を持つ事が分かる。誘導ESDによるインパルス状電磁波のパルス立ち上がり時間(tr)は、数十psオーダであり、アンテナエレメントでのパルス伝達(遅延)時間(tpd)がパルス立ち上がり時間(tr)に接近してくると、アンテナの受信波形は振動的になる。例えば、電磁波のパルス立ち上がり時間trが50psの場合、エレメントが30mmよりも長くなってくると、受信波形は振動することも分かっている。   FIG. 9 shows an example in which the frequency characteristic of a short monopole antenna having a length of 5 mm is measured with a GTEM cell. The measurement frequency is 50 MHz to 3 GHz, the horizontal axis is frequency (MHz), and the vertical axis is relative sensitivity (dB). Although this measurement is flat (+, -3 dB) up to 3 GHz, flat data is obtained even if it exceeds 8 GHz in another measurement (not shown), indicating that the short monopole antenna has ultra-wideband characteristics. The pulse rise time (tr) of an impulse electromagnetic wave due to induced ESD is on the order of several tens of ps. When the pulse transmission (delay) time (tpd) in the antenna element approaches the pulse rise time (tr), the antenna The received waveform becomes oscillating. For example, when the pulse rise time tr of the electromagnetic wave is 50 ps, it is known that the received waveform vibrates when the element becomes longer than 30 mm.

従って、モノポールアンテナの長さは、100mm以下、特に30mm以下であることが望ましく、より好ましくは5mm〜20mmの長さを採用する。アンテナの接地面のサイズは、設置環境により適宜選択すればよい。   Therefore, the length of the monopole antenna is desirably 100 mm or less, particularly 30 mm or less, and more preferably 5 mm to 20 mm. The size of the ground plane of the antenna may be appropriately selected depending on the installation environment.

図6に戻って、アンテナG5が接続される波形分析部G8は、第1周波数分析部G10と、第2周波数分析部G20と、第3周波数分析部G30と、極性分析部G40と、繰り返し波形分析部G60を備える。   Returning to FIG. 6, the waveform analysis unit G8 to which the antenna G5 is connected includes a first frequency analysis unit G10, a second frequency analysis unit G20, a third frequency analysis unit G30, a polarity analysis unit G40, and a repetitive waveform. An analysis unit G60 is provided.

第1周波数分析部G10は、アンテナG5−1の検知信号に少なくとも第1周波数成分F1が含まれているか否かを判定する。第2周波数分析部G20は、アンテナG5−1の検知信号に少なくとも第2周波数成分F2が含まれているか否かを判定する。第3周波数分析部G30は、アンテナG5−3の検知信号に少なくとも第3周波数成分F3が含まれているか否かを判定する。なお、第1〜第3周波数分析部G10、G20、G30の詳細構成は殆ど同じであることから、ここでは第1周波数分析部G10について詳細に説明し、第2、第2周波数分析部G20、G30については説明を省略する。   The first frequency analysis unit G10 determines whether or not at least the first frequency component F1 is included in the detection signal of the antenna G5-1. The second frequency analysis unit G20 determines whether or not at least the second frequency component F2 is included in the detection signal of the antenna G5-1. The third frequency analysis unit G30 determines whether or not at least the third frequency component F3 is included in the detection signal of the antenna G5-3. Since the detailed configurations of the first to third frequency analysis units G10, G20, and G30 are almost the same, the first frequency analysis unit G10 will be described in detail here, and the second and second frequency analysis units G20, Description of G30 is omitted.

第1周波数分析部G10は、第1周波数帯域フィルタG12と、RF増幅器G14と、検波回路G16と、出力均質化回路G17と、ラッチ回路G18を備える。   The first frequency analysis unit G10 includes a first frequency band filter G12, an RF amplifier G14, a detection circuit G16, an output homogenization circuit G17, and a latch circuit G18.

第1周波数帯域フィルタG12は、第1中心周波数且つ第1通過帯域幅に合致する信号として、第1周波数成分F1を通過させるバンドパスフィルタとなる。第1周波数帯域フィルタG12の通過帯域での挿入損失は12dB以下とすることが好ましい。また、この第1帯域フィルタG12は、シールドケースに収容することで、他の回路や誘導ESDによる過渡電磁界との結合を防止することが好ましい。   The first frequency band filter G12 is a band pass filter that passes the first frequency component F1 as a signal that matches the first center frequency and the first pass bandwidth. The insertion loss in the pass band of the first frequency band filter G12 is preferably 12 dB or less. The first band filter G12 is preferably housed in a shield case to prevent coupling with other circuits or transient electromagnetic fields due to induction ESD.

なお、第1〜第3周波数帯域フィルタG12、G22、G32を出た信号の持続時間は、通過帯域幅に反比例して短くなる。例えば第1周波数帯域フィルタG12では10μs、第2周波数帯域フィルタG22では1μs、第3周波数帯域フィルタG32では0.1μsになる。   It should be noted that the durations of the signals exiting the first to third frequency band filters G12, G22, G32 become shorter in inverse proportion to the pass bandwidth. For example, the first frequency band filter G12 has 10 μs, the second frequency band filter G22 has 1 μs, and the third frequency band filter G32 has 0.1 μs.

なお、本実施形態における第1〜第3中心周波数は、上記の通り設定しているが、特に無線送信電力が小さく、使用頻度の少ないバンドに設定することが好ましい。また、これらの周波数に限定される訳ではなく、電磁環境に応じて適宜変更しても良い。   In addition, although the 1st-3rd center frequency in this embodiment is set as mentioned above, it is preferable to set to a band with little radio | wireless transmission power especially and low use frequency. Moreover, it is not necessarily limited to these frequencies, You may change suitably according to electromagnetic environment.

特に、第1〜第3周波数成分F1〜F3は、MF(中波)帯である0.3〜3MHz帯、HF(短波)帯である3〜30MHz帯、VHF(超短波)帯である30〜300MHz帯、UHF(極超短波)帯である300MHz〜3GHz帯から、少なくとも2つ以上の帯域に属していることを条件とすることが好ましい。従って、第1〜第3中心周波数は、上記帯域における少なくとも2つ以上の帯域にから確定することが望ましく、より好ましくは、3つの帯域から確定するのが良い。より望ましくは、各帯域から合計4種の中心周波数を確定することが好ましい。本実施形態では、第1中心周波数をMF帯から、第2中心周波数をHF帯から抽出し、第3中心周波数をVHF帯から抽出している。   In particular, the first to third frequency components F1 to F3 are 0.3 to 3 MHz band that is an MF (medium wave) band, 3 to 30 MHz band that is an HF (short wave) band, and 30 to 30 that are VHF (very short wave) bands. It is preferable to make it a condition that it belongs to at least two bands from the 300 MHz band to 300 GHz band and the 300 MHz to 3 GHz band which is a UHF (ultra-high frequency) band. Therefore, it is desirable to determine the first to third center frequencies from at least two or more bands in the band, and it is more preferable to determine from the three bands. More desirably, a total of four types of center frequencies are determined from each band. In the present embodiment, the first center frequency is extracted from the MF band, the second center frequency is extracted from the HF band, and the third center frequency is extracted from the VHF band.

なお、本実施形態では、第2周波数成分F3がVHF帯に属しているが、状況に応じてこれをUHF帯に変更しても良い。また、既に述べたように、UHF帯の帯域を、新たな第4周波数成分F4として加えることもできる。予め、第1周波数帯域フィルタF1から第4周波数帯域フィルタF4まで用意しておき、運用時に適宜、選択できる様な回路構成とすることで、利便性を高めることも出来る。   In the present embodiment, the second frequency component F3 belongs to the VHF band, but it may be changed to the UHF band depending on the situation. Also, as already described, the UHF band can be added as a new fourth frequency component F4. Convenience can also be improved by preparing the first frequency band filter F1 to the fourth frequency band filter F4 in advance and adopting a circuit configuration that can be appropriately selected during operation.

RF増幅器G14は、第1周波数帯域フィルタG12から出力される信号を増幅する。例えば、第1周波数帯域フィルタG12を出た信号レベルが数十mVオーダの場合は、このままでは次段の検波回路G16を直接駆動出来ないことから、増幅する必要がある。更に第1〜第3周波数帯域フィルタG12、G22、G32の出力信号の持続時間は、通過帯域幅に反比例して短くなっているので、このRF増幅器G14も有る程度の帯域が必要となる。従って、RF増幅器G14のゲインは10倍(20dB)、帯域幅は100kHz〜500MHzとすることが好ましい。第1〜第3周波数分析部G10、G20、G30の各RF増幅器G14、G24、G34の出力レベルは極力同じレベルに設定する。これは、次段にある検波回路G16、G26、G36を効率よく動作させる為である。   The RF amplifier G14 amplifies the signal output from the first frequency band filter G12. For example, when the signal level output from the first frequency band filter G12 is on the order of several tens of mV, the next-stage detection circuit G16 cannot be directly driven as it is, and thus it is necessary to amplify. Furthermore, since the duration of the output signals of the first to third frequency band filters G12, G22, G32 is shortened in inverse proportion to the passband width, this RF amplifier G14 also requires a certain band. Therefore, it is preferable that the gain of the RF amplifier G14 is 10 times (20 dB) and the bandwidth is 100 kHz to 500 MHz. The output levels of the RF amplifiers G14, G24, G34 of the first to third frequency analysis units G10, G20, G30 are set to the same level as much as possible. This is for efficiently operating the detection circuits G16, G26, G36 in the next stage.

検波回路G16は、RF増幅器G14から出力される振動信号を包絡線検波する。結果、第1周波数帯域フィルタG12の出力時間幅(振動持続時間)のパルス状信号を取り出すことができる。   The detection circuit G16 envelope-detects the vibration signal output from the RF amplifier G14. As a result, a pulse-like signal having an output time width (vibration duration) of the first frequency band filter G12 can be extracted.

出力均質化回路G17は、第1〜第3周波数分析部G10、G20、G30の各検波回路G16、G26、G36から出力されるパルス状信号について、波形の均質化を行う。なお、各検波回路G16、G26、G36から出力されるパルス状信号は、そのパルス幅が異なる。また各検波回路におけるダイオードの閾値の違いによるスキューも起こり得る。従って、検波回路G16、G26、G36から出力されるパルス状信号を、このままラッチ回路に入力しても、その後の放電判定部G80において正確な判定を行うことができなくなる。そこで、検波回路G16、G26、G36から出力されるパルス状信号のパルス幅に依存しないで、互いに共通となる固定パルス幅及び固定パルス振幅に変換する。具体的に本実施形態では単安定マルチバイブレータを用いる。   The output homogenization circuit G17 homogenizes the waveforms of the pulse signals output from the detection circuits G16, G26, G36 of the first to third frequency analysis units G10, G20, G30. Note that the pulse widths of the pulse signals output from the detection circuits G16, G26, G36 are different. In addition, skew due to a difference in threshold value of the diode in each detection circuit may occur. Therefore, even if the pulse signals output from the detection circuits G16, G26, and G36 are input to the latch circuit as they are, accurate determination cannot be performed in the subsequent discharge determination unit G80. Therefore, it is converted into a fixed pulse width and a fixed pulse amplitude that are common to each other without depending on the pulse width of the pulse signals output from the detection circuits G16, G26, and G36. Specifically, a monostable multivibrator is used in this embodiment.

ラッチ回路G18は、出力均質化回路G17から出力される均質化信号をラッチさせ、その信号を放電判定部G80に出力する。   The latch circuit G18 latches the homogenization signal output from the output homogenization circuit G17, and outputs the signal to the discharge determination unit G80.

以上の構成により、第1周波数分析部G10では、アンテナG5−1の検知信号中に第1周波数F1が含まれているか否かを分析することになる。検知信号中に第1周波数が含まれている場合は、ラッチ回路G18からのラッチ出力が得られる。第2、第3周波数分析部G20、G30も同様である。   With the above configuration, the first frequency analysis unit G10 analyzes whether or not the detection signal of the antenna G5-1 includes the first frequency F1. When the first frequency is included in the detection signal, a latch output from the latch circuit G18 is obtained. The same applies to the second and third frequency analysis units G20 and G30.

放電判定部G80は、広帯域特性判定部(AND回路)G82を備えており、第1〜第3周波数分析部G10、G20、G30のラッチ出力が導入される。AND回路G82がON(HI)になった場合は、アンテナG5から得られる検知信号において、実質的に同じ出力波形内に、第1、第2及び第3周波数成分F1、F2、F3が同時に含まれていることになる。結果、誘導ESDに基づく過渡電磁界が発生したと判断する。   The discharge determination unit G80 includes a broadband characteristic determination unit (AND circuit) G82, and latch outputs of the first to third frequency analysis units G10, G20, and G30 are introduced. When the AND circuit G82 is ON (HI), the detection signal obtained from the antenna G5 includes the first, second, and third frequency components F1, F2, and F3 in substantially the same output waveform. Will be. As a result, it is determined that a transient electromagnetic field based on the induced ESD has occurred.

