JP2018205151A - 静電気耐圧試験装置および静電気耐圧試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】市場で発生している高電圧による静電気破壊を、低電圧下で、国際規格に基づいて試験することが可能な静電気耐圧試験装置および静電気耐圧試験方法を提供する。【解決手段】静電気耐圧試験装置１は、電源１０、静電容量が可変であるコンデンサ、スイッチ１２、抵抗値が可変である放電抵抗１８、測定部２０および制御部２４を備える。スイッチ１２は、コンデンサに電荷を蓄積する充電経路と、コンデンサの蓄積電荷を被試験体２に放出する放電経路とを選択的に形成するように構成される。制御部２４は、コンデンサの静電容量を第１の容量値から第２の容量値に変更する場合には、放電抵抗１８の抵抗値を第１の抵抗値から第２の抵抗値に変更するとともに、静電容量が変更されたコンデンサに対して充電経路および放電経路が選択的に形成されるようにスイッチ１２を制御する。第２の抵抗値は、第２の容量値および第２の抵抗値の積が第１の容量値および第１の抵抗値の積と等しくなるように変更される。【選択図】図４

Description

本発明は、静電気耐圧試験装置および静電気耐圧試験方法に関する。

従来、電子部品の静電気耐圧試験においては、国際規格などに基づき、数百ｐＦ程度の静電容量を有するコンデンサに対して数ｋＶ程度の電圧を印加することにより電荷を蓄積した後、電子部品に対してコンデンサに蓄積された電荷を放電することにより、電子部品の静電気耐圧を測定する構成が広く採用されている（たとえば、特開２００７−８１０１２号公報（特許文献１）参照）。

しかしながら、市場では、製品出荷時に静電気耐圧試験が行なわれているにもかかわらず、静電気破壊に起因した電子部品の故障が発生する場合がある。静電気破壊の一因としては、近年の情報技術の発達に伴って電子部品を用いた製品の大電力化が加速しているなどの影響を受けて、実際には、国際規格などで規定されている数ｋＶの電圧よりも高い電圧が電子部品に印加されていることが考えられる。

しかしながら、従来の静電気耐圧試験では、現状の数ｋＶよりも更に高い電圧を適用することが容易でない。そこで、たとえば特開２０１６−１３８８２０号公報（特許文献２）では、従来の静電気耐圧試験装置に比べて、コンデンサの静電容量を大きくすることで、電子部品に対して放電する電荷を増やし、市場で発生している静電気破壊の再現を図っている。

特開２００７−８１０１２号公報 特開２０１６−１３８８２０号公報

人体は容易に数十ｋＶ程度帯電することが一般的に知られている。たとえば、人がカーペットの上を歩くだけでも、人体は３５ｋＶ以上帯電し得る。

しかしながら、従来の人体帯電モデル（ＨＢＭ：Human Body Model）用の静電気耐圧試験装置は、装置に搭載されるリレーなどの構成部品が１０ｋＶ以下の耐圧を有するものが多い。そのため、構成部品を保護する観点から１０ｋＶ以上の電源電圧を用いて静電気耐圧試験を行なうことができなかった。したがって、１０ｋＶの耐圧が保証された電子部品であっても、製造工程または市場において人体からの放電によって静電気破壊した場合、実際に１０ｋＶ以上のどの程度の電圧が印加されて電子部品が破壊したのかを調べるための試験を行なうことができなかった。

特許文献１に記載される静電気耐圧試験方法は、従来の静電気耐圧試験装置では静電気破壊させることができない高耐圧の電子部品に対して、コンデンサから放電させる電荷を増やすことで、該電子部品を静電気破壊させるものである。しかしながら、特許文献１では、コンデンサの静電容量を大きくしたことで、コンデンサの放電電流の波形が、静電気耐圧試験に関する国際規格で定められている放電電流の波形とは全く異なる形状になってしまう。そのため、従来の静電気耐圧試験で得られた結果と単純に比較することができないという課題がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、市場で発生している高電圧による静電気破壊を、静電気耐圧試験装置の構成部品の耐圧よりも低い電圧下で、国際規格に基づいて試験することが可能な静電気耐圧試験装置および静電気耐圧試験方法を提供することである。

本開示に係る静電気耐圧試験装置は、被試験体の静電気放電に対する耐圧を測定するための装置である。静電気耐圧試験装置は、電源、コンデンサ、第１のスイッチ、放電抵抗、測定部および制御部を備える。コンデンサは静電容量が可変である。第１のスイッチは、コンデンサを電源に接続することによりコンデンサに電荷を蓄積する充電経路と、コンデンサを被試験体に接続することによりコンデンサの蓄積電荷を被試験体に放出する放電経路とを、選択的に形成するように構成される。放電抵抗は、放電経路上に接続され、抵抗値が可変である。測定部は、放電経路が形成されているときの被試験体の電気的特性を測定する。制御部は、コンデンサの静電容量、放電抵抗の抵抗値、および第１のスイッチを制御する。制御部は、コンデンサの静電容量を第１の容量値から第２の容量値に変更する場合には、放電抵抗の抵抗値を第１の抵抗値から第２の抵抗値に変更するとともに、静電容量が変更されたコンデンサに対して充電経路および放電経路が選択的に形成されるように第１のスイッチを制御するように構成される。第２の抵抗値は、第２の容量値および第２の抵抗値の積が第１の容量値および第１の抵抗値の積と等しくなるように変更される。

本開示に係る静電気耐圧試験方法は、静電容量が可変であるコンデンサを電源に接続することにより、コンデンサに電荷を充電するステップと、上記充電するステップによりコンデンサに蓄積された電荷を、抵抗値が可変である放電抵抗を経由して被試験体に向けて放電するステップと、コンデンサの放電中における被試験体の電気的特性を測定するステップと、上記測定するステップにより測定される電気的特性に基づいて、被試験体の故障を判定するステップと、上記判定するステップにおいて被試験体が故障と判定されたときの電源の電圧を、被試験体の静電気耐圧として検出するステップとを備える。静電気耐圧試験方法は、さらに、上記判定するステップにおいて被試験体が正常と判定された場合には、コンデンサの静電容量を増加させるステップと、上記増加させるステップの実行前におけるコンデンサの静電容量および放電抵抗の抵抗値の積と、上記増加させるステップの実行後におけるコンデンサの静電容量および放電抵抗の抵抗値の積とが等しくなるように、放電抵抗の抵抗値を減少させるステップとを備える。上記充電するステップおよび放電するステップでは、上記増加させるステップにより静電容量が増加したコンデンサに対して電荷の充電および放電を実行する。上記判定するステップでは、静電容量が増加したコンデンサの放電中に上記測定するステップにより測定される電気的特性に基づいて、被試験体の故障を判定する。

