JP3827708B2 - 軟ｘ線を利用した静電気除去装置 - Google Patents

Description

この発明は静電気除去技術に関するものて，特に軟Ｘ線(soft X-ray)を利用し静電気を除去して，静電気を効率的に除去する為の静電気発生装置から熱特性が優秀なセラミックとタングステンを使用する静電気除去技術に対して開示する。

一般的に液晶パネル(LCD)，PDPおよび半導体製造工程等て静電気発生により微細なごみがLCD，PDP及び半導体ウエハに微細なごみが付着するとか静電気放電によりパターンの破壊を惹起して製品の収率を低下し製造原価を上昇させる主要な要因となる。

現在このような製造工程から静電気除去のため対策にコロナ放電(Corona discharge)によってイオンを生成させるイオンバーおよびイオンブロワーを静電気除去装置に使用しているが，この装置はコロナ放電によるイオンを発生しイオン化された空気を吸出す為にファンを使用して空気を代流する。この過程で高電圧放電によるスパッタリング現象で放電電極の終りの部分に０．０１μｍ以下の金属微粒子が最も多く(数万個/ft^３)発生して付着されてファンによって強制代流で離れ落とされる半導体，PDPおよびLCDパターン周囲に付着されて不良を惹起させる。

また高電圧放電の時発生するO_３(Ozone)ガスが４〜１０ppm程度で粉塵の付着を促進する役割をするたけでなく生成された＋イオンと−イオンとのバランスが随時に変りその時ごとにイオンバランスを再調整しなければならない不便さがある。よって微粒ごみを発生しないで空気を代流する必要がない新たな静電気除去技術の登場が必要になった。

図１は従来技術による代表的なコロナ放電式静電気除去装置の電圧印加式静電気除去装置の動作原理をあらわすものである。図示のようにイオン生成放電電極(２０)に高電圧(１０)を印加して放電体(４０)と電極との間のコロナ放電により放電電極(２０)周囲の気体が電離し＋および−イオンが生成する。この時上記生成された＋或いは−イオンによって静電気を中和することがてきる。３０は上の方法による生成イオングループをあらわす。よって微粉のごみを発生せず空気を対流する必要がない静電気除去技術の登場が必要になった。

一方最近超精密系電子工業技術の進歩と共にバイオサイエンス分野が目覚ましく高度化しているが，これらの分野は清浄または無菌に近いクリーンルームを形成すための空気清浄技術をその基盤とする。しかしクリーンルームの帯電物体が存在すると静電気力によって粉塵が吸入され付着するため，静電気は汚染の原因となる。よって粉塵を吸入して付着させる静電気はLCD，PDPおよび半導体製造工程のようにクリーンルームにおいて製品収率に影響を受ける主要な要素の中の１つである。特に超高密度集積半導体(Ultra Large Scale Integrated circuit: ULSI)，PDP(PLASMA DISPLAY PANNEL)及びTFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)の製造において絶縁酸化膜(SiO２)またはガラス表面は高絶縁体のために静電気が安すく帯電する。このような過程で発生する静電気は製品の信頼性を顕著に低下させるたけでなく製品収率低下の直接的な原因になる。このように静電気による浮遊微粒子付着汚染半導体の微細化技術に対し極大の障害になり，若干の汚染だけでも半導体の特性に大きな悪影響をあたえる事がある。よって静電気除去のため新たな除電方式の必要性が台頭されている。

この分野の従来技術としては特許文献１がある。この特許のX-線発生器はこれを利用した静電気除去装置に関したものである。特許による静電気除去装置は保護ケース，軟X-線を発生するX-線管，電源装置を具備していて，X-線管はバルブ，カソード，出力窓，出力窓支持部，フランジ部，ターゲットを具備しており，これらX-線管内部構成要素と保護ケースとはお互いに熱的および電気的に連結されている。