図7に示されるように、極性分析部G40は、アンテナG5−4に接続される広帯域増幅器G44と、プラス極性増幅器G46と、マイナス極性増幅器G48と、プラス側レベル比較器G50と、マイナス側レベル比較器G52と、周波数弁別器G54を有する。   As shown in FIG. 7, the polarity analyzer G40 includes a wideband amplifier G44, a positive polarity amplifier G46, a negative polarity amplifier G48, a positive level comparator G50, and a negative level connected to the antenna G5-4. A comparator G52 and a frequency discriminator G54 are included.

アンテナG5−4は、既に述べたようにショート・モノポールアンテナを用いる。なお、ループアンテナ(スリット付き)を用いることもできる。広帯域増幅器G44は、アンテナG5−4の出力が数百mVに達しない場合は、ゲイン20dB且つ帯域10kHz〜3GHz程度の広帯域をまとめて増幅する。なお、アンテナG5−4のゲインが十分な場合、この広帯域増幅器G44は不要となる。   The antenna G5-4 uses a short monopole antenna as described above. A loop antenna (with a slit) can also be used. When the output of the antenna G5-4 does not reach several hundred mV, the wideband amplifier G44 amplifies a wideband having a gain of 20 dB and a bandwidth of about 10 kHz to 3 GHz. Note that, when the gain of the antenna G5-4 is sufficient, the broadband amplifier G44 is unnecessary.

プラス極性増幅器G46とマイナス極性増幅器G48は、広帯域増幅器G44から出力される波形を、更に、後段のレベル比較器で比較できるレベルに、プラス極性、マイナス極性毎に増幅する。但し、プラス極性とマイナス極性を必ずしも別々の増幅器を使用して増幅しなければならないわけではない。1台の増幅器で増幅した出力を+側レベル比較器G50とマイナス側レベル比較器G52に接続しても良い。なお、プラスの極性の波形は、既に図8で示した通りである。特に図示しないが、マイナス極性の波形はこれらとは逆極性(先頭部分が負側に振れる状態)となる。また、アンテナG5−4の特性によっては、図8のような単一インパルスではなく、バースト状態の減衰振動波形となる場合も有り得る。   The plus polarity amplifier G46 and the minus polarity amplifier G48 further amplify the waveform output from the wideband amplifier G44 for each plus polarity and minus polarity to a level that can be compared by a level comparator in the subsequent stage. However, the positive polarity and the negative polarity do not necessarily have to be amplified using separate amplifiers. The output amplified by one amplifier may be connected to the + side level comparator G50 and the minus side level comparator G52. The positive polarity waveform has already been shown in FIG. Although not shown in particular, the negative polarity waveform has a polarity opposite to these (a state in which the leading portion swings to the negative side). Further, depending on the characteristics of the antenna G5-4, there may be a damped oscillation waveform in a burst state instead of a single impulse as shown in FIG.

プラス側レベル比較器G50は、プラス極性増幅器G46によって増幅された信号振幅が、設定レベルとなるプラス側比較電圧を越えているかどうかを比較する。同様に、マイナス側レベル比較器G52は、マイナス極性増幅器G47によって増幅された信号振幅が、設定レベルとなるマイナス側比較電圧を越えているかどうかを比較する。なお、+側比較電圧とマイナス側比較電圧の絶対値は同一とする。   The plus side level comparator G50 compares whether or not the signal amplitude amplified by the plus polarity amplifier G46 exceeds the plus side comparison voltage at the set level. Similarly, the minus side level comparator G52 compares whether or not the signal amplitude amplified by the minus polarity amplifier G47 exceeds the minus side comparison voltage at the set level. The absolute values of the + side comparison voltage and the minus side comparison voltage are the same.

プラス側レベル比較器G50とマイナス側レベル比較器G52のいずれかから、先に出力した信号は、それぞれ、反転用ANDゲートを通過して、プラス側ラッチ回路G53又はマイナス側ラッチ回路G54のクロック(CLK)端子に入力される。プラス側ラッチ回路G53又はマイナス側ラッチ回路G54は、いわゆるD型フリップフロップとなっている。   The signal previously output from either the plus side level comparator G50 or the minus side level comparator G52 passes through the inverting AND gate, and the clock of the plus side latch circuit G53 or the minus side latch circuit G54 ( CLK) terminal. The plus side latch circuit G53 or the minus side latch circuit G54 is a so-called D-type flip-flop.

例えば、プラス側レベル比較器G50から先に信号が出力される場合は、その信号がクロック端子に入力されてプラス側ラッチ回路G53がトリガされて、Q出力がON(HI)となると同時に、Q出力はOFF(LO)になる。Q出力は後述するプラス側単一波形生成回路G55に入力される。 For example, when a signal is output first from the plus side level comparator G50, the signal is input to the clock terminal, the plus side latch circuit G53 is triggered, and the Q output is turned ON (HI). The X output is turned off (LO). The Q output is input to a plus-side single waveform generation circuit G55 described later.

プラス側ラッチ回路G53のQ出力は、マイナス極性側の反転用ANDゲートに入力される。結果、プラス側ラッチ回路G53がトリガされている間は、マイナス側レベル比較器G52からの出力は、マイナス極性側の反転用ANDゲートを通過できなくなるので、マイナス側ラッチ回路G54のトリガが禁止される。なお、プラス側ラッチ回路G53のトリガがリセットされると、Q出力はON(HI)となり、マイナス側レベル比較器G52からの出力が、マイナス極性側の反転用ANDゲートを通過して、マイナス側ラッチ回路G54をトリガできるようになる。 Q X output of the plus-side latch circuit G53 is input to the inverting AND gate having a negative polarity side. As a result, while the plus side latch circuit G53 is being triggered, the output from the minus side level comparator G52 cannot pass through the inversion AND gate on the minus polarity side, so that the trigger of the minus side latch circuit G54 is prohibited. The Note that the trigger of the plus-side latch circuit G53 is reset, Q X output ON (HI), and the output from the minus side level comparator G52, through the inverting AND gate having a negative polarity side, a negative The side latch circuit G54 can be triggered.

例えば、マイナス側レベル比較器G52から先に信号が出力される場合は、その信号がクロック端子に入力されてマイナス側ラッチ回路G54がトリガされて、Q出力がON(HI)となると同時に、そのQ出力はOFF(LO)になる。Q出力は後述するマイナス側単一波形生成回路G56に入力される。 For example, when a signal is output first from the negative side level comparator G52, the signal is input to the clock terminal, the negative side latch circuit G54 is triggered, and the Q output is turned ON (HI). Q X output is OFF (LO). The Q output is input to a minus side single waveform generation circuit G56 described later.

マイナス側ラッチ回路G54のQ出力は、プラス極性側の反転用ANDゲートに入力される。結果、マイナス側ラッチ回路G54がトリガされている間は、プラス側レベル比較器G50からの出力は、プラス極性側の反転用ANDゲートを通過できなくなるので、プラス側ラッチ回路G53のトリガが禁止される。なお、マイナス側ラッチ回路G54のトリガがリセットされると、そのQ出力はON(HI)となり、プラス側レベル比較器G50からの出力が、プラス極性側の反転用ANDゲートを通過して、プラス側ラッチ回路G53をトリガできるようになる。 Q X output of the negative-side latch circuit G54 is input to the inverting AND gate having a positive polarity side. As a result, while the minus side latch circuit G54 is being triggered, the output from the plus side level comparator G50 cannot pass through the inversion AND gate on the plus polarity side, so that the trigger of the plus side latch circuit G53 is prohibited. The Note that the trigger of the negative-side latch circuit G54 is reset, its Q X output ON (HI), and the output from the positive side level comparator G50, through the inverting AND gate having a positive polarity side, The positive side latch circuit G53 can be triggered.

このように、プラス側及びマイナス側レベル比較器G50、G52と、プラス側及びマイナス側ラッチ回路G53、G54の間に、2つの反転用ANDゲートを配置しておくことで、プラス側及びマイナス側ラッチ回路G53、G54が同時にトリガされることを禁止できる。結果、一つの繰り返し波形の正負極性の推移を正確に分析することができる。   In this way, by arranging two inversion AND gates between the plus and minus level comparators G50 and G52 and the plus and minus latch circuits G53 and G54, the plus and minus sides are arranged. It can be prohibited that the latch circuits G53 and G54 are triggered simultaneously. As a result, the transition of the positive / negative polarity of one repetitive waveform can be analyzed accurately.

プラス側及びマイナス側ラッチ回路G53、G54の各Q出力が入力されるプラス側及びマイナス側単一波形生成回路G55、G56は、いわゆる単安定マルチバイブレータであり、各Q出力によって、比較的広いパルス幅(ここでは1msに設定されている)となる広幅単一パルスが出力される。この広幅単一パルスは、後段の繰り返し波形分析部G60の各極性に入力される。   The positive side and negative side single waveform generation circuits G55 and G56 to which the respective Q outputs of the positive side and negative side latch circuits G53 and G54 are input are so-called monostable multivibrators. A wide single pulse having a width (here, set to 1 ms) is output. This wide single pulse is input to each polarity of the subsequent repeated waveform analysis unit G60.

なお、プラス側及びマイナス側単一波形生成回路G55、G56のいずれか一方から出力される広幅単一パルスは、初期化用第1ORゲートを通過して、狭いパルス幅(ここでは1μsに設定されている)のリセット用単一波形生成回路G57(これも単安定マルチバイブレータ)をトリガする、これにより、リセット用単一波形生成回路G57からリセット用の狭幅単一パルスが出力される。この狭幅単一パルスは、初期化用第2ORゲートを介して、プラス側及びマイナス側ラッチ回路G53、G54のCLR端子に入力されて、これらのトリガをリセットする。この結果、プラス側及びマイナス側ラッチ回路G53、G54は、プラス側及びマイナス側レベル比較器G50、G52から先に出力した信号を待ち受ける状態となる。   The wide single pulse output from one of the plus-side and minus-side single waveform generation circuits G55 and G56 passes through the first OR gate for initialization and is set to a narrow pulse width (here, 1 μs). The single waveform generator for reset G57 (also a monostable multivibrator) is triggered, whereby a single pulse for reset is output from the single waveform generator for reset G57. This narrow single pulse is input to the CLR terminals of the plus side and minus side latch circuits G53 and G54 via the initialization second OR gate to reset these triggers. As a result, the plus-side and minus-side latch circuits G53 and G54 are in a state of waiting for signals previously output from the plus-side and minus-side level comparators G50 and G52.

なお、この初期化用第2ORゲートには、初期化信号も入力されるようになっている。この初期化信号は、システム起動時の初期化を行う場合、又は一連の放電検出終了後に次の一連の放電イベントを待ち受ける場合に入力される。   An initialization signal is also input to the second OR gate for initialization. This initialization signal is input when initialization at the time of system startup is performed or when waiting for the next series of discharge events after the end of the series of discharge detection.

また、プラス側及びマイナス側ラッチ回路G53、G54のD型フリップフロップは、そのクロック(CLK)入力から、Q及びQ出力までの伝搬遅延時間ができるだけ早いものを使用することが好ましい。誘導ESDより得られる減衰振動型の検出信号の振動の繰り返し周期は、使用する検出アンテナにもよるが、数nsと高速となる.従って、一方のD型フリップフロップに信号が入力されてから1周期以内に、他方のANDゲートを禁止できるような回路にする為には、高速フリップフロップを使うことが好ましい。なお、本実施形態ではD型フリップフロップで構成した例を示したが、他のタイプのフリップフロップ等を用いる事も出来る。 Also, D-type flip-flop of the plus side and minus-side latch circuit G53, G54 from the clock (CLK) input, it is preferable that the propagation delay time from Q and Q X output to use one as soon as possible. The repetition period of the vibration of the damped vibration type detection signal obtained from the induced ESD is as high as several ns, although it depends on the detection antenna used. Therefore, it is preferable to use a high-speed flip-flop in order to make a circuit in which the other AND gate can be prohibited within one cycle after a signal is input to one D-type flip-flop. In the present embodiment, an example of a D-type flip-flop is shown, but other types of flip-flops can be used.