本開示によれば、市場で発生している高電圧による静電気破壊を、静電気耐圧試験装置の構成部品の耐圧よりも低い電圧下で、国際規格に基づいて試験することができる。

従来の静電気耐圧試験装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態に従う静電気耐圧試験装置の基本的な構成を概略的に示す図である。 図１および図２に示した静電気耐圧試験装置で得られる放電電流の波形の一例を示す図である。 本実施の形態２に従う静電気耐圧試験装置の構成を概略的に示す図である。 コンデンサの静電容量および放電抵抗の抵抗値の変更を説明する図である。 本実施の形態２に従う静電気耐圧試験方法を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態２の変形例に従う静電気耐圧試験装置の構成を概略的に示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。

実施の形態１．
実施の形態１では、本発明の実施の形態に従う静電気耐圧試験方法の基本的な考え方について、図１および図２を参照して説明する。

静電気の放電モデルは複数存在し、たとえば、マシンモデル（ＭＭ：Machine Model）、デバイス帯電モデル（ＣＤＭ：Charged Device Model）、人体帯電モデル（ＨＢＭ）などがある。ＭＭとは、帯電した装置の金属部分が、デバイスに近付いた瞬間に静電気放電が発生するモデルのことである。ＣＤＭとは、デバイスが帯電し、帯電したデバイスの端子と他の金属との間で発生する静電気放電のことである。この２つの放電モデルによるデバイスの故障は、主に、帯電した金属と他の金属との間に発生する電位差によって、電子部品内の酸化膜などの絶縁体が絶縁破壊を起こすことが多い。

一方、ＨＤＭとは、帯電した人体がデバイスに近付いたときに発生する静電気放電のことである。人体は約１．５ｋΩの抵抗を有しており、静電気放電はこの人体の抵抗を介して行なわれる。よって、ＨＤＭでは、ＭＭおよびＣＤＭに比べて、静電気放電の速度が遅くなる。そのため、ＨＢＭによるデバイスの故障は、人体とデバイスとの間にゆっくりと流れる電荷による発熱で配線が溶融するものであることが多い。

これらのことから、ＭＭおよびＣＤＭでの静電気耐圧試験には、急峻な放電を発生させるための高電圧電源が必要であるが、ＨＢＭにおける電流による故障モードの耐圧の測定には、必ずしも高電圧電源は必要でない。

図１は、従来の静電気耐圧試験装置の構成を概略的に示す図である。図１に示されるように、従来の静電気耐圧試験装置は、被試験体である電子部品２の静電気放電時の耐圧を測定するための試験装置である。従来の静電気耐圧試験装置は、直流電源１０と、コンデンサＣ１と、スイッチ１２と、充電抵抗Ｒｃと、放電抵抗Ｒ１と、測定部２０とを備える。

直流電源１０は、高電圧側の電力線ＰＬ１および低電圧側の電力線ＧＬの間に接続される。電力線ＧＬは代表的には接地配線で構成される。直流電源１０は、電力線ＰＬ１に出力する電圧の大きさを切り替え可能に構成されている。

被試験体である電子部品２は、高電圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＧＬの間に接続される。

コンデンサＣ１は、被試験体である電子部品２に静電気放電を行なうための電荷を蓄えるための部位である。コンデンサＣ１の一方端子が電力線ＧＬに接続されている。コンデンサＣ１の他方端子はスイッチ１２に接続されている。

スイッチ１２は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２とコンデンサＣ１との間に接続される。スイッチ１２は、コンデンサＣ１の他方端子を、電力線ＰＬ１およびＰＬ２のいずれか一方の電気的に接続する。

スイッチ１２がコンデンサＣ１の他方端子と電力線ＰＬ１とを電気的に接続することにより、直流電源１０から電力線ＰＬ１に供給される電圧Ｖ１を用いてコンデンサＣ１を充電するための充電経路が形成される。充電経路には充電抵抗Ｒ０が介挿接続されている。

一方、スイッチ１２がコンデンサＣ１の他方端子と電力線ＰＬ２とを電気的に接続することにより、コンデンサＣ１の蓄積電荷を電力線ＰＬ２を経由して電子部品２に向けて放出するための放電経路が形成される。放電経路には放電抵抗Ｒ１が介挿接続されている。

測定部２０は、上述した放電経路が形成されている状態において、電子部品２に表れる電気的特性を測定するための部位である。測定部２０は、電子部品２の端子間電圧および電子部品２に流れる電流を測定可能に構成されている。故障によって電子部品２の抵抗値が変動すると、電圧および電流の波形が故障前の波形から変化する。したがって、測定部２０によって測定された電圧または電流の波形に基づいて、電子部品２が故障しているか否かを判定することができる。

ここで、静電気耐圧試験に関する国際規格においては、試験装置に搭載するコンデンサに、数百ｐＦ程度の静電容量を有するコンデンサを用いることが規定されている。国際規格では、また、放電抵抗に、数百Ω〜数ｋΩ程度の抵抗値を有する抵抗素子を用いることが規定されている。たとえば、ＭＩＬ規格では、コンデンサＣ１の静電容量が１００ｐＦに設定され、かつ、放電抵抗Ｒ１の抵抗値が１．５ｋΩに設定されている。すなわち、ＭＩＬ規格に基づいたＨＢＭの静電気耐圧試験では、静電容量が１００ｐＦのコンデンサＣ１に電荷を蓄積し、抵抗値が１．５ｋΩの放電抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１に蓄積された電荷を放電させる。

ここで、静電気放電で発生させる放電電流の波形における電流ピーク値をＩｐとし、放電抵抗の抵抗値をＲとし、電源電圧（すなわち、コンデンサの充電電圧）をＶとすると、オームの法則により、電流ピーク値ＩｐはＩｐ＝Ｖ／Ｒで表わすことができる。

また、コンデンサの静電容量をＣとし、放電電流が電流ピーク値Ｉｐから電流ピーク値Ｉｐの約９９％減衰するまでの時間（以下、「減衰時間」とも称する）を５τとすると、５τ＝５（Ｃ×Ｒ）で表わすことができる。なお、τは放電電流が電流ピーク値Ｉｐの約３７％まで減衰するのに要する時間（時定数）であり、コンデンサおよび放電抵抗の直列回路では、コンデンサの静電容量Ｃと放電抵抗の抵抗値Ｒとの積となる。

したがって、ＭＩＬ規格に基づいた静電気耐圧試験装置では、Ｃ１＝１００ｐＦ、Ｒ１＝１．５ｋΩであるため、電源電圧Ｖ１＝２０ｋＶとした場合、電流ピーク値Ｉｐおよび減衰時間５τは、それぞれ、Ｉｐ＝２０ｋＶ／１．５ｋΩ＝１３．３Ａ、５τ＝５（１００ｐＦ×１．５ｋΩ）＝７５０ｎｓとなる。

図２は、本発明の実施の形態に従う静電気耐圧試験装置の基本的な構成を概略的に示す。図２に示されるように、本発明の実施の形態に従う静電気耐圧試験装置では、図１に示した従来の静電気耐圧試験装置におけるコンデンサＣ１および放電抵抗Ｒ１が、コンデンサＣ２および放電抵抗Ｒ２にそれぞれ置き換えられている。