この分野のほかの従来技術としては特許文献２がある。この特許は静電気除去技術に関するもので，静電気を除去する所定の帯電物体が配置された雰囲気に対してＸ線を照射する位置に，所定のターゲット電圧およびターゲット電流が付与されるターゲットを内蔵し、同時にベリリウム(Be)窓を持つＸ線管を配置し，上記ベリリウム窓から主波長が２Å以上２０Å以下の範囲の上記Ｘ線が照射てきる領域の上記雰囲気に包含する元素をイオン化する事によって，上記イオンを包含する上記雰囲気中でのような上記の所定帯電物体の静電気を除去する。

それでもこのような従来技術で発生する，Ｘ線波長が大きく，Ｘ線発生装置の熱的特性が優秀でなかった。
美国特許第５，９４９，８４９号 日本特許第２９５１４７７号

窓の材質としてベリリウム(Be)薄膜にタングステン(W)を蒸着したのを使用するイオン生成管の軟Ｘ線管からエネルギーが高い１．２Å以上１．５Å以下の波長を持つ軟Ｘ線を発生させ静電気除去対象物体の静電気を中和および弱化して，直接ガス分子をイオン化し不活性ガス内でも静電気を除去するヘッド部;
上記ヘッド部を包んでおり，作業者が放射線に被爆しないように上記ヘッド部から軟Ｘ線の漏出を防止する軟Ｘ線保護部;および
上記ヘッド部と上記軟Ｘ線保護部とが電気的に連結され上記ヘッド部が軟Ｘ線を適正に発生するようにイオン生成を制御するため上記軟Ｘ線管に軟Ｘ線管のフィラメント電圧及び軟Ｘ線管のイオン生成を制御するためターゲット電圧を供給する電源制御部を包含して構成され，
帯電物体の近方の周囲ガスを電離させイオンと電子を生成して帯電物体表面の静電気を除去することを特徴とする軟Ｘ線を利用する静電気の除去装置の所望的な一実施例。

この発明では，上記軟Ｘ線保護部は，厚さ１mmの鋼板で構成され，安全のために上記電源制御部の動作与否を制御する連動スイッチ(interlock switch)と上記連動スイッチをオン/オフするドアとを装着しており，上記ドアが開放した状態では上記ヘッド部が軟Ｘ線を発生しないようにするのが所望的だ。

この発明では，上記電源制御部はPWMモジュレイターを使用してアノード電圧(ターゲット電圧)とフィラメント電流とをパルスウィドス制御方法で制御し，FETを使用してハーフブリッジ回路を構成して３０kHzの周波数にスイッチングして，上記PWMモジュレイターとハーフブリッジ回路とはフィラメント電源及びアノード電圧発生用に各各ひとつずつ設置されるのが所望的だ。

この発明では，上記電源制御部のアノード電源部は管電圧センサを通じフィードバック受けてターゲットが９．５KVの定電圧に動作するようにして，フィラメント定電圧電源装置の隔離された変圧器はフィラメント電流センサと管電流センサを通じ電流をフィードバック受けてフィラメントが１５０μＡの定電流で動作するようにして，管電流センサを通じフィードバック受けて長時間使用しても軟Ｘ線の発生量が変化しないようにするのが所望的だ。

この発明では，上記電源制御部のアノード電圧発生部は，
高電圧を発生する高圧変圧器;
上記高圧変圧器によって発生した高電圧を感知する管電圧センサ;
電圧を上記管電圧センサを通じフィードバック受けて定電圧で動作できるようにする高電圧ダブリング整流器;
フィラメント電流を生成する変圧器;
上記変圧器によって生成されたフィラメント電流を感知するためのフィラメント電流センサ;および
セラミツク軟Ｘ線チューブを固定して電線を高電圧絶縁して導入する部分；を包含してできるのが所望的だ。