図6に戻って、極性分析部G40のプラス側及びマイナス側単一波形生成回路G55、G56からそれぞれ出力される広幅単一パルスは、繰り返し波形分析部G60に入力される。繰り返し波形分析部G60は、アンテナG5−4の検知信号に複数回の出力波形が含まれているか否かを判定する。なお本実施形態では、繰り返し波形分析部G60が、極性分析部G40の後段に設けられることで、プラス波形毎、マイナス波形毎に出力回数をカウントするようになっている。一方で、本発明はこれに限定されず、プラス波形のみ、マイナス波形のみ、更にはプラス波形とマイナス波形を区別することなく出力回数をカウントしても良い。   Returning to FIG. 6, the wide single pulses respectively output from the plus-side and minus-side single waveform generation circuits G55 and G56 of the polarity analysis unit G40 are input to the repeated waveform analysis unit G60. The repeated waveform analysis unit G60 determines whether or not the detection signal of the antenna G5-4 includes a plurality of output waveforms. In the present embodiment, the repetitive waveform analysis unit G60 is provided at the subsequent stage of the polarity analysis unit G40, so that the number of outputs is counted for each plus waveform and every minus waveform. On the other hand, the present invention is not limited to this, and the number of outputs may be counted without distinguishing only a plus waveform, only a minus waveform, or a plus waveform and a minus waveform.

繰り返し波形分析部G60は、タイマ用ANDゲートと、プラス側カウンタG64と、マイナス側カウンタG68と、測定タイマG69を備える。極性分析部G40の正極側及び負極側の広幅単一パルスは、タイマ用ANDゲートを介して、プラス側カウンタG64とマイナス側カウンタG68にそれぞれ入力される。なお、このタイマ用ANDゲートには、測定タイマG69から出力される測定用ゲート信号が入力される。プラス側又はマイナス側単一波形生成回路G55、G56から出力される最初の広幅単一パルスは、ORゲートを介して測定タイマG69をトリガする。結果、測定タイマG69は、所定時間の測定用ゲート信号を出力する。この測定用ゲート信号は、一連の放電イベントを観測する為の観測時間を設定するものであり、例えば1秒、10秒などに自在に設定できる。   The repetitive waveform analysis unit G60 includes a timer AND gate, a plus counter G64, a minus counter G68, and a measurement timer G69. The wide single pulses on the positive electrode side and the negative electrode side of the polarity analyzer G40 are input to the plus side counter G64 and the minus side counter G68, respectively, via the timer AND gate. Note that the measurement gate signal output from the measurement timer G69 is input to the timer AND gate. The first wide single pulse output from the plus side or minus side single waveform generation circuits G55, G56 triggers the measurement timer G69 via the OR gate. As a result, the measurement timer G69 outputs a measurement gate signal for a predetermined time. The measurement gate signal sets an observation time for observing a series of discharge events, and can be freely set to, for example, 1 second or 10 seconds.

プラス側カウンタG64は、正極側の広幅単一パルスをカウントして、カウント数が所定閾値(2〜10回)を超えるか否か判定する。同様に、マイナス側カウンタG68は、負極側の広幅単一パルスをカウントして、カウント数が所定閾値(2〜10回)を超えるか否か判定する。このそれぞれの判定結果やカウント数、カウント間の間隔(振動周期)は、放電判定部G80側に出力される。   The plus side counter G64 counts the wide single pulse on the positive side and determines whether or not the count exceeds a predetermined threshold (2 to 10 times). Similarly, the minus side counter G68 counts the wide single pulse on the negative side, and determines whether or not the count exceeds a predetermined threshold (2 to 10 times). Each determination result, count number, and interval (vibration cycle) between counts are output to the discharge determination unit G80.

放電判定部G80は、既に説明した広帯域特性判定部(AND回路)G82とは別に、繰り返し性判定部(OR回路)G84と、極性判定部G86を備える。この繰り返し性判定部G84は、プラス側カウンタG64又はマイナス側カウンタG68の一方が、所定閾値を超えた場合に繰り返し特性があると判断する。なお、ここでは特に説明を省略するが、このプラス側カウンタG64又はマイナス側カウンタG68のカウント値は、基準時間内にカウントされたものであることを要するが、その基準時間は、繰り返し波形分析部G60の測定タイマG69による測定ゲート信号のパルス幅に対応している。誘導ESDの過渡電磁界は、繰り返し発生特性を有している場合が多分にあるので、この繰り返し性判定部G84の判定結果が、誘導ESDの有無の判断として利用できる。   The discharge determination unit G80 includes a repeatability determination unit (OR circuit) G84 and a polarity determination unit G86 separately from the broadband characteristic determination unit (AND circuit) G82 already described. The repeatability determination unit G84 determines that there is a repeat characteristic when one of the plus side counter G64 and the minus side counter G68 exceeds a predetermined threshold. Although not specifically described here, the count value of the plus-side counter G64 or minus-side counter G68 needs to be counted within the reference time. This corresponds to the pulse width of the measurement gate signal by the measurement timer G69 of G60. Since the transient electromagnetic field of the induced ESD often has repetitive generation characteristics, the determination result of the repeatability determining unit G84 can be used as a determination of the presence or absence of induced ESD.

更に放電判定部G80は、総合判定部G88を備える。この総合判定部G86では、広帯域特性判定部G82と繰り返し性判定部G84の双方の判定結果を利用して、誘導ESDが発生したか否かを最終判断を行う。本実施形態では、総合判定部G88としてAND回路が採用されており、広帯域特性判定部G82と繰り返し性判定部G84の双方において、広帯域特性と繰り返し発生特性を有していると判断した場合に限って、誘導ESDが発生したと判断する。これにより、その判断の正確性を高めるようにしている。なお、多少の誤まりも許容して、広く誘導ESDの発生の可能性を判断したい場合は、総合判定部G88においてOR回路を用いる。結果、広帯域特性判定部G82による広帯域特性、又は繰り返し性判定部G84による繰り返し発生特性の一方を有している場合は、誘導ESDが発生したと判断できる。   Furthermore, the discharge determination part G80 is provided with the comprehensive determination part G88. The overall determination unit G86 makes a final determination as to whether or not the induced ESD has occurred using the determination results of both the broadband characteristic determination unit G82 and the repeatability determination unit G84. In the present embodiment, an AND circuit is employed as the comprehensive determination unit G88, and only when it is determined that both the wideband characteristic determination unit G82 and the repeatability determination unit G84 have the wideband characteristic and the repeat occurrence characteristic. Thus, it is determined that the induced ESD has occurred. Thereby, the accuracy of the determination is improved. If it is desired to allow some errors and determine the possibility of occurrence of induced ESD widely, an OR circuit is used in the overall determination unit G88. As a result, when one of the broadband characteristics by the broadband characteristics determination unit G82 and the repeat generation characteristics by the repeatability determination unit G84 is present, it can be determined that induced ESD has occurred.

以上、本実施形態の静電気放電検出装置G1によれば、アンテナG5で受信した過渡電磁界の波形特性を分析し、その過渡電磁界が、広帯域特性を有するか又は繰り返し発生特性を有するか否か判定し、その結果を利用して誘導ESDの発生状況を検出することができる。特に、誘導ESDの過渡電磁界に特有な、30MHz以上の帯域幅、特に100MHz以上の帯域幅を有する過渡電磁界の存在が検知された場合、誘導ESDが発生していると判断できる。   As described above, according to the electrostatic discharge detection device G1 of the present embodiment, the waveform characteristics of the transient electromagnetic field received by the antenna G5 are analyzed, and whether the transient electromagnetic field has a broadband characteristic or a repeated generation characteristic. It is possible to determine and use the result to detect the occurrence state of the induced ESD. In particular, when the presence of a transient electromagnetic field having a bandwidth of 30 MHz or more, particularly a bandwidth of 100 MHz or more, which is peculiar to a transient electromagnetic field of induced ESD, it can be determined that induced ESD has occurred.

また、本実施形態の静電気放電検出装置G1では、過渡電磁界内に複数の周波数成分が同時に発生しているか否かによって過渡電磁界の広帯域特性を分析している。ここでは3箇所の第1〜第3周波数成分F1〜F3の発生の有無を利用して、過渡電磁界の広帯域特性を分析している。また、この第1〜第3周波数成分F1〜F3として、MF(中波)帯、HF(短波)帯、VHF(超短波)帯、UHF(極超短波)帯から選択される別々の2つの帯域(望ましくは3つの帯域)に、第1〜第3周波数成分F1〜F3を属させているので、より確実に広帯域特性を分析できる。なお、第1〜第3周波数の設定は上記設定手法に限定されず、例えば、30MHz程度以上の帯域幅となる広帯域特性を検知するために、3複数の設定周波数の最大値と最小値の差を30MHz程度以上に設定することも好ましい。望ましくは、最大値と最小値の差を100MHz程度以上に設定する。   In the electrostatic discharge detection device G1 of the present embodiment, the broadband characteristics of the transient electromagnetic field are analyzed depending on whether or not a plurality of frequency components are simultaneously generated in the transient electromagnetic field. Here, the broadband characteristics of the transient electromagnetic field are analyzed using the presence / absence of the occurrence of the first to third frequency components F1 to F3 at three locations. In addition, as the first to third frequency components F1 to F3, two separate bands selected from the MF (medium wave) band, the HF (short wave) band, the VHF (ultra high frequency) band, and the UHF (ultra high frequency) band ( Since the first to third frequency components F1 to F3 belong to preferably three bands), the wideband characteristics can be analyzed more reliably. The setting of the first to third frequencies is not limited to the above setting method. For example, in order to detect a wideband characteristic having a bandwidth of about 30 MHz or more, the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of set frequencies. Is also preferably set to about 30 MHz or more. Desirably, the difference between the maximum value and the minimum value is set to about 100 MHz or more.

更に本実施形態では、波形分析部G8が繰り返し波形分析部G60を備えており、短時間に複数回の過渡電磁界波形が生じているか否かについて分析する。結果、誘導ESDの過渡電磁界の特徴となる繰り返し発生特性を有するか否かを確実に分析できる。結果、放電判定部G80では、より高精度に誘導ESDを検出できることになる。特に本実施形態では、極性分析部G40によって、各インパルス波形の正負を区別しているので、どのような静電誘導によって、誘導ESDが生じたのか否かを判断することも可能となる。   Further, in the present embodiment, the waveform analysis unit G8 includes a repeated waveform analysis unit G60, and analyzes whether or not a plurality of transient electromagnetic field waveforms are generated in a short time. As a result, it is possible to reliably analyze whether or not it has a repeated generation characteristic that is a characteristic of the transient electromagnetic field of the induced ESD. As a result, the discharge determination unit G80 can detect the induced ESD with higher accuracy. In particular, in the present embodiment, the polarity analysis unit G40 distinguishes between positive and negative of each impulse waveform, so that it is possible to determine what kind of electrostatic induction has caused the induced ESD.

なお、この静電気放電検出装置G1では、アンテナG5−1、G5−2、G5−3の直後に増幅器を設置していないが、出力が不足する場合は増幅器を配置しても良い。また、第1〜第3周波数分析部G10、G20、G30に独立してアンテナG5−1、G5−2、G5−3を設ける場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、一つのアンテナ出力を、第1〜第3周波数分析部G10、G20、G30に分配しても良い。   In this electrostatic discharge detection device G1, an amplifier is not installed immediately after the antennas G5-1, G5-2, and G5-3. However, an amplifier may be arranged when the output is insufficient. Moreover, although the case where antenna G5-1, G5-2, G5-3 was provided independently in 1st-3rd frequency analysis part G10, G20, G30 was illustrated, this invention is not limited to this, One The antenna output may be distributed to the first to third frequency analysis units G10, G20, and G30.

なお、ここでは、波形分析部G8内に、各周波数分析部G10〜G30と、繰り返し波形分析部G60の双方が設けられる場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、各周波数分析部G10〜G30の分析結果と、広帯域特性判定部G82の判定結果を利用して、誘導ESDの有無を判断することが可能である。反対に、繰り返し波形分析部G60の分析結果と、繰り返し性判定部G84の判定結果を利用して、誘導ESDの有無を判断することも可能である。   Here, the case where both the frequency analysis units G10 to G30 and the repeated waveform analysis unit G60 are provided in the waveform analysis unit G8 is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, the presence / absence of induced ESD can be determined using the analysis results of the frequency analysis units G10 to G30 and the determination result of the broadband characteristic determination unit G82. Conversely, it is also possible to determine the presence or absence of induced ESD using the analysis result of the repetitive waveform analysis unit G60 and the determination result of the repeatability determination unit G84.

次に、本発明の実施形態に係る変動電界耐性検査装置について説明する。この変動電界耐性検査装置は、検査対象の電子機器、電子装置の内部及び周辺に存在する浮上導体に対して、外部から強制的に誘導帯電させることで、浮上導体の間の急速放電(火花放電)を生じさせ、既に述べた静電気放電検出装置G1により、その誘導ESDを検出するとともに、その放電に起因する誤作動の有無を検査する。   Next, the fluctuation electric field tolerance inspection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. This Fluctuating Electric Field Tolerance Inspection Device is a rapid discharge (spark discharge) between levitation conductors by forcibly inductively charging the levitation conductor existing inside and around the electronic device to be inspected and the electronic device. ) And the induced ESD is detected by the already described electrostatic discharge detection device G1, and the presence or absence of malfunction due to the discharge is inspected.