本実施の形態に従う静電気耐圧試験装置では、電源電圧Ｖ２をＶ１の半分の１０ｋＶに低下させる。そして、この電源電圧Ｖ２＝１０ｋＶの下で、電源電圧Ｖ１＝１０ｋＶでの静電気耐圧試験における放電電流の波形を再現する。

これには、図２に示されるように、コンデンサＣ２の静電容量を、コンデンサＣ１の静電容量の２倍の２００ｐＦとする。また、放電抵抗Ｒ２の抵抗値を、放電抵抗Ｒ１の抵抗値の半分の７５０Ωとする。

これによると、静電気放電で発生する放電電流の波形における電流ピーク値Ｉｐは、Ｉｐ＝１０ｋＶ／７５０Ω＝１３．３Ａとなり、図１に示した従来の静電気耐圧試験装置での電流ピーク値Ｉｐと等しくなる。また、減衰時間５τは、５τ＝５（２００ｐＦ×７５０Ω）＝７５０ｎｓとなり、従来の静電気耐圧試験装置での減衰時間５τと等しくなる。

図３に、図１および図２に示した静電気耐圧試験装置で得られる放電電流の波形の一例を示す。図中の波形ｋ１は図１の静電気耐圧試験装置で得られる放電電流の波形の一例を示している。図中の波形ｋ２は図２の静電気耐圧試験装置で得られる放電電流の波形の一例を示している。

図３では、図１の静電気耐圧試験装置における電源電圧Ｖ１＝６ｋＶとしている。一方、図２の静電気耐圧試験装置における電源電圧Ｖ２＝３ｋＶとしている。すなわち、コンデンサＣ２の静電容量をコンデンサＣ１の静電容量の２倍とし、放電抵抗Ｒ２の抵抗値を放電抵抗Ｒ１の半分とし、コンデンサＣ２の充電電圧Ｖ２をコンデンサＣ１の充電電圧Ｖ１の半分としている。

図３に示されるように、従来の静電気耐圧試験装置で発生させた放電電流の波形ｋ１と、本発明の実施の形態に従う静電気耐圧試験装置で発生させた放電電流の波形ｋ２とはほぼ重なっている。特に、波形ｋ１と波形ｋ２とで減衰時間５τがほぼ一致していることが分かる。

このように、本実施の形態に従う静電気耐圧試験装置によれば、コンデンサの静電容量および放電抵抗の抵抗値を変更することで、従来の静電気耐圧試験装置よりも低い電源電圧で、従来の静電気耐圧試験装置と同等の放電電流の波形を生成することができる。これによれば、これまで試験することができなかった、１０ｋＶ以上の電圧を用いたＨＢＭの静電気耐圧試験を実施することが可能となる。

なお、コンデンサＣ２の静電容量および放電抵抗Ｒ２の抵抗値の変更においては、コンデンサＣ２に蓄えられる静電気の電荷量Ｑおよび、コンデンサＣ２の放電経路における時定数τを、従来の静電気耐圧試験装置における電荷量Ｑおよび時定数τにそれぞれ一致させることに留意する必要がある。

具体的には、従来の静電気耐圧試験装置における電荷量Ｑは、クーロンの法則Ｑ＝Ｃ×Ｖにより、Ｑ＝Ｃ１×Ｖ１となる。また、時定数τ＝Ｃ１×Ｒ１となる。一方、本実施の形態に従う静電気耐圧試験装置では、電荷量Ｑ＝Ｃ２×Ｖ２となり、時定数τ＝Ｃ２×Ｒ２となる。そこで、Ｃ１×Ｖ１＝Ｃ２×Ｖ２となるように、電源電圧Ｖ２に応じて、コンデンサＣ２の静電容量を決定する。また、Ｃ１×Ｒ１＝Ｃ２×Ｒ２となるように、決定されたコンデンサＣ２の静電容量に応じて、放電抵抗Ｒ２の抵抗値を決定する。

これによれば、電源電圧Ｖ２を電源電圧Ｖ１よりも低下させたい場合には、コンデンサＣ２の静電容量をコンデンサＣ１の静電容量のＶ１／Ｖ２倍に増加させるとともに、放電抵抗Ｒ２の抵抗値を放電抵抗Ｒ１の抵抗値のＶ２／Ｖ１倍に減少させることで、電源電圧Ｖ１を用いたＨＢＭの静電気耐圧試験での放電電流波形を生成することができる。すなわち、電源電圧Ｖ２に依らず、電源電圧Ｖ１でのＨＢＭの放電電流波形を再現することができる。この結果、従来の静電気耐圧試験装置の電源電圧Ｖ１よりも低い電源電圧Ｖ２で、国際規格に基づいた静電気耐圧試験を実行することができる。

たとえば、図２に示した静電気耐圧試験装置において、電子部品２がＶ２＝５ｋＶで故障したとすると、コンデンサＣ２に蓄えられる静電気の電荷量Ｑは、クーロンの法則Ｑ＝Ｃ×Ｖにより、Ｑ＝２００ｐＦ×５ｋＶ＝１μＣとなる。

この電荷量Ｑ＝１μＣと、従来の静電気耐圧試験装置の定数（Ｃ１＝１００ｐＦ、Ｒ１＝１．５ｋΩ）とを用いることで、従来の静電気耐圧試験装置で何Ｖ相当の試験であったか（すなわち、電源電圧Ｖ１が何Ｖ相当か）を計算することができる。

この電源電圧Ｖ１の計算は、Ｑ＝Ｃ×Ｖを変形した式Ｖ＝Ｑ／Ｃに、Ｑ＝１μＣおよびＣ１＝１００ｐＦを代入することで、簡単に行なうことができる。上記の例では、Ｖ１＝１μＣ／１００ｐＦ＝１０ｋＶとなる。よって、本実施の形態に従う静電気耐圧試験装置における５ｋＶの試験が、従来の静電気耐圧試験装置における１０ｋＶ相当の試験であると判断することができる。

また、図２の例では、コンデンサＣ２の静電容量を２００ｐＦとし、放電抵抗Ｒ２の抵抗値を７５０Ωとしたが、コンデンサＣ２の静電容量をさらに大きくし、かつ、放電抵抗Ｒ２の抵抗値をさらに小さくすることで、従来の静電気耐圧試験装置よりもさらに低い電源電圧Ｖ２で静電気耐圧試験を行なうことが可能となる。これによると、静電気耐圧試験装置の構成部品の耐圧よりも低い電源電圧Ｖ２で、市場で発生している、電源電圧Ｖ１以上の高電圧による静電気破壊を再現することができる。また、直流電源１０に高価な高電圧電源を用いる必要がなくなるため、静電気耐圧試験装置を低コストで構築することができる。