この発明では，上記軟Ｘ線管はイオンを生成して軟Ｘ線を発生するため真空管で構成され軟Ｘ線管の発熱温度を抑制するためにセラミック管を使用するのが所望的だ。

この発明では，上記静電気除去装置の有効な最大設置距離は２０００mmなことが所望的だ。

この発明では，帯電物体近方の周囲ガスを電離させイオンを生成して帯電物体表面の静電気を除去するのが所望的だ。

エネルギーが高い光(波長１．２Å〜１．５Å)を照射して直接ガス分子をイオン化して不活性ガス内でも静電気除去が可能で帯電物体近方の周囲ガスを電離させイオンを生成して帯電物体表面の静電気を除去する軟Ｘ線を利用した静電気除去装置に使用する軟Ｘ線管製作方法において，
セラミックチューブのメタライジング膜を得るためセラミック上のMo Mnペイストをシルクスクリーンでペインティングした後水素雰囲気から１，３５０℃て２時間加熱した後冷却する段階;
上記冷却後ブレージングの時にしめる性質を増進させるためメタライジングされた面に無電解ニッケルを鍍金する段階;
上記ニッケル鍍金の後発生する電子の量によってタングステンフィラメントの直径を決定して，所定の厚さの鋼鉄棒に所定回数(turn)くらいフィラメントを巻いて引き出しLaBaOでコーティングする段階;
上記LaBaOコーティングの後ベリリウムウィンドウプレート上にアノード物質をコーティングしてこの時ブレージングが出来る側面の余白はコーティング出来ないように残し７３%の銀(Ag)と２７%の銅(Cu)で構成したフィラーメタルにコーティングしたアノード表面に流入して効率が低減するのを防止する段階;
上記アノ-ド物質コーティングのあとFVAS(Filtered Vacuum Arc Source)コーティング装置を利用してBeウィンドウプレートの上のWをコーティングする段階;
専用真空路を使用して高真空ブレージングをしながら，モリブデンヒーターを使用して９００℃まて温度が到達するようにして，到達真空度はターボモレキュラーポンプとロータリーポンプを利用して４x１０^-７ Torrまて出来るように排気する段階;および
管の寿命を延すために内部陰極の周辺にZr-Ni-V-Feの物質で構成されたノンエバポレイブルゲッターで４５０℃からジガシングされ活性化するゲッターを挿入する段階；を具備して出来る，軟Ｘ線管の製造方法の所望的な一実施例。

この発明では，上記ゲッターはフィラメントを張る時陰極のTiシリンダー外壁にスポット溶接で固定して，活性化されたゲッターは密閉したチューブ内部の空間から発生するガスを吸着させて真空度を長く維持してチューブの寿命を延長するのが所望的だ。