例えば、変動電界耐性検査装置が検査対象としている主なトラブルは、電子機器に対しての直接的なESDや、機器周辺における間接的なESDが発生していないのに、電子機器が誤作動を起こしてしまうような現象である。つまり、電子機器の操作者又は周辺の帯電物体は、検査対象となる電子機器に接触していない(電子機器に対して放電は起きていない)状態のまま、誤動作が生じるような現象である。誤動作を誘発する静電気放電は、電子機器の内部で発生しており、しかも、近接する金属導体の狭い間隙で生じるので、放出される過渡電磁波に含まれている周波数成分が極めて広く(数GHz以上)、かつ、非常に強力となり、電界強度は容易にkV/mオーダに達することになる。結果、放電源の近傍に配置されているか、放電源の近傍を通過している信号線路を介して接続されているLSI(例えばCPUやIC)などが誤作動を誘発する。このようなトラブルは、本発明に係る変動電界耐性検査装置による方法でしか、検出、評価、対策は出来ない。   For example, the main trouble that the variable electric field resistance inspection device is inspecting is that there is no direct ESD to the electronic device or indirect ESD around the device, but the electronic device malfunctions. It is a phenomenon that causes it. That is, a phenomenon in which an operator of an electronic device or a charged object in the vicinity does not contact the electronic device to be inspected (no discharge has occurred with respect to the electronic device) and causes a malfunction. Electrostatic discharge that induces malfunctions occurs inside electronic equipment and occurs in a narrow gap between adjacent metal conductors, so the frequency components contained in the emitted transient electromagnetic waves are extremely wide (several GHz or more). ) And very strong, and the electric field strength easily reaches the order of kV / m. As a result, an LSI (for example, a CPU or IC) or the like that is arranged near the discharge source or connected via a signal line passing through the vicinity of the discharge source induces a malfunction. Such troubles can only be detected, evaluated, and addressed by the method using the variable electric field resistance inspection apparatus according to the present invention.

なお、CPU ICなどが誤動作した場合、通常、自動的に再起動が働いて自動復帰するのが一般的である。しかしながら、大規模ネットワークの一部を構成している電子装置の場合、通信回線を通じてセンターのコンピュータに割り込みする。割り込みが多数の電子装置から入ると、システム全体の処理能力が大幅に低下し、システム障害が発生する可能性がある。特に、この現象によって放出される過渡電磁界は非常に強力であることから、基幹インフラで採用されている多重の冗長構成(例:2重並列運転)の電子装置の全てを誤動作させてしまうと、結果として重大な事故に直結する可能性もある。   In general, when a CPU IC or the like malfunctions, it is common that the CPU automatically restarts automatically. However, in the case of an electronic device constituting a part of a large-scale network, the computer at the center is interrupted through a communication line. If an interrupt is input from a large number of electronic devices, the processing capacity of the entire system is greatly reduced, and a system failure may occur. In particular, the transient electromagnetic field emitted by this phenomenon is very powerful, so if all of the electronic devices with multiple redundant configurations (eg, double parallel operation) used in the backbone infrastructure are malfunctioned. As a result, a serious accident may be directly connected.

なお、航空電子装置、防衛機器では、レーダ波による電磁干渉(EMI)に対して厳重な防御処置を講じているが、その根拠となる電磁波照射試験(例:RTCA DO−160E)の電界強度は最大でも600V/mである(0.4GHz〜18GHz)。この値は、機器から距離10mの所にある1000kW(1MW)のパルスレーダから照射された時の電界強度に匹敵するが、今回、我々が提案する方法は、機器内部において、1kV/mを越える電界強度を発生させることが出来、その耐性を検査することを可能にする。また、本発明によれば、高価で大掛かりな電波暗室や、ハイパワーの電力増幅器、放射アンテナ等は一切不要である。なお、本発明者らの検証によれば、放電の間隙が0.05mm程度の場合、スペクトラムアナライザで観測されるスペクトラム分布は優に18GHzを超えており、浮上導体(微小ダイポール)を駆動するインパルス状の電流の立上りが極めて早く(推定では40ps未満)、かつ大振幅(電荷量に拠るが、数十Aから100Aオーダ)になることが分かっている。   In avionics and defense equipment, strict defensive measures are taken against electromagnetic interference (EMI) caused by radar waves, but the electric field strength of the electromagnetic wave irradiation test (example: RTCA DO-160E) as the basis is The maximum is 600 V / m (0.4 GHz to 18 GHz). Although this value is comparable to the electric field intensity when irradiated from a 1000 kW (1 MW) pulse radar at a distance of 10 m from the device, the method we propose this time exceeds 1 kV / m inside the device. An electric field strength can be generated, making it possible to test its resistance. Further, according to the present invention, there is no need for an expensive and large anechoic chamber, a high power power amplifier, a radiating antenna or the like. According to the verification by the present inventors, when the discharge gap is about 0.05 mm, the spectrum distribution observed by the spectrum analyzer is well over 18 GHz, and the impulse for driving the floating conductor (small dipole) It has been found that the rise of the current is very fast (estimated less than 40 ps) and has a large amplitude (depending on the amount of charge, on the order of tens of A to 100 A).

次に、図10A〜D以降を参照して、上記のような特殊な放電現象を電子機器内に強制的に誘発させて、電子機器の耐性を検査する第1実施形態の変動電界耐性検査装置(以下、検査装置)10について説明する。図10Aは検査装置の正面図、図10Bは検査装置の上面図、図10Cは検査装置の側面図、図10Dは検査装置の本体の制御パネルが示されている。   Next, referring to FIG. 10A to FIG. 10D and subsequent drawings, the variation electric field resistance inspection apparatus according to the first embodiment for forcibly inducing the special discharge phenomenon in the electronic apparatus and inspecting the resistance of the electronic apparatus. (Hereinafter, inspection apparatus) 10 will be described. 10A is a front view of the inspection apparatus, FIG. 10B is a top view of the inspection apparatus, FIG. 10C is a side view of the inspection apparatus, and FIG. 10D is a control panel of the main body of the inspection apparatus.

この検査装置10は、本体15、印加電極20、電界変動手段30、筐体40、上記実施形態の静電気放電検出装置G1(図6、図7)、同期制御手段60、載置テーブル70を備えている。本体15における筐体40の内部には、電界変動手段30、静電気放電検出装置G1、同期制御手段60が収容されている。   The inspection apparatus 10 includes a main body 15, an application electrode 20, an electric field variation unit 30, a housing 40, the electrostatic discharge detection device G 1 (FIGS. 6 and 7) of the above embodiment, a synchronization control unit 60, and a mounting table 70. ing. An electric field fluctuation unit 30, an electrostatic discharge detection device G 1, and a synchronization control unit 60 are accommodated in the housing 40 of the main body 15.

印加電極20は、被被測定物となる電子機器Pに対して、非接触状態で外部から正又は負の一方の電界を印加する。この印加電極20は、いわゆるプレート形状(板状)になっており、この平面が電界放出面22となっている。この電界放出面22が電子機器Pの側面に対向するように、印加電極20は、載置テーブル70に立てた状態で固定される。   The application electrode 20 applies one positive or negative electric field from the outside to the electronic device P to be measured in a non-contact state. The application electrode 20 has a so-called plate shape (plate shape), and this plane is a field emission surface 22. The application electrode 20 is fixed in a standing state on the mounting table 70 so that the field emission surface 22 faces the side surface of the electronic device P.

この載置テーブル70は、本体15の側面から突出するように水平に配置されており、少なくとも上面が絶縁体で構成される。この載置テーブル70の中央に電子機器Pが配置される。   The mounting table 70 is horizontally disposed so as to protrude from the side surface of the main body 15, and at least the upper surface is formed of an insulator. An electronic device P is disposed in the center of the mounting table 70.

電界変動手段30は、ここでは電圧制御装置であり、筐体40の内部に収容されている。この電界変動手段30は、印加電極20に付与する直流電圧を変化させることで、印加電極20から発生する電界の強さを、極性を変えることなく変動させる。これにより、検査中における電子機器Pに印加される電界の強さを、極性を変えることなく経時的に変動させることができる。仮に電子機器Pの内部に浮上導体(接地されてない導体)が存在する場合、電子機器Pに印加する電界を変動させると、この浮上導体に誘導帯電が生じる。検査装置10では、この誘導帯電を電子機器P内に強制的に発生させることにより、電子機器Pの内部およびその周辺に火花放電を発生する構造があるかどうか、そしてそれによって電子機器Pが誤動作するか否か等の動作特性を検証できる。具体的に、電子機器Pの内部の浮上導体に対して、他の導体が接近した状態で配置されている場合、上記検証事例で示したように両者の間で放電現象が生じる場合がある。この放電を強制的に発生させる環境を提供する事により、放電の有無を検証し、同時にノイズに対する耐性を検査する。   Here, the electric field variation means 30 is a voltage control device and is accommodated in the housing 40. The electric field variation means 30 varies the strength of the electric field generated from the application electrode 20 without changing the polarity by changing the DC voltage applied to the application electrode 20. Thereby, the strength of the electric field applied to the electronic device P during the inspection can be changed over time without changing the polarity. If a floating conductor (a conductor that is not grounded) exists inside the electronic device P, when the electric field applied to the electronic device P is varied, induction charging occurs in the floating conductor. In the inspection apparatus 10, whether or not there is a structure that generates a spark discharge in and around the electronic device P by forcibly generating this inductive charge in the electronic device P, and thereby the electronic device P malfunctions. The operational characteristics such as whether or not to perform can be verified. Specifically, when the other conductor is arranged close to the floating conductor inside the electronic device P, a discharge phenomenon may occur between the two as shown in the verification example. By providing an environment in which this discharge is forcibly generated, the presence or absence of the discharge is verified, and at the same time, the resistance to noise is inspected.

本体15の筐体40には制御パネル42(図10D参照)が用意されている。この制御パネル42は、放射電圧設定部(Test Voltage)、検査開始ボタン(Start)、検査終了ボタン(Stop)、テスト回数(電圧印加回数)を0〜9回の範囲で設定する繰り返し設定部(Repetition)、複数電極仕様の場合の各電極に供給する電圧の印加タイミング(遅延タイミング)を0.1〜1秒の範囲内で設定する印加時間設定部(Timing)、同電圧の印加スロープを0.1〜1秒の範囲内で設定するスロープ設定部(Ramp)、各電極に電圧供給する配線を接続するコネクタ部(Output)、高電圧電界の極性を切り替える極性設定部(Polarity)、電子機器や検査ヘッド治具にグランド電位を供給する端子(FG)、放電検出用プローブの接続コネクタ(Disc. Probe)、帯電電位検出用プローブの接続コネクタ(V Probe)、印加電極を移動させる多軸移動ロボット(第2実施形態で詳述)の制御を行う接続コネクタ(Control)などを備えている。   A control panel 42 (see FIG. 10D) is prepared in the housing 40 of the main body 15. The control panel 42 includes a radiation voltage setting unit (Test Voltage), a test start button (Start), a test end button (Stop), and a repeat setting unit (sets the number of tests (voltage application count)) in the range of 0 to 9 times ( Repetition), application time setting unit (Timing) for setting the application timing (delay timing) of the voltage supplied to each electrode in the case of multiple electrodes specification within a range of 0.1 to 1 second, and the application slope of the same voltage is 0 .Slope setting section (Ramp) set within the range of 1 to 1 second, connector section (Output) for connecting wiring for supplying voltage to each electrode, polarity setting section (Polarity) for switching the polarity of the high voltage electric field, electronic equipment Terminal for supplying ground potential to the inspection head jig (FG), connector for detecting discharge probe (Disc. Probe), connector for detecting charged potential probe (V Probe), multi-axis movement to move the applied electrode B Tsu bets and a like connector for controlling (described in the second embodiment) (Control).

放射電圧設定部(Test Voltage)は、0〜−25kV、又は0〜+25kVの範囲内で印加電圧を設定する。   The radiation voltage setting unit (Test Voltage) sets the applied voltage within a range of 0 to −25 kV or 0 to +25 kV.

検査開始ボタン(Start)及び検査終了ボタン(Stop)は、テストの開始と終了を手動で行うボタンである。繰り返し設定部(Repetition)の設定回数を0にすると、検査開始ボタン(Start)を押してから検査終了ボタン(Stop)を押すまで繰り返しテストを行うようになっている。一方、テスト回数(電圧印加回数)を1〜9回の範囲で設定すると、そのテスト回収が終了したら自動的に終了する。   The inspection start button (Start) and the inspection end button (Stop) are buttons for manually starting and ending the test. When the number of times set in the repeat setting section (Repetition) is set to 0, the test is repeatedly performed from when the test start button (Start) is pressed until the test end button (Stop) is pressed. On the other hand, if the number of tests (the number of times of voltage application) is set in the range of 1 to 9, the test is automatically terminated when the test collection is completed.