さらに、従来の静電気耐圧試験装置では、装置内部において、高電圧の配線と接地配線などの低電圧の配線との間隔（絶縁距離に相当）を十分に確保する必要がある。これに対して、本実施の形態に従う静電気耐圧試験装置では、高電圧を用いていないため、高電圧の配線と低電圧の配線との間隔を狭めることができる。これにより、静電気耐圧試験装置を小型化することができる。

一般に、絶縁距離は１ｋＶで１ｍｍと言われており、電源電圧Ｖ１＝１０ｋＶの静電気耐圧試験装置の場合、高電圧の配線と低電圧の配線との距離を１０ｍｍ以上空ける必要がある。これに対して、本実施の形態に従う静電気耐圧試験装置によれば、たとえば、コンデンサＣ２をコンデンサＣ１の静電容量の１０倍の１０００ｐＦとし、放電抵抗Ｒ２の抵抗値を放電抵抗Ｒ１の抵抗値の１／１０の１５０Ωに変更することで、電源電圧Ｖ２をＶ１の１／１０の１ｋＶに低減して、Ｖ１＝１０ｋＶでの静電気耐圧試験を再現することができる。これによれば、絶縁距離は１ｍｍで済むため、高電圧の配線と低電圧の配線との距離を従来の１／１０に短縮することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、本実施の形態に従う静電気耐圧試験装置の構成例および静電気耐圧試験方法について説明する。

図４は、本実施の形態２に従う静電気耐圧試験装置の構成を概略的に示す図である。
図４を参照して、静電気耐圧試験装置１は、直流電源１０と、充電抵抗Ｒ０と、複数のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃと、スイッチ１２，１４，１６と、放電抵抗１８とを備える。静電気耐圧試験装置１は、さらに、制御部２４と、測定部２０と、演算器２２とを備える。

直流電源１０は、高電圧側の電力線ＰＬ１および低電圧側の電力線ＧＬの間に接続される。電力線ＧＬは、代表的には接地配線で構成される。直流電源１０は、演算器２２から与えられる制御信号に応答して、電力線ＰＬ１に出力する電圧の大きさを切り替え可能に構成されている。

被試験体である電子部品２は、高電圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＧＬの間に接続される。

複数のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃは、被試験体である電子部品２に静電気放電を行なうための電荷を蓄えるための部位である、複数のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃの各々の一方端子は電力線ＧＬに共通に接続される。各コンデンサ素子の他方端子はスイッチ１４に接続される。

複数のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃは静電容量が互いに異なっている。図４では、互いに静電容量が異なる３個のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃを備えている構成を例示している。なお、３個のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃは、コンデンサ素子Ｃａ、コンデンサ素子Ｃｂ、コンデンサ素子Ｃｃの順に静電容量が大きくなるものとする（Ｃａ＜Ｃｂ＜Ｃｃ）。

本実施の形態では、コンデンサ素子Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃの静電容量を、それぞれ、２００ｐＦ，３００ｐＦ，５００ｐＦとする。これらは、ＭＩＬ規格でのコンデンサＣ１の静電容量１００ｐＦの２倍、３倍、５倍にそれぞれ対応する。

スイッチ１４は、３個のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃのうちから１つのコンデンサ素子を選択状態とするためのスイッチである。スイッチ１４は、制御部２４からの制御信号に従って、選択状態とするコンデンサ素子を切り替え可能に構成されている。一例として、スイッチ１４は、図４に示すように、３つの固定接点１４ａ〜１４ｃと、３つの固定接点１４ａ〜１４ｃと選択的に接続する可動接点１４ｄとを含む。３つの固定接点１４ａ〜１４ｃは、３個のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃの他方端子にそれぞれ接続されている。制御部２４からの制御信号に従って、可動接点１４ｄを３つの固定接点１４ａ〜１４ｃのうちの１つの固定接点に接続することにより、当該固定接点に接続されるコンデンサ素子が選択状態となる。すなわち、複数のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃは「複数のコンデンサ素子」に対応し、複数のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃおよびスイッチ１４は、静電容量を変更可能に構成された「コンデンサ」を実現する。

スイッチ１２は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２とスイッチ１４との間に接続される。スイッチ１２は、制御部２４からの制御信号に従って、スイッチ１４によって選択状態となっているコンデンサ素子の他方端子を、電力線ＰＬ１およびＰＬ２のいずれか一方に電気的に接続する。一例として、図４に示されるように、スイッチ１２は、２つの固定接点１２ａ，１２ｂと、２つの固定接点１２ａ，１２ｂと選択的に接続する可動接点１２ｃとを含む。２つの固定接点１２ａ，１２ｂは、電力線ＰＬ１，ＰＬ２にそれぞれ接続されている。制御部２４からの制御信号に従って、可動接点１２ｃを２つの固定接点１２ａ，１２ｂの一方の固定接点に接続することにより、当該固定接点に接続される電力線に、選択状態となっているコンデンサ素子の他方端子が電気的に接続される。

スイッチ１２の一態様として、スイッチ１４によってコンデンサ素子Ｃａが選択状態となっている場合を想定する。この場合において、制御部２４からの制御信号に従って、スイッチ１２がコンデンサ素子Ｃａの他方端子と電力線ＰＬ１とを電気的に接続することにより、直流電源１０から電力線ＰＬ１に供給される電圧を用いてコンデンサ素子Ｃａを充電するための充電経路が形成される。図４に示されるように、充電経路には、充電抵抗Ｒ０が介挿接続されている。充電抵抗Ｒ０は、たとえば数ＭΩ程度の抵抗値を有する抵抗素子が用いられる。これにより、コンデンサ素子Ｃａの充電を円滑に行なうことができる。

一方、制御部２４からの制御信号に従って、スイッチ１２がコンデンサ素子Ｃａの他方端子と電力線ＰＬ２とを電気的に接続することにより、コンデンサ素子Ｃａの蓄積電荷を電力線ＰＬ２を経由して電子部品２に向けて放出するための放電経路が形成される。

図４に示されるように、放電経路には、スイッチ１６および放電抵抗１８が直列に接続されている。放電抵抗１８は、選択状態となったコンデンサに蓄積された電荷を放電するための抵抗である。

放電抵抗１８は、複数の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃを含む。複数の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃの各々の一方端子は電力線ＰＬ２に共通に接続されている。各抵抗素子の他方端子はスイッチ１６に接続されている。

複数の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃは抵抗値が互いに異なっている。図４では、放電抵抗１８が、互いに抵抗値が異なる３個の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｂを有する構成を例示している。なお、３個の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃは、抵抗素子Ｒａ、抵抗素子Ｒｂ、抵抗素子Ｒｃの順に抵抗値が小さくなるものとする（Ｒａ＞Ｒｂ＞Ｒｃ）。

本実施の形態では、抵抗素子Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃの抵抗値を、それぞれ、７５０Ω，５００Ω，３００Ωとする。これらは、ＭＩＬ規格での放電抵抗Ｒ１の抵抗値１．５ｋΩの１／２倍、１／３倍、１／５倍にそれぞれ対応する。