この発明では，上記軟Ｘ線を発生させるためのターゲット電圧は９．５kV，フィラメント電流は１５０μAのことが所望的だ。

＜図面の簡単な説明＞
上記のように動作する従来技術の問題点を解決するため創案したこの発明の目的はLCD，PDPおよび半導体工程とおなじクリーンルーム中でガラス基板及びウエハ表面に蓄積された静電気を除去するのに適合な特性波長(１．２Å以上１．５Å以下)の軟Ｘ線を利用した静電気除去装置を提供する事である。
この発明のこれ以外の目的と長点は下記の発明の詳細な説明を読み添付図面を参照するとより明白だ。
添付図面は，
図１は従来の電圧印加式静電気除去装置の除電原理を現した図面で;
図２はこの発明による軟Ｘ線静電気除去装置構成の１つの実施例を現わすブロック図で;
図３はこの発明による電源制御部構成の１つの実施例を現わすブロック図。
図４はこの発明に適用する軟Ｘ線管内部構成図。
図５はこの発明に適用する軟Ｘ線発生装置のイオン生成原理を現わす図面。
<図面の主要部分に対する符号の説明>
１０:AC高電圧
２０:放電電極
３０:イオングループ
４０:帯電物体
１００:ヘッド部
１５０:イオン生成管
１５１:ウィンドウ部
１５２，１５４，１５８:フィラーメタルリング
１５３:アノード プレート
１５５:セラミックシリンダー
１５６:チタニウムフォイルシリンダー
１５７:タングステンフィラメント
１５９:セラミックピンヘッド
２００:軟Ｘ線保護部
２１０:ドア
２２０:インターロックスイッチ
３００:電源制御部
３１０:PWMモジュレイター
３２０:FETブリッジ回路部
３３０:フィラメント電流センサー部
３４０:高圧変圧器(ターゲット電源部)
３５０:高圧整流器(ターゲット電源整流部)
３６０:隔離変圧器(フィラメント電源部)
３７０:管電圧センサ(ターゲット電圧センサ部)
３８０:管電流センサ(ターゲット電流センサ部)
３９０:リファレンスコンパレイター
４００:光イオン化装置
Ｓ４１０:安定した原子/分子状態
Ｓ４２０:微弱Ｘ線が安定した原子/分子との衝突状態
Ｓ４３０:安定した原子/分子が＋イオンを現わす状態
Ｓ４４０:電子が安定した原子/分子と結合する状態
Ｓ４５０:電子と結合した原子/分子が−イオンを現状態

＜所望的な一実施例の詳細な説明＞
１．発明の構成
この発明による軟Ｘ線利用した静電気除去装置は，窓の材質としてベリリウム(Be)薄膜のタングステン(W)を蒸着されたものを使用するイオン生成管の軟Ｘ線管からエネルギーが高い１．２Å以上１．５Å以下の波長を持つ軟Ｘ線を発生させ静電気除去対象物体の静電気を中和および弱化して，直接ガス分子をイオン化して不活性ガス(N２，Ar)内でも静電気を除去するヘッド部(１００)，上記ヘッド部を包み，作業者が放射線に被爆しないように上記ヘッド部から軟Ｘ線が漏出するのを防止する軟Ｘ線保護部(２００)および上記ヘッド部と上記軟Ｘ線保護部とを電気的に連結し上記ヘッド部の軟Ｘ線が適正に発生するようにイオン生成を制御するために上記軟Ｘ線管に軟Ｘ線管のフィラメント電圧と軟Ｘ線管のイオン生成を制御するためにターゲット電圧を供給する電源制御部(３００)、を包含して構成する。

この発明では，帯電物体近方の周囲ガスを電離させイオン又は電子を生成して帯電物体表面の静電気を除去するのが特徴である。

そうして上記軟Ｘ線保護部は，厚さ１mmの鋼板で構成され，安全のため上記電源制御部の動作与否を制御する連動スイッチ(interlock switch)と上記連動スイッチをオン/オフさせるドアとを装着し，上記ドアが開放した状態では上記ヘッド部が軟Ｘ線を発生しないのが特徴である。

上記電源制御部はPWMモジュレイターを使用しアノード電圧(ターゲット電圧)とフィラメント電流をパルスウィドス制御方法により制御して，FETを使用してハーフブリッジ回路を構成して３０kHzの周波数にスイッチングして，上記PWMモジュレイターとハーフブリッジ回路はフィラメント電源とアノード電圧発生用に各各１つずつ設置されるのが特徴である。

上記電源制御部のアノード電圧発生部に管電圧センサを通じフィードバック受けてターゲットが９．５KVの定電圧で動作するようにする，フィラメント定電圧電源装置である隔離した変圧器はフィラメント電流センサと管電流センサを通じて電流をフィードバック受けてフィラメントが１５０μＡの定電流で動作するようにして，管電流センサを通じフィードバック受けて長時間使用しても軟Ｘ線の発生量が変化しないようにするのが特徴である。