放電検出用プローブの接続コネクタ(Disc. Probe)には、静電気放電検出装置G1の放電検出用アンテナが接続される。このアンテナは、放電で放出される電磁波を受信して増幅、検波処理して検出し、アラーム音やLED表示によって使用者に告知するものである。なお、この検出信号を本体15に伝送し、履歴として記録する機能を組み込んでも良い。また、帯電電位検出用プローブの接続コネクタ(V Probe)には、帯電検出用アンテナ(図示省略)が接続される。帯電検出用アンテナは電界変動を検出し、更に増幅してその後信号処理を行い帯電検出する。なお、これらの放電検出や帯電電位検出機能は、本体15内に内蔵することも可能である。   The discharge detection antenna of the electrostatic discharge detection device G1 is connected to the connection connector (Disc. Probe) of the discharge detection probe. This antenna receives and amplifies and detects electromagnetic waves emitted by discharge, and notifies the user by an alarm sound or LED display. A function of transmitting this detection signal to the main body 15 and recording it as a history may be incorporated. Further, a charging detection antenna (not shown) is connected to the connection connector (V Probe) of the charging potential detection probe. The electrification detection antenna detects electric field fluctuations, further amplifies and then performs signal processing to detect electrification. Note that these discharge detection and charged potential detection functions can be incorporated in the main body 15.

図11Aには、電界変動手段30によって印加電極30から放出される電界の時間変動が模式的に示されており、図11Bには、電子機器Pに作用する誘導帯電の時間変動が模式的に示されている。   FIG. 11A schematically shows the time fluctuation of the electric field emitted from the application electrode 30 by the electric field changing means 30, and FIG. 11B schematically shows the time fluctuation of the induction charging acting on the electronic device P. It is shown.

電界変動手段30は、まず、印加電極20に付与する正又は負の一方の直流電圧の絶対値を次第に増加させることで、印加電極20から増加領域となる電界E1を生じさせる。ここでは電界E1を正に設定している。この結果、電子機器Pには、次第に増加する正の誘導帯電T1が生じる。この動作によって、電子機器Pに正の第1誘導帯電T1が生じた場合の放電及び誤動作を検査する。   First, the electric field variation means 30 gradually increases the absolute value of one of the positive and negative DC voltages applied to the application electrode 20, thereby generating an electric field E <b> 1 that becomes an increase region from the application electrode 20. Here, the electric field E1 is set to be positive. As a result, a positive induction charging T1 that gradually increases occurs in the electronic device P. By this operation, discharge and malfunction when the positive first induction charging T1 occurs in the electronic device P are inspected.

その後、印加電極20の電界E1を維持した状態で、電子機器Pの第1誘導帯電T1を接地させることによって、その電位を一旦リセットする。更に印加電極20に付与される正又は負の電圧の絶対値を0Vとなるまで減少させることで、印加電極20から減少領域となる電界E2を生じさせる。これにより電子機器Pに対して、第1誘導帯電T1と正負が反転した、次第に増加する負の第2誘導帯電T2を生じる。この動作によって、電子機器Pに負の第2誘導帯電T2が生じた場合の放電及び誤動作を検査する。   Thereafter, with the electric field E1 of the application electrode 20 maintained, the first induction charging T1 of the electronic device P is grounded to temporarily reset the potential. Further, by reducing the absolute value of the positive or negative voltage applied to the application electrode 20 until it becomes 0 V, an electric field E2 that is a decrease region is generated from the application electrode 20. As a result, a negative second induction charging T2 that is gradually increased and opposite to the first induction charging T1 is generated for the electronic device P. By this operation, discharge and malfunction when negative second induction charging T2 occurs in the electronic device P are inspected.

即ち、この電界変動手段30によれば、印加電極20に対して、正又は負の一方の電圧を供給するだけで、電子機器Pに対して正及び負の誘導帯電現象を生じさせることができるので、機器構成を簡略化することが可能となっている。   In other words, according to the electric field variation means 30, positive and negative induction charging phenomena can be caused to the electronic device P only by supplying one positive or negative voltage to the application electrode 20. Therefore, the device configuration can be simplified.

ちなみに本実施形態では、電界変動手段30が、印加電極20に対して電圧(放射電圧)を−25kV〜+25kVの範囲内で調整可能となっており、正負双方の電界を生じさせるができる。また、電圧供給の繰り返し速度は2秒〜10秒/回の範囲で調整できるようになっている。印加する電界のスロープは0.1秒〜1秒で制御できる。   Incidentally, in the present embodiment, the electric field variation means 30 can adjust the voltage (radiation voltage) within the range of −25 kV to +25 kV with respect to the application electrode 20, and can generate both positive and negative electric fields. The voltage supply repetition rate can be adjusted in the range of 2 to 10 seconds / time. The slope of the applied electric field can be controlled in 0.1 second to 1 second.

なお、ここでは特に図示しないが、電子機器Pにおける誘導帯電のリセットは、この電子機器Pに対して、接地状態のON・OFFを切り換えることが可能な接地端子(FG)を接続しておき、電界変動手段30が接地端子のON・OFFを切り換えることで、強制的にリセットすることが好ましい。一方、電子機器Pに印加する電界の強度(絶対値)がある程度(近接導体間の間隙その他の条件で決まる電圧)に達すると、自然放電することから、静電気放電検出装置G1によって電子機器Pの自然放電が検出されたら、電圧の増大を中止して減少に転ずるように制御してもよい。このようにすれば接地端子のON/OFFスイッチを省略する事ができる。   Although not specifically shown here, the induction charging reset in the electronic device P is connected to a ground terminal (FG) capable of switching the ground state ON / OFF to the electronic device P. It is preferable to forcibly reset the electric field changing means 30 by switching the ground terminal ON / OFF. On the other hand, when the strength (absolute value) of the electric field applied to the electronic device P reaches a certain level (voltage determined by the gap between adjacent conductors and other conditions), the electric device P spontaneously discharges. When the natural discharge is detected, the control may be performed so that the increase in voltage is stopped and the decrease starts. In this way, the ON / OFF switch for the ground terminal can be omitted.

同期制御手段60は、静電気放電検出装置G1(図6、図7)のセンシングタイミングと、電界変動手段30による電界の変動タイミングを同期させる。これは、一度の検査において、電子機器Pに対して電界を繰り返して印加して、その放電状況の有無などを検出する必要があるからである。なお、ここでは電界印加の繰り返し回数を1〜9回の範囲内で選択したり、又は強制停止させるまで連続印加するパターンを選択したりできるようになっている。   The synchronization control means 60 synchronizes the sensing timing of the electrostatic discharge detection device G1 (FIGS. 6 and 7) and the electric field fluctuation timing by the electric field fluctuation means 30. This is because in one inspection, it is necessary to repeatedly apply an electric field to the electronic device P to detect the presence or absence of the discharge state. Here, the number of repetitions of electric field application can be selected within a range of 1 to 9, or a pattern to be continuously applied can be selected until forced stop.

以上、本第1実施形態の検査装置10によれば、電子機器Pに対して、外部から、いわゆる帯電体が近づいたり離れたりする状況を、擬似的に創出することができる。結果、例えば静電気が帯電した衣類や人体が、電子機器Pに近づいたり離れたりする現象に基づいた、電子機器Pの誤動作を検査できることになる。特にこの検査装置10によれば、印加電極20から生じる電界強度を増減させることで、仮想的に、帯電体が近づいたり離れたりする状況を生み出しているので、装置構造が極めて簡略化され、かつ、安定した検査が可能となる。   As described above, according to the inspection apparatus 10 of the first embodiment, a situation in which a so-called charged body approaches or leaves the electronic device P from the outside can be created in a pseudo manner. As a result, for example, malfunction of the electronic device P can be inspected based on a phenomenon in which clothes or a human body charged with static electricity approaches or leaves the electronic device P. In particular, according to this inspection apparatus 10, since the electric field intensity generated from the application electrode 20 is increased or decreased, a situation where the charged body approaches or separates virtually is created, so that the apparatus structure is greatly simplified, and Stable inspection is possible.

更にこの検査装置10によれば、従来のようなESDガンを用いた直接放電ではなく、外部の静電界の変動に起因して、電子機器Pの内部で発生する放電現象を検証することができるので、電子機器Pを操作する利用者(静電荷の保持者)の動きを想定した動作保証を行うことが可能となり、電子機器Pの信頼性と安全性を一層高めることができる。   Furthermore, according to the inspection apparatus 10, it is possible to verify the discharge phenomenon generated inside the electronic device P due to the fluctuation of the external electrostatic field, not the direct discharge using the conventional ESD gun. Therefore, it is possible to guarantee the operation assuming the movement of the user (static charge holder) who operates the electronic device P, and the reliability and safety of the electronic device P can be further improved.

なお具体的な検査では、静電気放電検出装置G1によって電子機器Pの内部で生じた放電現象の回数、放電波形が検出された際の振幅の大きさ(ノイズの強さ)、スペクトラム分布、電子機器Pが実際の誤動作を生じているか否か、などの情報を適宜利用して、電子機器Pの変動電界耐性を検証すれば良い。   In a specific inspection, the number of discharge phenomena occurring inside the electronic device P by the electrostatic discharge detection device G1, the magnitude of the amplitude (noise intensity) when the discharge waveform is detected, the spectrum distribution, the electronic device What is necessary is just to verify the fluctuation | variation electric field tolerance of the electronic device P using suitably information, such as whether P has actually produced malfunction.

次に第2実施形態に係る検査装置110について図12A、図12Bを参照しながら説明する。図12Aは検査装置110の側面図であり、図12Bは上面図である。なお、この検査装置110の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第1実施形態の検査装置10の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第1実施形態と異なる点を中心に説明する。   Next, an inspection apparatus 110 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 12A and 12B. 12A is a side view of the inspection apparatus 110, and FIG. 12B is a top view. Note that the last two digits of the reference numerals used in the illustration and description of the inspection apparatus 110 are the same as the reference numerals of the inspection apparatus 10 of the first embodiment, thereby omitting redundant description. The difference will be mainly described.

この検査装置110では、電界制御手段130として、電子機器Pと印加電極120の相対距離Sを変化させる移動機構180を備えている。相対距離Sの変化によって、電子機器Pに印加される電界の強度を変動させる。   The inspection apparatus 110 includes a moving mechanism 180 that changes the relative distance S between the electronic device P and the application electrode 120 as the electric field control means 130. The intensity of the electric field applied to the electronic device P is changed by the change in the relative distance S.

具体的に移動機構180は、水平方向に配置されるX軸ガイド182と、このX軸ガイド182上に配置されるY軸ガイド184と、Y軸ガイド184上に配置されるZ軸回転モータ186と、このZ軸回転モータ186に保持されるアーム部材188を備える。アーム部材188の先端には印加電極120が固定されている。なお、更に高さ方向(Z方向)の移動を制御するZ軸ガイドを更に追加して、3軸移動を実現することも可能である。   Specifically, the moving mechanism 180 includes an X-axis guide 182 disposed in the horizontal direction, a Y-axis guide 184 disposed on the X-axis guide 182, and a Z-axis rotation motor 186 disposed on the Y-axis guide 184. And an arm member 188 held by the Z-axis rotation motor 186. An application electrode 120 is fixed to the tip of the arm member 188. It is also possible to realize a three-axis movement by further adding a Z-axis guide for controlling the movement in the height direction (Z direction).

X軸ガイド182は、Y軸ガイド184をX軸方向に搬送し、Y軸ガイド184は、Z軸回転モータ186をY軸方向に搬送する。Z軸回転モータ186はアーム部材188を回転させる。これらの運動の組合せにより、印加電極120は、X−Y平面状及びZ軸回転を自在に行うことが出来る。同期制御手段160は、静電気放電検出装置G1のセンシングタイミングと、移動機構180による移動タイミングを同期させる。   The X axis guide 182 conveys the Y axis guide 184 in the X axis direction, and the Y axis guide 184 conveys the Z axis rotation motor 186 in the Y axis direction. The Z axis rotation motor 186 rotates the arm member 188. By the combination of these movements, the application electrode 120 can freely rotate in the XY plane and in the Z axis. The synchronization control means 160 synchronizes the sensing timing of the electrostatic discharge detection device G1 with the movement timing of the movement mechanism 180.