スイッチ１６は、３個の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃのうちから１つの抵抗素子を選択状態とするためのスイッチである。スイッチ１６は、制御部２４からの制御信号に従って、選択状態とするための抵抗素子を切り替え可能に構成されている。一例として、スイッチ１６は、図４に示されるように、３つの固定接点１６ａ〜１６ｃと、３つの固定接点１６ａ〜１６ｃと選択的に接続する可動接点１６ｄとを含む。３つの固定接点１６ａ〜１６ｃは、３つの抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃにそれぞれ接続されている。制御部２４からの制御信号に従って、可動接点１６ｄを３つの固定接点１６ａ〜１６ｃのうちの１つの固定接点に接続することにより、当該固定接点に接続される抵抗素子が選択状態となる。すなわち、複数の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃは「複数の抵抗素子」に対応し、複数の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃおよびスイッチ１６は、抵抗値を変更可能に構成された「放電抵抗」を実現する。

以上のように、スイッチ１２は、制御部２４からの制御信号に従って、スイッチ１４によって選択状態にされたコンデンサ素子に電荷を蓄積する充電経路と、当該コンデンサ素子に蓄積された電荷を、スイッチ１６によって選択状態にされた抵抗素子を介して放出する放電経路とを形成可能に構成されている。

一方、スイッチ１４は、制御部２４からの制御信号に従って、充放電の対象となるコンデンサの静電容量Ｃを切り替え可能に構成されている。充放電の対象となるコンデンサに蓄えられる静電気の電荷量Ｑは、直流電源１０から供給される電源電圧Ｖと、コンデンサの静電容量Ｃとの積で表わされる（Ｑ＝Ｃ×Ｖ）。すなわち、電源電圧Ｖが一定電圧の下で、スイッチ１４を用いて充放電の対象となるコンデンサの静電容量Ｃを切り替えることにより、当該コンデンサに発生させる静電気の電荷量Ｑを変化させることができる。

また、スイッチ１６は、制御部２４からの制御信号に従って、充放電の対象となるコンデンサに蓄えられた静電気の電荷量Ｑを放電するための放電抵抗１８の抵抗値を切り替え可能に構成されている。電荷量Ｑを放電させたときの電流波形における時定数τはコンデンサの静電容量Ｃと放電抵抗１８の抵抗値Ｒとの積で表される（τ＝Ｃ×Ｒ）。すなわち、電荷量Ｑが一定の下で、スイッチ１６を用いて放電抵抗１８の抵抗値Ｒを切り替えることにより、時定数τを変化させることができる。

ここで、実施の形態１で説明したように、静電気耐圧試験装置１において、ＭＩＬ規格に従った静電気耐圧試験での放電電流波形を再現するためには、コンデンサおよび放電抵抗１８の直列回路の時定数τを、従来の静電気耐圧試験装置の時定数τ（τ＝Ｃ１×Ｒ１）に一致させる必要がある。この条件を、図４に示した静電気耐圧試験装置１に当て嵌めると、図５に示されるような、コンデンサおよび放電抵抗の組み合わせが得られる。これによれば、コンデンサの静電容量を変更するときには、図５に示される組み合わせに従って放電抵抗１８の抵抗値も変更することで、ＭＩＬ規格に基づいた静電気耐圧試験を実行することができる。

図４に戻って、スイッチ１２には、放電電流の分離または消失等が生じないように、たとえば、構造上接点のバウンスが少ない水銀リレースイッチを用いることが好ましい。これにより、電子部品２に対して静電気放電を行なう際に、接点のバウンスの影響による電圧変動を抑制できるため、測定部２０において再現性の良い電気的特性を取得することができる。

なお、静電気耐圧試験装置１には高電圧電源が必要のないことから、スイッチ１４，１６には必ずしも高耐圧スイッチを用いる必要はない。

測定部２０は、上述した放電経路が形成されている状態において、電子部品２に表れる電気的特性を測定するための部位である。測定部２０は、電子部品２の端子間の電圧および電子部品２に流れる電流を測定可能に構成されている。電圧および電流の波形を精度良く測定するために、測定部２０におけるサンプリング周波数は１Ｇｓ以上とすることが好ましい。測定部２０によって測定された電子部品２の電気的特性は、演算器２２に送られる。

演算器２２は、電子部品２に流れる放電電流の波形において、電流ピーク値を始点とし、波形の終端を終点として、パルス幅ＰＷを算出する。そして、演算器２２は、算出したパルス幅の大きさに基づいて、電子部品２が故障しているか否かを判定する。すなわち、演算器２２は「判定部」に対応する。

ここで、パルス幅ＰＷは、電流波形がピークとなるときの電流値を１００％として、電流値が約３７％にまで減衰するのにかかる時間である時定数τによって決まる。時定数τは、コンデンサの静電容量Ｃと、放電抵抗１８の抵抗値および電子部品２の抵抗値の合計値との積により算出できる。これによれば、故障によって電子部品２の抵抗値が変動すると、時定数τが変化するため、結果的にパルス幅が変化することが理解される。

たとえば、電子部品２が故障する前は電子部品２の抵抗値が１ｋΩであったが、静電気放電により故障して抵抗値が１０Ωになった場合、放電電流波形の時定数τが変化するので、パルス幅はＣ×（１ｋΩ―１０Ω）秒分狭くなる。

演算器２２は、測定部２０から電流波形を受けると、当該電流波形のパルス幅ＰＷ１を算出する。演算器２２は、算出されたパルス幅ＰＷ１を、電子部品２が故障する前の電気的特性を表す基準値として記憶する。そして、演算器２２は、静電気放電の実行中に測定部２０から電子部品２の電流波形の測定値を受けると、その電流波形のパルス幅ＰＷを算出し、算出されたパルス幅ＰＷと基準値ＰＷ１とを比較する。

このとき、電子部品２が故障していれば、電流波形のパルス幅ＰＷは基準値ＰＷ１とは異なる値となる。したがって、演算器２２は、算出されたパルス幅ＰＷと基準値ＰＷ１とを比較した結果に基づいて、電子部品２が故障しているか否かを判定することができる。

たとえば、演算器２２は、算出したパルス幅ＰＷと基準値ＰＷ１との偏差が所定の閾値以下に収まっている場合、電子部品２が故障していないと判定する。一方、算出したパルス幅ＰＷと基準値ＰＷ１との偏差が所定の閾値を超えている場合には、演算器２２は、電子部品２に故障が発生したと判定する。演算器２２は、電子部品２に故障が発生したときの直流電源１０の電源電圧を、電子部品２の静電気耐圧として検出する。演算器２２は、検出した電子部品２の静電気耐圧と、故障が発生したときに選択状態となっているコンデンサの静電容量とを記憶する。

演算器２２は、電子部品２が故障していないとの判定結果に基づいて、直流電源１０から電力線ＰＬ１に供給される電源電圧を切り替える。演算器２２は、さらに、スイッチ１２，１４，１６における切り替え動作を制御するための制御信号を生成して制御部２４へ出力する。そして、演算器２２は、切り替え後の電源電圧、静電容量および放電抵抗を用いて、電子部品２に対して静電気放電を行なう。