上記電源制御部のアノード電圧発生部は，高電圧を発生する高圧変圧器，上記高圧変圧器により発生した高電圧を感知する管電圧センサ，電圧を上記管電圧センサを通じフィードバック受けて定電圧で動作するようにする高電圧ダブリング静流器，フィラメント電流を生成する変圧器，上記変圧器によって生成したフィラメント電流を感知するためのフィラメント電流センサ，セラミック軟Ｘ線チューブを固定して電線を高電圧絶縁し。導入する部分を包含してできあがるのが特徴である。

そうして上記軟Ｘ線管はイオンを生成し軟Ｘ線を発生させるための真空管で構成し、軟Ｘ線管の発熱温度を抑制するためにセラミック管を使用するのが特徴である。

上記静電気除去装置の有効な最大設置距離は２０００mm，帯電物体近方の周囲ガスを電離させイオンまたは電子を生成して帯電物体表面の静電気を除去するのが特徴である。

一方，エネルギーが高い光(波長１．２Å~１．５Å)を照射し直接ガス分子をイオン化して不活性ガス内でも静電気除去を可能にして帯電物体近方の周囲ガスを電離させてイオンまたは電子を生成して帯電物体表面の静電気を除去する軟Ｘ線を利用した静電気除去装置に使用する軟Ｘ線管製作方法は，セラミックチューブのメタライジング膜を得るためセラミック上のMo Mnペイストをシルクスクリーンでペインティングしたあと水素雰囲気から１，３５０℃で２時間加熱した後に冷却する段階(s２０)，上記冷却後ブレージングする時にしめる性質を増進させるためにメタライジングされた面に無電解ニッケルを鍍金する段階(s４０)，上記ニッケル鍍金の後に発生させる電子の量によってタングステンフィラメントの直径を決定して，所定の厚さの鋼鉄棒に所定回数(turn)くらいフィラメントを巻いて引出しLaBaOでコーティングする段階(s６０)，上記LaBaOコーティング後、ベリリウムウィンドウプレート上にアノード物質をコーティングしこの時ブレージングのでき上がる側面の余白はコーティング出来ないように残しておき７３%の銀(Ag)と２７%の銅(Cu)とで構成されたフィラーメタルがコーティングされたアノード表面に流入れ効率の減少を防止する段階(s８０)，上記アノ-ド物質コーティング後、FVAS(Filtered Vacuum Arc Source)コーティング装置を利用してBeウィンドウプレート上にWをコーティングする段階(s１００)，専用真空濾を使用して高真空ブレージングをして，モリブデンヒーターを使用して９００℃まて温度が到達するようにして，到達真空度はターボモレキュラーポンプとロータリーポンプを利用して４x１０^-７Torrまで出来る様に排気する段階(s１２０)，ブレージング接合時に必要なチューブ内の真空排気が円滑にメルティングポイントを越すと溶かしてみんなの材料か１つのかたまりになり、チューブ内に高真空状態を維持するためみんなの部品を準備した後、チューブ内の真空度が可能な限り高い高真空状態を維持するために、フィラーメタルをエンボシングしてブレージングする段階(s１４０)および管寿命を延すため内部陰極の周辺にZr-Ni-V-Feの物質で構成したノンエバポレイブルゲッターで４５０℃からジガシングされ活性化するゲッターを挿入する段階(s１６０)を具備して出来上がるのが特徴である。

この時上記ゲッターにフィラメントを張る時陰極のTi シリンダー外壁にスポット溶接で固定し、活性化されたゲッターは密閉されたチューブ内部の空間から発生するガス吸着をして真空度を長く維持してチューブの寿命を延長することが特徴である。

また上記軟Ｘ線を発生させるためターゲット電圧は９．５kV，フィラメント電流は１５０μAである。

２．所望的な実施例
上で言及した問題点を解決するために軟Ｘ線式(１．２Å以上１．５Å以下)による空気気体電離作用を利用して周囲雰囲気の酸素および窒素分子をイオン化して静電気除去対象物体の静電気を緩和させる。この発明では，静電気除去装置の微粉状態のごみを全然発生しないので，または空気を対流する必要がないからLCD，PDPおよび半導体製造工程に適合である。