この検査装置110によれば、電子機器Pに対して、様々な方向や角度から帯電体を接近させたり離したりすることが可能であり、それにより電子機器Pに印加される電界を変動させることができる。例えば、化学繊維等の帯電し易い衣料を着用した人が自動改札機を通過するような状況を、擬似的に検証することが可能となる。即ち本検査装置110によれば、様々な電界変動パターンをシミュレーションして、電子機器Pの内部に誘導帯電を生じさせ、誤動作を起こすか否かを確かめることが可能になる。   According to this inspection apparatus 110, it is possible to move the charged body closer to or away from the electronic device P from various directions and angles, thereby changing the electric field applied to the electronic device P. Can do. For example, a situation in which a person wearing easily charged clothes such as chemical fibers passes through an automatic ticket gate can be verified in a pseudo manner. In other words, according to the present inspection apparatus 110, it is possible to simulate various electric field fluctuation patterns to cause inductive charging in the electronic device P and confirm whether or not a malfunction occurs.

なお、ここでは移動機構180による相対距離Sの変化によって、電子機器Pに印加する電界の強度を変動させる場合を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば相対距離Sの変化に加えて、第1実施形態で示したような印加電極120に対する供給電圧を変化させることで、一層高度な電界制御を行うことも可能である。また、ここでは、移動機構180を用いて印加電極120を移動させることにより、電子機器Pと印加電極120の相対距離Sを変化させる場合を例示したが、勿論、電子機器P側を移動機構180等によって移動させることで、電子機器Pと印加電極120の相対距離Sを変化させても良い。また更に、電子機器Pと印加電極120の双方を移動させることで、両者の相対距離Sを変化させることも可能である。   Although the case where the strength of the electric field applied to the electronic device P is changed by the change of the relative distance S by the moving mechanism 180 is shown here, the present invention is not limited to this, for example, in addition to the change of the relative distance S Further, by changing the supply voltage to the application electrode 120 as shown in the first embodiment, it is possible to perform more advanced electric field control. Here, the case where the relative distance S between the electronic device P and the application electrode 120 is changed by moving the application electrode 120 using the movement mechanism 180 is illustrated, but of course, the electronic device P side is moved to the movement mechanism 180. For example, the relative distance S between the electronic device P and the application electrode 120 may be changed. Furthermore, by moving both the electronic device P and the application electrode 120, the relative distance S between them can be changed.

次に第3実施形態に係る検査装置210について図13A、図13Bを参照しながら説明する。図13Aは検査装置210の上面図であり、図13Bは側面である。なお、この検査装置210の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第1実施形態の検査装置10の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第1実施形態と異なる点を中心に説明する。   Next, an inspection apparatus 210 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 13A and 13B. FIG. 13A is a top view of the inspection apparatus 210, and FIG. 13B is a side view. Note that the last two digits of the reference numerals used in the illustration and description of the inspection apparatus 210 are the same as the reference numerals of the inspection apparatus 10 of the first embodiment, thereby omitting redundant description. The difference will be mainly described.

この検査装置210では、第1〜第3印加電極220A〜220Cが配置されている。具体的に、電子機器Pを6面体と仮定した場合に、第1印加電極220Aは6面体の第1面に対向して配置され、第2印加電極220Bは6面体の第1面と直角となる第2面に対向して配置され、第3印加電極220Cは、6面体の第1面及び第2面の双方にと直角となる第3面に対向して配置される。このようにすることで、6面体における3面を1回の検査工程でまとめて検査する。従って、電子機器Pを反転させることにより、2回の検査工程で6面全ての検査を終了させることができるので、検査効率を高めることが出来る。   In the inspection apparatus 210, first to third application electrodes 220A to 220C are arranged. Specifically, when the electronic device P is assumed to be a hexahedron, the first application electrode 220A is disposed to face the first surface of the hexahedron, and the second application electrode 220B is perpendicular to the first surface of the hexahedron. The third application electrode 220C is arranged to face the third surface that is perpendicular to both the first surface and the second surface of the hexahedron. By doing in this way, the three surfaces in the hexahedron are inspected collectively in one inspection step. Therefore, by reversing the electronic device P, the inspection of all six surfaces can be completed in two inspection steps, so that the inspection efficiency can be improved.

更にこの検査装置210によれば、第1〜第3印加電極220A〜220Cに印加する直流電圧を、タイミング(位相)をずらしながら移行させていくことで、例えば、第1印加電極220Aから第2印加電極220B側に移動するような電界変動を検証することができる。また、第1〜第3印加電極220A〜220Cに対して、電圧を同時に供給することで、電子機器Pに対して、複数方向から同時に帯電体が近づいたり離れたりするような状況を検証することも可能になる。   Furthermore, according to the inspection apparatus 210, the DC voltage applied to the first to third application electrodes 220A to 220C is shifted while shifting the timing (phase), for example, from the first application electrode 220A to the second application electrode. It is possible to verify the electric field fluctuation that moves to the application electrode 220B side. In addition, by verifying the situation where the charged body approaches or leaves the electronic device P simultaneously from a plurality of directions by simultaneously supplying voltages to the first to third application electrodes 220A to 220C. Will also be possible.

次に第4実施形態に係る検査装置310について図14を参照しながら説明する。図14Aは検査装置310の上面図であり、図14Bは、この検査装置310における電圧制御タイミング波形のグラフである。なお、この検査装置310の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第1実施形態の検査装置10の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第1実施形態と異なる点を中心に説明する。   Next, an inspection apparatus 310 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 14A is a top view of the inspection apparatus 310, and FIG. 14B is a graph of a voltage control timing waveform in the inspection apparatus 310. Note that the last two digits of the reference numerals used in the illustration and description of the inspection apparatus 310 are the same as the reference numerals of the inspection apparatus 10 of the first embodiment, thereby omitting redundant description. The difference will be mainly described.

この検査装置310は、第1〜第5印加電極320A〜320Eの全てが、電子機器Pの一方の面に対向するように配置されている。更にこれらの第1〜第5印加電極320A〜320Eが、1枚の絶縁体324の中に埋め込まれている。結果、複数の印加電極320A〜320Eによる電界放出面322が連なって、1つの共通電界放出面328が構成される。なお、この共通電界放出面328では、部分的に電位を変化させることができるので、電子機器Pの近傍の空間に生じさせる電界に勾配を形成することができる。   The inspection device 310 is arranged such that all of the first to fifth application electrodes 320A to 320E are opposed to one surface of the electronic device P. Further, these first to fifth application electrodes 320 </ b> A to 320 </ b> E are embedded in one insulator 324. As a result, the field emission surface 322 by the plurality of application electrodes 320 </ b> A to 320 </ b> E is connected to form one common field emission surface 328. In the common field emission surface 328, since the potential can be partially changed, a gradient can be formed in the electric field generated in the space near the electronic device P.

この絶縁体324はナイロン等を素材としたシート状になっており、内部の第1〜第5印加電極320A〜320Eは、導電ゴムなどのフレキシブルな高抵抗材料を利用することが好ましい。これによって第1〜第5印加電極320A〜320Eは互いに絶縁される。   The insulator 324 has a sheet shape made of nylon or the like, and the first to fifth application electrodes 320A to 320E are preferably made of a flexible high resistance material such as conductive rubber. Accordingly, the first to fifth application electrodes 320A to 320E are insulated from each other.

電界変動手段330は、第1〜第5印加電極320A〜320Eに対する供給電圧を、互いに独立して制御する。図14Bに示されるように、第1〜第5印加電極320A〜320Eに対して、タイミングをずらした状態の電圧を付与する。この結果、第1〜第5印加電極320A〜320Eが、タイミングの異なる電界を電子機器Pに印加することができる。即ち、電界放出面322の面方向に沿って、第1〜第5印加電極320A〜320Eの順番に移動するような電界を、電子機器Pに印加することができる。なお、電圧の供給波形は、隣接する印加電極同士で互いに重なり合うようにすることが好ましく、滑らかに移動する電界を創出することが可能になる。   The electric field variation means 330 controls the supply voltages for the first to fifth application electrodes 320A to 320E independently of each other. As shown in FIG. 14B, a voltage with a shifted timing is applied to the first to fifth application electrodes 320A to 320E. As a result, the first to fifth application electrodes 320A to 320E can apply electric fields having different timings to the electronic device P. That is, an electric field that moves in the order of the first to fifth application electrodes 320A to 320E along the surface direction of the field emission surface 322 can be applied to the electronic device P. Note that the voltage supply waveforms are preferably overlapped with each other between adjacent application electrodes, and an electric field that moves smoothly can be created.

例えば電子機器Pを自動改札機とした場合、この第1〜第5印加電極320A〜320Eを自動改札機の側面に配置して、変動する電界を印加する。この結果、静電気を帯びた利用者が、自動改札機の側面を歩いて通過する状況を擬似的に作り出すことが可能となる。   For example, when the electronic device P is an automatic ticket gate, the first to fifth application electrodes 320A to 320E are arranged on the side surface of the automatic ticket gate, and a varying electric field is applied. As a result, it becomes possible to artificially create a situation in which a user with static electricity walks and passes through the side of the automatic ticket gate.

なお、ここでは第1〜第5印加電極320A〜320Eが直線上に沿って配置される場合を示したが、例えば図15Aに示されるように、第3印加電極320Cが電子機器Pに最も接近し、第1及び第5印加電極320A、320Eが最も離れるようにV字状に配置しても良い。このような状態で、図14Bのように電圧を制御すれば、電界が電子機器Pに近づいて離れていくような環境を創出することが可能になる。反対に、図15Bに示されるように、電子機器Pを囲むように、V字状又は円弧状に沿って第1〜第5印加電極320A〜320Eを配置することも可能である。   In addition, although the case where the 1st-5th application electrodes 320A-320E are arrange | positioned along a straight line was shown here, as FIG. 15A shows, for example, the 3rd application electrode 320C is the closest to the electronic device P Alternatively, the first and fifth application electrodes 320A and 320E may be arranged in a V shape so that they are farthest from each other. If the voltage is controlled as shown in FIG. 14B in such a state, it is possible to create an environment in which the electric field approaches and moves away from the electronic device P. Conversely, as shown in FIG. 15B, the first to fifth application electrodes 320 </ b> A to 320 </ b> E can be arranged along the V shape or the arc shape so as to surround the electronic device P.

また、これらの第1〜第5印加電極320A〜320Eは、周囲が絶縁体で覆われているので、電子機器Pに貼り付けた状態で検査することも可能である。貼り付けることにより、電圧が低くても印加する電界を強くすることができる。   Moreover, since these 1st-5th application electrodes 320A-320E are covered by the insulator, it is also possible to test | inspect in the state affixed on the electronic device P. FIG. By pasting, the applied electric field can be strengthened even when the voltage is low.

また更に、ここでは第1〜第5印加電極320A〜320Eがプレート状(板状)であり、これらの平面が電界放出面322となり、電子機器Pに対向する場合を例示した。しかし、例えば図15Cに示されるように、第1〜第5印加電極320A〜320Eの端面を電界放出面322とし、この端面が電子機器Pに対向するように配置することも好ましい。これらの複数の電界放出面322が連なって、一つの共通電界放出面328が構成される。電極となるプレートの平面と比較して、プレートの端面の方が電気力線の密度が高められるので、電子機器Pに対して効率良く誘導帯電を生じさせることが可能となる。なお、ここでは図示しないが、第1〜第5印加電極320A〜320Eを形成するプレートの周縁の角部を丸めることも好ましい。角部が尖った形状になると、そこからコロナ放電が発生し易くなるからである。コロナ放電が生じる事による問題はいくつかある。一つは、コロナ放電によって印加電極の電位が低下し、電界放出性能を低下させる事である。次に、放電によりオゾンを放出し、周辺を腐蝕、酸化させる事である。更に、コロナ放電によって放電ノイズを放出する事である。コロナ放電による放電ノイズは、本装置により検出しようとしている誘導ESDで発生する火花放電に比べると、その放射ノイズの含む周波数スペクトルは極めて狭く、ノイズレベルも低いという特徴がある。   Furthermore, here, the first to fifth application electrodes 320 </ b> A to 320 </ b> E are plate-shaped (plate-shaped), and these planes serve as the field emission surface 322, and are illustrated as facing the electronic device P. However, for example, as illustrated in FIG. 15C, it is also preferable that the end surfaces of the first to fifth application electrodes 320 </ b> A to 320 </ b> E serve as field emission surfaces 322 and are arranged so that the end surfaces face the electronic device P. The plurality of field emission surfaces 322 are connected to form one common field emission surface 328. Since the density of the lines of electric force is increased on the end face of the plate as compared with the plane of the plate serving as the electrode, it is possible to efficiently induce induction charging for the electronic device P. Although not shown here, it is also preferable to round the corners of the periphery of the plate forming the first to fifth application electrodes 320A to 320E. This is because when the corners are sharp, corona discharge is likely to occur therefrom. There are several problems caused by corona discharge. One is that the potential of the applied electrode is lowered by corona discharge, thereby reducing the field emission performance. Next, ozone is released by discharge, and the surroundings are corroded and oxidized. Furthermore, discharge noise is emitted by corona discharge. The discharge noise due to corona discharge is characterized in that the frequency spectrum including the radiation noise is extremely narrow and the noise level is low as compared with the spark discharge generated by the induced ESD to be detected by this apparatus.