次に、本実施の形態２に従う静電気耐圧試験方法について説明する。図６は、本実施の形態２に従う静電気耐圧試験方法を説明するためのフローチャートである。

図６を参照して、静電気耐圧試験を行なうために、最初に、ステップＳ０１により、静電気耐圧試験装置１（図４参照）に、被試験体となる電子部品２をセットする。具体的には、図４に示されるように、電子部品２の一方端子を電力線ＰＬ２に電気的に接続するとともに、電子部品２の他方端子を電力線ＧＬに電気的に接続する。次に、ステップＳ０２により、直流電源１０から電力線ＰＬ１に供給される電源電圧について、初期電圧を設定する。初期電圧とは、静電気耐圧試験の開始時に直流電源１０から供給される電源電圧である。

ステップＳ０３により初期電圧が設定されると、ステップＳ０４に進み、演算器２２は、電子部品２に静電気放電を行なうための電荷を蓄積するコンデンサを選択する。制御部２４は、演算器２２からの指示に基づいて、３個のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃのうちの１つのコンデンサを選択状態とするための制御信号を生成し、生成した制御信号をスイッチ１４に出力する。たとえば、静電気耐圧試験の開始時には、制御部２４は、３個のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃのうち、最も静電容量が小さいコンデンサ素子Ｃａを選択状態とするための制御信号を生成する。この場合、制御部２４からの制御信号に従って、スイッチ１４が可動接点１４ｄを固定接点１４ａに接続することにより、固定接点１４ａに接続されるコンデンサ素子Ｃａが選択状態となる。

ステップＳ０５では、演算器２２は、選択状態となっているコンデンサに蓄積された電荷を放電する放電抵抗を選択する。具体的には、演算器２２は、図５に示される組み合わせのテーブルを参照することにより、選択状態のコンデンサに応じて、放電抵抗を選択する。制御部２４は、演算器２２からの指示に基づいて、３個の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃのうちの１つの抵抗素子を選択状態とするための制御信号を生成し、生成した制御信号をスイッチ１６に出力する。たとえば、最も静電容量が小さいコンデンサ素子Ｃａが選択状態となっているときには、制御部２４は、最も抵抗値が大きい抵抗素子Ｒａを選択状態とするための制御信号を生成する。この場合、制御部からの制御信号に従って、スイッチ１６が可動接点１６ｄを固定接点１６ａに接続することにより、固定接点１６ａに接続される抵抗素子Ｒａが選択状態となる。

ステップＳ０６では、選択状態となっているコンデンサに電荷を蓄積するための充電経路が形成される。具体的には、制御部２４は、演算器２２からの指示に基づいて、選択状態のコンデンサ（たとえばコンデンサ素子Ｃａ）を電力線ＰＬ１に接続するための制御信号を生成し、生成した制御信号をスイッチ１２に出力する。制御部２４からの制御信号に従って、スイッチ１２が可動接点１２ｄを固定接点１２ａに接続することにより、選択状態のコンデンサ素子Ｃａが電力線ＰＬ１に電気的に接続される。これにより、コンデンサ素子Ｃａに電荷を蓄積するための充電経路が形成される。形成された充電経路を用いて、コンデンサ素子Ｃａに電荷が充電される。

ステップＳ０６によってコンデンサが充電されると、ステップＳ０７に進み、コンデンサに蓄積された電荷を電子部品２に向けて放出するための放電経路が形成される。具体的には、制御部２４は、演算器２２からの指示に基づいて、選択状態のコンデンサ（たとえばコンデンサ素子Ｃａ）を電力線ＰＬ２に接続するための制御信号を生成し、生成した制御信号をスイッチ１２に出力する。制御部２４からの制御信号に従って、スイッチ１２が可動接点１２ｄを固定接点１２ｂに接続することにより、選択状態のコンデンサ素子Ｃａが電力線ＰＬ２に電気的に接続される。これにより、コンデンサ素子Ｃａに蓄積された電荷を電子部品２に向けて放出するための放電経路が形成される。形成された放電経路を用いて、電子部品２に対して静電気放電が行なわれる。

静電気放電が開始されると、ステップＳ０８により、測定部２０によって電子部品２の電気的特性が測定される。たとえば、測定部２０は、電子部品２を流れる電流を測定し、測定結果を演算器２２へ送出する。演算器２２は、測定部２０により測定された電流波形のパルス幅ＰＷ１を算出し、算出されたパルス幅ＰＷ１を基準値として記憶する。このとき、演算器２２は、算出されたパルス幅（基準値）ＰＷ１に、静電気放電を行なったときの直流電源１０の電源電圧（初期電圧）およびコンデンサの静電容量を対応付けて記憶するようにしてもよい。

以上のようにして、電子部品２が故障する前の電流波形におけるパルス幅ＰＷ１を基準値として取得すると、ステップＳ０９に進み、演算器２２は、直流電源１０の電源電圧を所定量だけ増加させる。

ステップＳ１０では、変更後の電源電圧を用いてコンデンサに電荷を蓄積するための充電経路が形成される。これにより、形成された充電経路を用いて、選択状態のコンデンサに電荷が再び充電される。

ステップＳ１０によってコンデンサが充電されると、ステップＳ１１により、コンデンサに蓄積された電荷の放電経路が形成され、形成された放電経路を用いて、電子部品２に対して静電気放電が再び行なわれる。

静電気放電が開始されると、ステップＳ１２により、演算器２２は、測定部２０により測定された電流波形のパルス幅ＰＷを算出する。そして、演算器２２は、ステップＳ１３により、算出されたパルス幅ＰＷと基準値ＰＷ１とを比較し、比較結果に基づいて電子部品２が故障しているか否かを判定する。たとえば、演算器２２は、算出したパルス幅ＰＷと基準値ＰＷ１との偏差が所定の閾値を超えている場合、電子部品２に故障が発生したと判定する。電子部品２が故障していると判定された場合（Ｓ１３のＹＥＳ判定時）、演算器２２は、ステップＳ１４により、現在の直流電源１０の電源電圧（電子部品２の静電気耐圧に相当）と、選択状態のコンデンサの静電容量とを記憶する。

これに対して、算出したパルス幅ＰＷと基準値ＰＷ１との偏差が所定の閾値以下に収まっている場合には、演算器２２は、電子部品２が故障していないと判定する。電子部品２が故障していないと判定された場合（Ｓ１３のＮＯ判定時）、演算器２２は、ステップＳ１５に進み、直流電源１０の電源電圧をさらに増加することが可能か否かを判定する。現在の電源電圧が静電気耐圧試験装置１の構成部品の耐圧などで規制される電圧範囲の上限値に達している場合、演算器２２は、電源電圧を増加できないと判定する。一方、現在の電源電圧が当該上限値に達していなければ、演算器２２は、電源電圧を増加できると判定する。