この発明はセラミック管を採択した軟Ｘ線式静電気除去装置で両極とＸ線窓とを一体化したセラミック透過両極Ｘ線管を使用したため発熱温度を抑制でき、おなじ線量を発生するガラス管式Ｘ線管に比べて厚さが少なく軟Ｘ線発生効率が高く少しの電源装置でも駆動が可能である。セラミック管を利用した軟Ｘ線式静電気除去装置はLCD，PDPおよび半導体製造工程で静電気による素子の破壊を予防し収率を向上するだけでなくLCDおよび半導体の製造技術水準を向上させる。

上記のようにおなじ目的を達成するために創案したこの発明の静電気除去装置(１０００)の所望的実施例は，軟Ｘ線を発生させ静電気を除去する対象物体(５０)の静電気を中和および弱化させるヘッド部(１００)，上記ヘッド部を包み上記ヘッド部から軟Ｘ線の漏出を防止する軟Ｘ線保護部(２００)および上記ヘッド部が軟Ｘ線を適正に発生するようにイオン生成を制御するための制御信号および制御電圧を上記ヘッド部に供給する電源制御部(３００)を包含して構成する。

この発明は従来技術の問題点を解決するためにコロナ制電方式とは基本原理が異なる、軟Ｘ線(１．２Å以上１．５Å以下の波長)静電気除去装置を提供する。この発明による軟Ｘ線静電気除去装置はコロナ放電式静電気除去装置とは基本的にイオン生成方法の原理が異なっている。

添付された図面を参照しこの発明の構成および動作に対して詳細な説明は次の様である。

図２はこの発明による軟Ｘ線静電気除去装置構成の実施例を表すブロック図で，ここに図示した通りでありこの発明の静電気除去装置は，軟Ｘ線を発生させるヘッド部(Head Unit)(１００)と作業者が放射線に被爆しないように上記ヘッド部(１００)軟Ｘ線の漏出を防止するため上記ヘッド部(１００)を包んている軟Ｘ線保護部(２００)および上記ヘッド部(１００)と上記軟Ｘ線保護部(２００)とは電気的に連結され上記ヘッド部(１００)の軟Ｘ線発生を適正に制御するための電源制御部(Power control unit)(３００)を具備している。

軟Ｘ線の漏出を防止するため上記軟Ｘ線保護部(２００)は厚さが１mmの鋼板で構成していて安全の為に上記電源制御部(３００)の動作与否を制御する連動スイッチ(Interlock Switch)(２２０)と上記連動スイッチ(２２０)をオン/オフするドア(２１０)とを装着して，ドア(２１０)が開放した状態では上記ヘッド部(１００)が軟Ｘ線を発生しないようにした。上記ヘッド部(１００)は軟Ｘ線管を使用して軟Ｘ線を発生させ，上記電源制御部(３００)は上記軟Ｘ線管に電圧を供給する。

図３はこの発明による電源制御部(３００)構成の所望的な１つの実施例を表したブロック図で，図示と同じく，軟Ｘ線管(１５０)のフィラメント電圧(直流+３V)と，軟Ｘ線管のイオン生成を制御するためのターゲット電圧(９．５kV)を供給する。以下この発明による電源制御部(３００)の動作および効果に対して詳細に説明すると次のようである。

この発明ではパルスウィドスモジュレイター(例としてLT３５２６ PWM IC)(３１０)を使用してアノード電圧(ターゲット電圧)とフィラメント電流をパルスウィドス制御方法により制御して，FET(例としてIRFP６４０)を使用してハーフブリッジ回路(３２０)を構成して３０kHzの周波数でスイッチングする。PWMモジュレイター(３１０)とハーフブリッジ回路(３２０)はフィラメント電源とアノード電圧発生用に各各１つずつ設置する。