更にまた、ここでは第1〜第5印加電極320A〜320Eがプレート状(板状)となる場合を例示したが、図15Dに示されるように、これらを棒状電極とし、この長手方向に伸びる側面を電子機器Pに対向させることも好ましい。棒状電極の側面は、電気力線の密度が高められるので、電子機器Pに対して効率良く誘導帯電を生じさせることが可能となる。   Furthermore, although the case where the first to fifth application electrodes 320A to 320E are plate-shaped (plate-shaped) is illustrated here, as shown in FIG. 15D, these are used as rod-shaped electrodes, and side surfaces extending in the longitudinal direction. Is preferably opposed to the electronic device P. Since the density of the electric lines of force is increased on the side surface of the rod-shaped electrode, it is possible to efficiently induce induction charging to the electronic device P.

次に第5実施形態に係る検査装置410について図16A、図16Bを参照しながら説明する。図16Aは検査装置410の側面図であり、図16Bはこの検査装置410の正面図である。なお、この検査装置410の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第1実施形態の検査装置10の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第1実施形態と異なる点を中心に説明する。   Next, an inspection apparatus 410 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 16A and 16B. 16A is a side view of the inspection apparatus 410, and FIG. 16B is a front view of the inspection apparatus 410. Note that the last two digits of the reference numerals used in the illustration and description of the inspection apparatus 410 are the same as the reference numerals of the inspection apparatus 10 of the first embodiment, thereby omitting redundant description. The difference will be mainly described.

この検査装置410は、合計25個の印加電極420が、電子機器Pの一方の面に対向するようにマトリクス状に配置されている。更にこれらの印加電極420が1枚の絶縁体424の中に埋め込まれている。結果、複数の印加電極420による電界放出面422が連なって、1つの共通電界放出面428が構成される。なお、この共通電界放出面428では、面方向の全域に亘って、マトリクス状に電位を変化させることができるので、電子機器Pの近傍の空間に生じさせる電界に対して、2次元方向に自在に勾配を形成することができる。   In this inspection apparatus 410, a total of 25 application electrodes 420 are arranged in a matrix so as to face one surface of the electronic device P. Further, these application electrodes 420 are embedded in one insulator 424. As a result, the field emission surface 422 by the plurality of application electrodes 420 is connected to form one common field emission surface 428. In the common field emission surface 428, since the potential can be changed in a matrix shape over the entire surface direction, the electric field generated in the space near the electronic device P can be freely adjusted in a two-dimensional direction. A gradient can be formed.

特に図示しない電界変動手段は、これらの印加電極420に対する供給電圧を、互いに独立して制御する。具体的には、電界放出面422の面方向に沿って、電界が上下方向に移動するように電圧を制御する。   In particular, an electric field fluctuation unit (not shown) controls the supply voltages to these application electrodes 420 independently of each other. Specifically, the voltage is controlled so that the electric field moves in the vertical direction along the surface direction of the field emission surface 422.

例えば電子機器Pを航空管制の制御パネルとした場合、この検査装置410を制御パネルの正面に配置して、上下方向に変動する電界を印加する。この結果、静電気を帯びた利用者が、椅子から立ち上がったり座ったりしながら制御パネルを操作する状況を擬似的に作り出すことが可能となる。   For example, when the electronic device P is an air traffic control panel, the inspection device 410 is disposed in front of the control panel, and an electric field that varies in the vertical direction is applied. As a result, it is possible to artificially create a situation where a user who is charged with static electricity operates the control panel while standing up or sitting down from the chair.

次に第6実施形態に係る検査装置510について図17を参照しながら説明する。なお、この検査装置510の図示及び説明で用いている符号の下二桁は、第1実施形態の検査装置10の符号と一致させることで、重複説明を省略し、ここでは第1実施形態と異なる点を中心に説明する。   Next, an inspection apparatus 510 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. Note that the last two digits of the reference numerals used in the illustration and description of the inspection apparatus 510 are the same as the reference numerals of the inspection apparatus 10 of the first embodiment, thereby omitting redundant description. The difference will be mainly described.

この検査装置510は、円筒型の印加電極520が、自走式の移動機構580によって直線上に移動する構造になっている。この印加電極520は、2枚のアルミ素材の板状電極を十字に交差させて羽根形状に構成している。また、この印加電極520の周囲が、ABS樹脂などの絶縁素材からなる円筒524で覆われている。この印加電極520を移動機構580で自立走行させることにより、例えば、横に細長い構造の電子機器に対して、この印加電極520が長手方向に沿って移動した場合の影響を検査することができる。   The inspection apparatus 510 has a structure in which a cylindrical application electrode 520 moves on a straight line by a self-propelled moving mechanism 580. The application electrode 520 is formed in a blade shape by crossing two aluminum plate electrodes in a cross shape. Further, the periphery of the application electrode 520 is covered with a cylinder 524 made of an insulating material such as ABS resin. By causing the application electrode 520 to run independently by the moving mechanism 580, for example, the influence of the application electrode 520 moving along the longitudinal direction can be inspected for an electronic device having a horizontally elongated structure.

次に第7実施形態に係る検査装置610について図18Aを参照しながら説明する。なお、この検査装置610は印加電極620の形状に特徴があることから、この印加電極620に限定して詳細に説明する。   Next, an inspection apparatus 610 according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 18A. Since this inspection apparatus 610 is characterized by the shape of the application electrode 620, it will be described in detail by limiting to the application electrode 620.

この検査装置610の印加電極620は、ベース電極板621と、このベース電極板621に対してスペーサ621Aを介して間隔を空けて固定される複数(ここでは4つ)の板状電極片623A〜623Dを有している。この4つの板状電極片623A〜623Dは、細長い帯状の板であり、互いに並んで配置され、各平面は電子機器Pに対向している。また、これらの板状電極片623A〜623Dは相互に通電した状態となっている。即ち、板状電極片623A〜623Dの各平面が電界放出面片となり、これらの電界放出面片が連なることで、同電位となる一つの電界放出面622が形成される。このように、一つの印加電極620においても、複数の板状電極片623A〜623Dを配置することで、各板状電極片623A〜623Dの周縁から放出される高密度の電気力線を有効活用することができるので、電子機器Pに対して効率良く誘導帯電を生じさせることが可能となる。   The application electrode 620 of the inspection apparatus 610 includes a base electrode plate 621 and a plurality (four in this case) of plate electrode pieces 623A to 625A fixed to the base electrode plate 621 via spacers 621A. 623D. The four plate-like electrode pieces 623A to 623D are elongated strip-like plates, arranged side by side, and each plane faces the electronic device P. Further, these plate electrode pieces 623A to 623D are in a state of being energized with each other. That is, each plane of the plate-like electrode pieces 623A to 623D serves as a field emission surface piece, and by connecting these field emission surface pieces, one field emission surface 622 having the same potential is formed. As described above, even in one application electrode 620, by arranging a plurality of plate electrode pieces 623A to 623D, high-density electric lines of force emitted from the peripheral edges of the plate electrode pieces 623A to 623D are effectively used. Therefore, induction charging can be efficiently generated for the electronic device P.

また、例えば図18Bに示されるように、ベース電極版621に対して、板状電極片623A〜623Dが垂直となるように立設することも更に好ましい。このようにすることで、4つの板状電極片623A〜623Dの各端面を、電子機器Pに対向させることができる。結果、板状電極片623A〜623Dの各端面が電界放出面片となり、これらの電界放出面片が連なることで、同電位の一つの電界放出面622が形成される。図18Aの例と比較して、電気力線の密度が高い端面が電子機器Pに対向しているので、電子機器Pに対して効率良く誘導帯電を生じさせることが可能となる。ここでは、板状電極片623A〜623Dの端面を丸めた状態を示している。このように端面を丸めると、コロナ放電を抑制できる。一方、端面の角を尖った形状にすると、そこからコロナ放電が発生しやすい。コロナ放電の問題は既に述べた通りである。   Further, for example, as shown in FIG. 18B, it is further preferable that the plate electrode pieces 623A to 623D are vertically arranged with respect to the base electrode plate 621. By doing in this way, each end surface of four plate-shaped electrode pieces 623A-623D can be made to oppose the electronic device P. FIG. As a result, each end surface of the plate-like electrode pieces 623A to 623D becomes a field emission surface piece, and these field emission surface pieces are connected to form one field emission surface 622 having the same potential. Compared with the example of FIG. 18A, since the end face having a high density of electric lines of force faces the electronic device P, it is possible to efficiently induce induction charging with respect to the electronic device P. Here, the state which rounded the end surface of plate-shaped electrode piece 623A-623D is shown. By rounding the end face in this way, corona discharge can be suppressed. On the other hand, when the end face has a sharp corner, corona discharge is likely to occur therefrom. The problem of corona discharge is as already described.

なお、図18Bでは、ベース電極版621に対して板状電極片623A〜623Dを立設する場合を例示したが、図18Cに示されるように、複数の板状電極片623A〜623Dを、棒状又は板状のスペーサ材629で串刺し状態にすることも好ましい。   18B illustrates the case where the plate-like electrode pieces 623A to 623D are erected with respect to the base electrode plate 621. However, as shown in FIG. 18C, the plurality of plate-like electrode pieces 623A to 623D are formed in a bar shape. Alternatively, a skewered state with a plate-like spacer material 629 is also preferable.

更に、図18Bでは、ベース電極版621と板状電極片623A〜623Dが別部材である場合を例示したが、これらが一体形成されていても良い。具体的にこの場合は、図18Dに示されるように、ベース電極版621に対して、帯状の突起625A〜625Dが形成されている状態と理解できる。帯状の突起625A〜625Dの各突端が、帯状の電界放出面片となる。これらの帯状の電界放出面片が連なって、同電位の一つの電界放出面622が形成される。   18B illustrates the case where the base electrode plate 621 and the plate electrode pieces 623A to 623D are separate members, they may be integrally formed. Specifically, in this case, as shown in FIG. 18D, it can be understood that the band-shaped protrusions 625A to 625D are formed on the base electrode plate 621. Each protruding end of the band-shaped protrusions 625A to 625D becomes a band-shaped field emission surface piece. These strip-shaped field emission surface pieces are connected to form one field emission surface 622 having the same potential.

また、図18A〜図18Cでは、印加電極620が、複数の板状電極片623A〜623Dを有する場合を例示したが、図18Eに示されるように、印加電極620が複数の棒状電極片625A〜625Dを備えるようにし、各棒状電極片625A〜625Dの長手方向に延びる側面を電子機器Pに対向させることも好ましい。このようにすると、各棒状電極片625A〜625Dの側面が、帯状の電界放出面片となり、これらの電界放出面片が連なることで、同電位の一つの電界放出面622が形成される。なお、複数の複数の棒状電極片625A〜625Dは、スペーサ材629で串刺し状態にすることが好ましい。   18A to 18C exemplify the case where the application electrode 620 includes a plurality of plate-like electrode pieces 623A to 623D. However, as shown in FIG. 18E, the application electrode 620 includes a plurality of rod-like electrode pieces 625A to 625A. 625D is provided, and the side surfaces extending in the longitudinal direction of the respective rod-like electrode pieces 625A to 625D are also preferably opposed to the electronic device P. In this way, the side surfaces of the rod-shaped electrode pieces 625A to 625D become band-shaped field emission surface pieces, and these field emission surface pieces are connected to form one field emission surface 622 having the same potential. Note that the plurality of rod-shaped electrode pieces 625 </ b> A to 625 </ b> D are preferably skewed with a spacer material 629.

なお、上記第1〜第7実施形態において、印加電極の素材は特に限定されないが、例えば印加電極の材料として高抵抗材料を用いることが好ましい。この高抵抗材料としては、例えば体積抵抗率が100(kΩ・m)以上となるような材料を選択することが好ましく、セラミックなどが好適である。また、印加電極へ電圧を供給する接続線路の抵抗値は、通常の金属線(銅線)ではなく高抵抗の線(例えばゴム製の高抵抗線など)を使用する事が望ましい。このような高抵抗材料を選択すると、十分な電界を電子機器Pに印加しつつ、電圧印加時に急速な電流が発生する事による電磁界放射を抑制する事ができる。この結果、ESDガンによる従来方式のESDテストとの混同を避ける事ができる。即ち、本発明で求めているような電子機器P内部の放電現象を積極的に誘発できる。また、仮に作業者が印加電極に触れてしまっても、感電を抑制できるようになる、装置の安全性を高めることにも繋がる。   In addition, in the said 1st-7th embodiment, although the raw material of an application electrode is not specifically limited, For example, it is preferable to use a high resistance material as a material of an application electrode. As the high resistance material, for example, a material having a volume resistivity of 100 (kΩ · m) or more is preferably selected, and ceramic or the like is preferable. In addition, it is desirable to use a high resistance wire (for example, a high resistance wire made of rubber) instead of a normal metal wire (copper wire) as the resistance value of the connection line that supplies a voltage to the application electrode. When such a high resistance material is selected, it is possible to suppress electromagnetic field radiation due to rapid current generation when a voltage is applied while applying a sufficient electric field to the electronic device P. As a result, it is possible to avoid confusion with the conventional ESD test by the ESD gun. That is, it is possible to positively induce a discharge phenomenon inside the electronic device P as required in the present invention. In addition, even if the operator touches the application electrode, it is possible to suppress the electric shock, and to increase the safety of the apparatus.