電源電圧を増加できると判定された場合（ステップＳ１５のＹＥＳ判定時）には、演算器２２は、ステップＳ０９に戻り、直流電源１０の電源電圧をより高い電圧値に変更する。そして、ステップＳ１０〜Ｓ１２の処理を実行することにより、電子部品２に静電気放電を行ない、電子部品２の電流波形のパルス幅を算出する。ステップＳ１３により、演算器２２は、算出されたパルス幅に基づいて電子部品２の故障の有無を判定する。

一方、ステップＳ１５にて、電源電圧を増加できないと判定された場合（ステップＳ１５のＮＯ判定時）には、演算器２２は、ステップＳ１６により、選択状態となっているコンデンサを、より静電容量の大きいコンデンサに変更する。すなわち、演算器２２は、選択状態とするコンデンサを、より静電容量の大きいコンデンサに切り替えることで、実質的に、充放電の対象となるコンデンサの静電容量を増加させる。たとえば、コンデンサ素子Ｃａが選択状態となっている場合、演算器２２は、コンデンサ素子Ｃａの次に静電容量が大きいコンデンサ素子Ｃｂを選択状態に切り替える。

演算器２２は、さらに、ステップＳ１７により、選択状態となっている抵抗素子を、より抵抗値の小さい抵抗素子に変更する。すなわち、演算器２２は、選択状態とする抵抗素子を、より抵抗値の小さい抵抗素子に切り替えることで、実質的に、放電抵抗１８の抵抗値を減少させる。

このステップＳ１７では、演算器２２は、図５に示したコンデンサおよび放電抵抗の組み合わせに従って、放電抵抗１８の抵抗値を変更する。たとえば、ステップＳ１６でコンデンサ素子Ｃｂが選択状態に切り替えられた場合、演算器２２は、抵抗素子Ｒｂを選択状態に切り替える。

演算器２２は、ステップＳ１８により、選択状態に切り替えられたコンデンサ（たとえばコンデンサ素子Ｃｂ）および放電抵抗１８（たとえば抵抗素子Ｒｂ）を用いた静電気耐圧試験を開始するために、直流電源１０の初期電圧を再設定する。再設定される初期電圧は、切り替え後のコンデンサに蓄積される静電気の電荷量が、切り替え前のコンデンサＣ１に蓄積される静電気の電荷量よりも大きい限りにおいて、上記ステップＳ０３で設定された初期電圧よりも高い電圧値であっても、低い電圧値であってもよい。

ステップＳ１６により初期電圧が再設定されると、選択状態に切り替えられたコンデンサを用いた静電気耐圧試験が実行される。すなわち、ステップＳ０６〜Ｓ０８の処理を実行することにより、選択状態に切り替えられたコンデンサに蓄積された電荷を用いて電子部品２に対する静電気放電が行なわれる。演算器２２は、測定部２０により測定された電流波形のパルス幅を算出し、算出されたパルス幅を基準値として記憶する。

続いて、ステップＳ０９〜Ｓ１２の処理を実行することにより、直流電源１０の電源電圧の増加、および増加後の電源電圧に基づいた静電気放電を行ない、電子部品２の電流波形のパルス幅ＰＷを算出する。ステップＳ１３により、演算器２２は、算出されたパルス幅ＰＷに基づいて電子部品２の故障の有無を判定する。ステップＳ０６〜Ｓ１３およびＳ１４〜Ｓ１８の処理は、電子部品２が故障していると判定されるまで（ステップＳ１３のＹＥＳ判定）、繰り返し実行される。そして、電子部品２が故障していると判定されると（ステップＳ１３のＹＥＳ判定時）、静電気耐圧試験を終了する。演算器２２は、ステップＳ１４により、故障が判定されたときの直流電源１０の電源電圧（電子部品２の静電気耐圧に相当）、選択状態のコンデンサの静電容量および、放電抵抗１８の抵抗値を記憶する。

なお、ステップＳ１４により記憶された、故障が判定されたときの電源電圧および、選択状態のコンデンサの静電容量に基づいて、従来の静電気耐圧試験装置（図１参照）で何Ｖ相当の試験であったかを計算することができる。具体的には、故障が判定されたときの電源電圧をＶｆ、選択状態のコンデンサの静電容量をＣｆとすると、該コンデンサに蓄えられる静電気の電荷量Ｑ＝Ｃｆ×Ｖｆとなる。この電荷量Ｑと、従来の静電気耐圧試験装置におけるコンデンサＣ１の静電容量１００ｐＦとをＶ＝Ｑ／Ｃに代入することにより、電源電圧Ｖ１を求めることができる（Ｖ１＝Ｃｆ×Ｖｆ／１００ｐＦ）。

本実施の形態２に従う静電気耐圧試験装置および静電気耐圧試験方法によれば、直流電源１０の電源電圧を上げることができない場合には、放電経路の時定数τが一定という条件のもとで、コンデンサの静電容量を増加させるとともに、放電抵抗の抵抗値を減少させる。これによれば、コンデンサの静電容量を増加させてコンデンサに蓄積される静電気の電荷量を増やすことにより、実質的に、電源電圧よりも高い電圧で静電気の電荷を発生させることができる。また、コンデンサの静電容量を増加させても放電経路の時定数τが従来の静電気耐圧試験装置と同じであることから、ＨＢＭの放電電流波形を生成して、静電気耐圧試験を行なうことができる。

（変形例）
上述した実施の形態では、静電気放電による電子部品２の故障の有無の判定を、電子部品２を流れる電流波形のパルス幅に基づいて行なう構成について説明したが、判定方法はこれに限られない。たとえば、電子部品２の電圧波形に基づいて電子部品２の故障の有無を判定することも可能である。この場合、電子部品２が故障していないときの電圧波形に基づいて基準値が算出されて記憶される。

また、上述した実施の形態では、静電気耐圧試験装置１に、静電容量が互いに異なる複数のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃを搭載し、充放電の対象となるコンデンサ素子をスイッチ１４を用いて切り替える構成について例示したが、図７に示されるように、静電気耐圧試験装置１を、複数のコンデンサ素子Ｃａ〜Ｃｃおよびスイッチ１４に代えて、静電容量を変更可能な単一のコンデンサ素子Ｃ２を搭載する構成としてもよい。図７に示す静電気耐圧試験装置１において、コンデンサ素子Ｃ２は、制御部２４から出力される制御信号に応答して静電容量を変更可能に構成されている。