この発明ではアノード電圧発生部の高圧変圧器(３４０)及び高圧ダブリング整流器(３５０)は電圧を管電圧センサ(３７０)を通じフィードバック受けて定電圧(９．５kV)て動作出来るようにする。反面、フィラメント定電圧電源装置の隔離した変圧器(３６０)は電流を管電流センサ(３８０)を通じフィードバック受けて定電流(１５０μＡ)で動作する。

何故ならば定電流回路を構成されてフィラメントが細くなると静電気の時は反対にフィラメント(１５７)温度が上昇しながら早期にフィラメントの断線を招来するためである。またこの発明では管電流を管電流センサ(３８０)を通じフィードバック受けて長時間使用しても軟Ｘ線の発生量が変化しない。

アノード電圧発生部は高電圧を発生する高圧変圧器(３４０)は高電圧ダブリング整流器(３５０)，フィラメント電流を生成する変圧器(３６０)，フィラメント電流センサ(３３０)，管電圧をセンシングする管電圧センサ(３７０)，管電流をセンシングする管電流センサ(３８０)およびセラミック軟Ｘ線チューブを固定して電線を高電圧絶縁し導入する部分を包含して出来る。高電圧を発生する変圧器(３４０)とフィラメント電流を生成する変圧器(３６０)みんなが高電圧用変圧器で，この実施例ては７W程度の電力容量が必要だ。ここで１５３はアノードプレートである。

上記イオン生成管である軟Ｘ線管(soft X-ray tube)(１５０)はイオンを生成して軟Ｘ線を発生するために真空管で構成し，軟Ｘ線を生成するためにイオン生成管窓(ターゲットまたはウィンドウ)はベリリウム(Be)薄膜にタングステン(W)を増着した材質を使用する。

上記軟Ｘ線管(１５０)は電子を発生するフィラメント(１５７)と金属ターゲット(Be+W)が入れられている軟Ｘ線管，電子を高速に加速する高電圧発生部を包含して出来ている。軟Ｘ線は上記フィラメント(１５７)によって発生して上記高電圧発生部により加速された電子が上記金属ターゲットに衝突して発生する。
また３９０はリファレンスコンパレイターである。

この発明によるイオン生成管(１５０)の動作おおび効果に対して説明すると次のようである。図４はセラミック透過両極軟x線チューブの部品を次次に配列したもので次に説明するいろいろな過程を通じて完成したＸ線管が製作出来る。

セラミックシリンダー(１５５)のメタライジングはセラミックのためMo Mnペイストをシルクスクリーンにペインティングした後水素雰囲気から１，３５０℃で２時間加熱した後冷却してメタライジング膜を得ることができる。そうしてブレージングの時にしめる性質を増進させるためメタライジングされた面に無電解ニッケル鍍金をする。

タングステンフィラメント(１５７)は発生する電子の量によって決定されこの発明の実施例では直径０．１２５mm のフィラメントを使用し，１mmの鋼鉄棒に１２turnを巻いて引き出しLaBaOコーティングをする。

ベリリウムウィンドウプレート(１５１)のためアノード物質をコーティングするときブレージングになる側面の余白はコーティングできないように残しておき７３%の銀(Ag)と２７%の銅とで構成したフィラーメタルling(１５２)がコーティングされたアノード表面に流入され効率が低減するのを防止する。Beウィンドウプレート(１５１)上のWコーティングFVAS(Filtered Vacuum Arc Source)コーティング装置を利用する。高真空ブレージングのために真空炉を使用する。到達温度はモリブデンヒーターを使用して９００℃まで，到達する。真空度はターボモレキュラーポンプとロータリーポンプを利用して４x１０-７ Torrまで排気する。

みんなの部品を準備した後ブレージングをする時チューブ内の真空度が可能な限り高い高真空状態を維持するようにするためフィラーメタルをエンボジングして使用する。これはブレージング接合時にチューブ内の真空排気が円滑になるようしてメルティングポイントを越えると溶けてみんなの材料が１つのかたまりになりながらチューブ内には高真空状態を維持するようにするためである。