また、上記実施形態において、被測定物となる電子機器の種類は特に限定されない。携帯電話、電子計算機、自動改札機などの構造物の他、ICチップ、部品搭載基板、半導体デバイス、水晶デバイス、MEMSデバイス、各種電子センサーなど、電子機器で用いられるあらゆる部品、材料が含まれる。   Moreover, in the said embodiment, the kind of electronic device used as a to-be-measured object is not specifically limited. In addition to structures such as mobile phones, electronic computers, and automatic ticket gates, all components and materials used in electronic equipment such as IC chips, component mounting substrates, semiconductor devices, crystal devices, MEMS devices, and various electronic sensors are included.

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

Claims (18)

誘導ESD現象に特徴的な過渡電磁界の分析を行う静電気放電検出装置であって、
前記過渡電磁界を検知するアンテナと、
前記アンテナの検知信号に基づいて前記過渡電磁界の波形特性を分析する波形分析部と、
前記波形分析部の分析結果から、前記検知信号に広帯域特性又は繰り返し発生特性を有するか否かに基づいて、前記誘導ESD現象の有無を判断する放電判定部と、
を備えることを特徴とする静電気放電検出装置。
An electrostatic discharge detector for analyzing transient electromagnetic fields characteristic of induced ESD phenomenon,
An antenna for detecting the transient electromagnetic field;
A waveform analyzer for analyzing the waveform characteristics of the transient electromagnetic field based on the detection signal of the antenna;
From the analysis result of the waveform analysis unit, a discharge determination unit that determines the presence or absence of the induced ESD phenomenon based on whether the detection signal has a broadband characteristic or a repetitive generation characteristic;
An electrostatic discharge detection device comprising:
前記波形分析部は、
前記検知信号に、第1周波数成分が含まれているか否かを判定する第1周波数分析部と、
前記検知信号に、前記第1周波数成分とは異なる第2周波数成分が含まれているか否かを判定する第2周波数分析部と、を備え、
前記放電判定部は、
前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第1及び第2周波数成分の双方が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項1に記載の静電気放電検出装置。
The waveform analyzer
A first frequency analysis unit for determining whether or not a first frequency component is included in the detection signal;
A second frequency analysis unit for determining whether or not the detection signal includes a second frequency component different from the first frequency component;
The discharge determination unit
When the substantially same output waveform in the detection signal includes both the first and second frequency components, it is determined that the induced ESD phenomenon exists.
The electrostatic discharge detection device according to claim 1.
前記検知信号に、前記第1及び第2周波数成分とは異なる第3周波数成分が含まれているか否かを判定する第3周波数分析部を備え、
前記放電判定部は、
前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第1、第2及び第3周波数成分が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項2に記載の静電気放電検出装置。
A third frequency analysis unit that determines whether or not the detection signal includes a third frequency component different from the first and second frequency components;
The discharge determination unit
When the first, second and third frequency components are included in substantially the same output waveform in the detection signal, it is determined that the induced ESD phenomenon exists,
The electrostatic discharge detection device according to claim 2.
前記第1周波数及び前記第2周波数は、MF(中波)帯、HF(短波)帯、VHF(超短波)帯、UHF(極超短波)帯から選択される2つの帯域に設定されていることを特徴とする、
請求項2又は3に記載の静電気放電検出装置。
The first frequency and the second frequency are set to two bands selected from an MF (medium wave) band, an HF (short wave) band, a VHF (very high frequency) band, and a UHF (very high frequency) band. Features
The electrostatic discharge detection apparatus according to claim 2 or 3.
前記第1周波数成分と前記第2周波数成分は、30MHz程度以上の周波数差を有するように設定されていることを特徴とする、
請求項2乃至4のいずれかに記載の静電気放電検出装置。
The first frequency component and the second frequency component are set to have a frequency difference of about 30 MHz or more,
The electrostatic discharge detection apparatus according to claim 2.
前記波形分析部は、
前記検知信号に、複数回の出力波形が含まれているか否かを判定する繰り返し波形分析部を備え、
前記放電判定部は、
前記複数回の出力波形が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項1乃至5のいずれかに記載の静電気放電検出装置。
The waveform analyzer
The detection signal includes a repetitive waveform analysis unit that determines whether or not a plurality of output waveforms are included,
The discharge determination unit
When the plurality of output waveforms are included, it is determined that the induced ESD phenomenon exists,
The electrostatic discharge detection apparatus according to claim 1.
前記繰り返し波形分析部は、前記検知信号に、所定回数以上となる複数の出力波形が含まれているか否かを判定し、
前記放電判定部は、
所定回数以上となる複数の出力波形が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項6に記載の静電気放電検出装置。
The repetitive waveform analysis unit determines whether the detection signal includes a plurality of output waveforms that are a predetermined number of times or more,
The discharge determination unit
When a plurality of output waveforms that are a predetermined number of times or more are included, it is determined that the induced ESD phenomenon exists,
The electrostatic discharge detection device according to claim 6.
前記波形分析部は、
前記検知信号に含まれる出力波形が、正極性の波形か負極性の波形かを判定する極性分析部を備え、
前記繰り返し波形分析部は、前記正極性の波形と前記負極性の波形のそれぞれについて発生回数をカウントし、
前記放電判定部は、前記正極性の波形が複数回発生しているか、又は前記負極性の波形が複数回発生している場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項7又は8に記載の静電気放電検出装置。
The waveform analyzer
A polarity analysis unit for determining whether an output waveform included in the detection signal is a positive waveform or a negative waveform;
The repetitive waveform analyzer counts the number of occurrences for each of the positive waveform and the negative waveform,
The discharge determination unit determines that the induced ESD phenomenon exists when the positive waveform is generated a plurality of times or when the negative waveform is generated a plurality of times,
The electrostatic discharge detection device according to claim 7 or 8.
前記アンテナは、モノポールアンテナであることを特徴とする、
請求項1乃至8のいずれかに記載の静電気放電検出装置。
The antenna is a monopole antenna,
The electrostatic discharge detection apparatus according to claim 1.
被測定物となる電子機器に対して電界を暴露させる為の印加電極と、
検査中における前記電子機器に印加される前記電界の強さを変動させる電界変動手段と、
請求項1乃至9のいずれかに記載の静電気放電検出装置と、
を備え、
検査中における前記電界の変動によって、前記電子機器の内部に誘導帯電を生じさせることで、前記電子機器に誘導ESD現象を発生させ、
前記誘導ESD現象を前記静電気放電検出装置で検出し、
前記誘導帯電による前記誘導ESD現象に基づいた該電子機器の動作特性を検査することを特徴とする、
電子機器の変動電界耐性検査装置。
An applied electrode for exposing an electric field to an electronic device to be measured;
Electric field variation means for varying the strength of the electric field applied to the electronic device during inspection;
The electrostatic discharge detection device according to any one of claims 1 to 9,
With
By causing induction charging inside the electronic device due to fluctuations in the electric field during inspection, an induced ESD phenomenon occurs in the electronic device,
Detecting the induced ESD phenomenon with the electrostatic discharge detector;
Inspecting the operating characteristics of the electronic device based on the induced ESD phenomenon due to the induced charging,
Electronic device fluctuation electric field tolerance inspection device.
前記電界変動手段は、前記印加電極に付与される電圧を変化させることで、前記電界の強さを変動させる電圧制御装置を備えることを特徴とする、
請求項10に記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
The electric field variation means includes a voltage control device that varies the strength of the electric field by changing a voltage applied to the application electrode.
The apparatus for inspecting fluctuation electric field resistance of electronic equipment according to claim 10.
前記電界変動手段は、前記電子機器に印加する正又は負の前記電界の絶対値を増大させることにより、前記電子機器に対して第1誘導帯電を生じさせた後、前記電子機器の前記第1誘導帯電の電位をリセットし、更に、前記正又は負の前記電界の絶対値を減少させることにより、前記電子機器に対して前記第1誘導帯電と正負が反転した第2誘導帯電を生じさせることを特徴とする、
請求項11に記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
The electric field fluctuation means increases the absolute value of the positive or negative electric field applied to the electronic device, thereby causing the first induction charging to the electronic device, and then the first of the electronic device. Resetting the potential of induction charging, and further reducing the absolute value of the positive or negative electric field, thereby causing the electronic device to generate a second induction charging in which the first induction charging is reversed from the first induction charging. Characterized by the
The fluctuation | variation electric field tolerance test | inspection apparatus of the electronic device of Claim 11.
前記印加電極が板状電極であり、前記板状電極の平面を前記電子機器に対向させることを特徴とする、
請求項10乃至12のいずれかに記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
The application electrode is a plate electrode, and the plane of the plate electrode is opposed to the electronic device,
The fluctuation | variation electric field tolerance inspection apparatus of the electronic device in any one of Claims 10 thru | or 12.
前記印加電極が板状電極であり、前記板状電極の端面を前記電子機器に対向させることを特徴とする、
請求項10乃至12のいずれかに記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
The application electrode is a plate electrode, and the end surface of the plate electrode is opposed to the electronic device.
The fluctuation | variation electric field tolerance inspection apparatus of the electronic device in any one of Claims 10 thru | or 12.
前記電界変動手段が、前記電子機器と前記印加電極の相対距離を変化させる移動機構を備えており、前記相対距離の変化によって前記電界の強度と勾配を変動させることを特徴とする、
請求項10乃至14のいずれかに記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
The electric field fluctuation means includes a moving mechanism that changes a relative distance between the electronic device and the application electrode, and changes the strength and gradient of the electric field according to the change in the relative distance.
The apparatus for inspecting fluctuation of electric fields of electronic equipment according to claim 10.
前記静電気放電検出装置のセンシングタイミングと、前記電界変動手段による前記電界の変動タイミングを同期させる同期制御手段を備えることを特徴とする、
請求項10乃至15のいずれかに記載の電子機器の変動電界耐性検査装置。
It comprises a synchronization control means for synchronizing the sensing timing of the electrostatic discharge detection device and the electric field fluctuation timing by the electric field fluctuation means,
The electronic device fluctuation electric field tolerance inspection apparatus according to claim 10.
誘導ESD現象に特徴的な過渡電磁界の分析を行う静電気放電検出検出方法であって、
アンテナによって前記過渡電磁界を検知するステップと、
前記アンテナの検知信号に基づいて前記過渡電磁界の波形特性を分析する波形分析ステップと、
前記波形分析ステップの分析結果から、前記検知信号に広帯域特性又は繰り返し発生特性を有するか否かに基づいて、前記誘導ESD現象の有無を判断する放電判定ステップと、
を備えることを特徴とする静電気放電検出方法。
An electrostatic discharge detection and detection method for analyzing a transient electromagnetic field characteristic of an induced ESD phenomenon,
Detecting the transient electromagnetic field with an antenna;
A waveform analysis step of analyzing a waveform characteristic of the transient electromagnetic field based on a detection signal of the antenna;
From the analysis result of the waveform analysis step, based on whether the detection signal has a broadband characteristic or a repetitive occurrence characteristic, a discharge determination step of determining the presence or absence of the induced ESD phenomenon,
An electrostatic discharge detection method comprising:
前記波形分析ステップは、
前記検知信号に、第1周波数成分が含まれているか否かを判定する第1周波数分析ステップと、
前記検知信号に、前記第1周波数成分とは異なる第2周波数成分が含まれているか否かを判定する第2周波数分析ステップと、を備え、
前記放電判定ステップは、
前記検知信号における実質的に同じ出力波形に、前記第1及び第2周波数成分の双方が含まれている場合に、前記誘導ESD現象が存在すると判断することを特徴とする、
請求項17に記載の静電気放電検出方法。
The waveform analysis step includes
A first frequency analysis step for determining whether or not a first frequency component is included in the detection signal;
A second frequency analysis step for determining whether or not the detection signal includes a second frequency component different from the first frequency component;
The discharge determination step includes
When the substantially same output waveform in the detection signal includes both the first and second frequency components, it is determined that the induced ESD phenomenon exists.
The electrostatic discharge detection method according to claim 17.
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