さらに、上述した実施の形態では、静電気耐圧試験装置１に、抵抗値が互いに異なる複数の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃを搭載し、放電抵抗１８を構成する抵抗素子をスイッチ１６を用いて切り替える構成について例示したが、図７に示されるように、静電気耐圧試験装置１を、複数の抵抗素子Ｒａ〜Ｒｃおよびスイッチ１６に代えて、抵抗値を変更可能な単一の抵抗素子Ｒ２を搭載する構成としてもよい。図７に示す静電気耐圧試験装置１において、抵抗素子Ｒ２は、制御部２４から出力される制御信号に応答して抵抗値を変更可能に構成されている。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 静電気耐圧試験装置、２ 電子部品、１０ 直流電源、１２，１４，１６ スイッチ、１２ａ，１２ｂ，１４ａ〜１４ｃ，１６ａ〜１６ｃ 固定接点、１２ｃ，１４ｄ，１６ｄ 可動接点、１８ 放電抵抗、２０ 測定部、２２ 演算器、２４ 制御部、ＰＬ１，ＰＬ２，ＧＬ 電力線、Ｃａ〜Ｃｃ コンデンサ、Ｒ０ 充電抵抗、Ｒａ〜Ｒｃ 抵抗素子。

Claims (11)

1. 被試験体の静電気放電に対する耐圧を測定するための静電気耐圧試験装置であって、
   電源と、
   静電容量が可変であるコンデンサと、
   前記コンデンサを前記電源に接続することにより前記コンデンサに電荷を蓄積する充電経路と、前記コンデンサを前記被試験体に接続することにより前記コンデンサの蓄積電荷を前記被試験体に放出する放電経路とを、選択的に形成するように構成された第１のスイッチと、
   前記放電経路上に接続され、抵抗値が可変である放電抵抗と、
   前記放電経路が形成されているときの前記被試験体の電気的特性を測定する測定部と、
   前記コンデンサの静電容量、前記放電抵抗の抵抗値、および前記第１のスイッチを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記コンデンサの静電容量を第１の容量値から第２の容量値に変更する場合には、前記放電抵抗の抵抗値を第１の抵抗値から第２の抵抗値に変更するとともに、静電容量が変更された前記コンデンサに対して前記充電経路および前記放電経路が選択的に形成されるように前記第１のスイッチを制御するように構成され、
   前記第２の抵抗値は、前記第２の容量値および前記第２の抵抗値の積が前記第１の容量値および前記第１の抵抗値の積と等しくなるように変更される、静電気耐圧試験装置。
2. 前記第２の容量値は前記第１の容量値より大きく、前記第２の抵抗値が前記第１の抵抗値よりも小さい、請求項１に記載の静電気耐圧試験装置。
3. 前記測定部により測定された前記被試験体の電気的特性に基づいて、前記被試験体の故障を判定し、前記被試験体が故障と判定されたときの前記電源の電圧を、前記被試験体の静電気耐圧として検出するように構成された判定部をさらに備え、
   前記判定部により前記被試験体が正常と判定された場合、前記制御部は、
   前記コンデンサの静電容量を前記第１の容量値から前記第２の容量値に変更し、
   前記放電抵抗の抵抗値を前記第１の抵抗値から前記第２の抵抗値に変更し、かつ、
   静電容量が変更された前記コンデンサに対して前記充電経路および前記放電経路が選択的に形成されるように前記第１のスイッチを制御する、請求項２に記載の静電気耐圧試験装置。
4. 前記判定部により前記被試験体が正常と判定された場合であって、前記電源の電圧を増加することがでいないときに、前記制御部は、
   前記コンデンサの静電容量を前記第１の容量値から前記第２の容量値に変更し、
   前記放電抵抗の抵抗値を前記第１の抵抗値から前記第２の抵抗値に変更し、かつ、
   静電容量が変更された前記コンデンサに対して前記充電経路および前記放電経路が選択的に形成されるように前記第１のスイッチを制御する、請求項３に記載の静電気耐圧試験装置。
5. 前記判定部により前記被試験体が故障と判定されたときの前記コンデンサの静電容量および前記電源の電圧を記憶するための記憶部をさらに備える、請求項３または４に記載の静電気耐圧試験装置。
6. 前記コンデンサは、
   容量値が互いに異なる複数のコンデンサ素子と、
   前記複数のコンデンサ素子のうちの１つのコンデンサ素子を選択状態として、前記第１のスイッチに接続する第２のスイッチとを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の静電気耐圧試験装置。
7. 前記放電抵抗は、
   抵抗値が互いに異なる複数の抵抗素子と、
   前記複数の抵抗素子のうちの１つの抵抗素子を選択状態として、前記第１のスイッチに接続する第３のスイッチとを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の静電気耐圧試験装置。
8. 被試験体の静電気放電に対する耐圧を測定するための静電気耐圧試験方法であって、
   静電容量が可変であるコンデンサを電源に接続することにより、前記コンデンサに電荷を充電するステップと、
   前記充電するステップにより前記コンデンサに蓄積された電荷を、抵抗値が可変である放電抵抗を経由して前記被試験体に向けて放電するステップと、
   前記コンデンサの放電中における前記被試験体の電気的特性を測定するステップと、
   前記測定するステップにより測定される前記電気的特性に基づいて、前記被試験体の故障を判定するステップと、
   前記判定するステップにおいて前記被試験体が故障と判定されたときの前記電源の電圧を、前記被試験体の静電気耐圧として検出するステップと、
   前記判定するステップにおいて前記被試験体が正常と判定された場合には、前記コンデンサの静電容量を増加させるステップと、
   前記増加させるステップの実行前における前記コンデンサの静電容量および前記放電抵抗の抵抗値の積と、前記増加させるステップの実行後における前記コンデンサの静電容量および前記放電抵抗の抵抗値の積とが等しくなるように、前記放電抵抗の抵抗値を減少させるステップとを備え、
   前記充電するステップおよび前記放電するステップでは、前記増加させるステップにより静電容量が増加した前記コンデンサに対して電荷の充電および放電を実行し、
   前記判定するステップでは、前記静電容量が増加したコンデンサの放電中に前記測定するステップにより測定される前記電気的特性に基づいて、前記被試験体の故障を判定する、静電気耐圧試験方法。
9. 前記判定するステップにおいて前記被試験体が正常と判定された場合であって、前記電源の電圧を増加することができないときには、前記増加させるステップは前記コンデンサの静電容量を増加させ、前記減少させるステップは前記放電抵抗の抵抗値を減少させる、請求項８に記載の静電気耐圧試験方法。
10. 前記判定するステップにおいて前記被試験体が故障と判定されたときの前記コンデンサの静電容量および前記電源の電圧を記憶するステップをさらに備える、請求項８または９に記載の静電気耐圧試験方法。
11. 前記判定するステップは、前記測定するステップにより測定される前記電気的特性と基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記被試験体の故障を判定するように構成され、
    正常な前記被試験体の前記電気的特性に基づいて、前記基準値を設定するステップをさらに備え、
    前記設定するステップは、前記増加させるステップにより前記コンデンサの静電容量を増加させた場合には、前記静電容量が増加したコンデンサに充電された電荷を、前記減少させるステップにより抵抗値が減少した前記放電抵抗を経由して、正常な前記被試験体に向けて放電したときの前記電気的特性に基づいて、前記基準値を再設定する、請求項８から１０のいずれか１項に記載の静電気耐圧試験方法。
    

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