管の寿命を延すため内部陰極の周辺にチタニウムフォイル シリンダーのゲッター(１５６)を挿入してゲッターはZr-Ni-V-Fe等の物質で構成したノンエバポレイブルゲッターで４５０℃からジガシングされ活性化されるタイプである。ゲッターはフィラメントを張る時陰極のTiシリンダー外壁にスポット容接で固定しブレージングをする時高真空中で４５０℃以上の温度から活性化され，活性化したゲッターは密閉されたチューブ内部の空間に発生するガスを吸着して真空度を長く維持してチューブの寿命を延長することになる。

ここで１５３はアノードプレート，１５４と１５７はフィラーメタルリング，１５９はセラミックピンヘッドである。上記１５１乃至１５９が順序により組立されたのが１５０である。

図５はこの発明に適用する軟Ｘ線発生装置のイオン生成原理をあらわす図面である。Ｓ４１０は安定になった原子/分子状態をあらわし，Ｓ４２０は微弱Ｘ線が安定された原子/分子と衝突する状態をあらわし，Ｓ４３０は安定した原子/分子が＋イオンを示す状態を表し，Ｓ４４０は電子が安定な原子/分子と結合する状態をあらわし，Ｓ４５０は電子と結合した原子/分子が−イオンを示す状態をあらわしている。

図示のように軟Ｘ線発生装置はコロナ放電によってイオンを発生させる従来の静電気除去装置と異なりエネルギーが高い光(波長１．２Å〜１．５Å)を照射するため，直接ガス分子をイオン化して不活性ガス内でも静電気除去が可能である。

この発明で軟Ｘ線を発生させるためのターゲット電圧は９．５kV，フィラメント電流は１５０μAである。

上記のように構成する軟Ｘ線静電気除去装置の特徴は高濃度のイオンを生成出来るから相当な短時間内に静電気除去が可能になり，また残留静電気電圧がひじょうに低く大気圧状態の不活性ガス雰囲気中でも静電気除去が可能という点である。

軟Ｘ線を利用した静電気除去装置は帯電物体近方の周囲ガスを電離させイオンを生成して帯電物体表面の静電気を除去する。イオンの返送のために送風装置が必要な従来のコロナ放電式静電気除去装置とは異なり，軟Ｘ線を使用して無風状態の雰囲気中でも静電気の除去ができる長点を持っている。

この発明で軟Ｘ線静電気除去装置の静電気除去能力は模擬帯電電圧を１０%程度まで低下する時間的比率とイオン電流であらわすことができる。イオンによる中和で静電気除去装置のイオン生成能力が大きいなら当然に短時間にて静電気除去が可能である。

この発明によって開発された軟Ｘ線静電気除去装置を使用して帯電物体と静電気除去装置との設置距離，静電気除去装置設置角度に対する実験を実施した。実験の結果つぎのような結論を得た:
１)帯電物体の帯電状態について適切な設置距離を選択して実験結果静電気除去装置の最大設置距離は２０００mmまで有効な静電気除去能力を得た。
２)静電気除去装置の設置角度につれて静電気除去効率の差異は別にないが立体角度１１５°以内のとき比較的優秀であつた。
３)軟Ｘ線静電気除去装置の発生イオン電流は最大+６３０nA，-５２３nAにあらわれた。設置距離１００mmまではイオン電流が増加したが，１００mm以上ではゆつくり低下して９００mmから１７〜１８nAに低下した。
４)この発明から開発された軟Ｘ線静電気除去装置は微粒子と粉塵の汚染が全然発生しないことで半導体とTFT-LCD， PDP製造工程に適合である。

この発明によって軟Ｘ線を利用した静電気除去装置(または光照射式静電気除去装置)は帯電物体近方の周囲ガスを電離させイオンを生成して帯電物体表面の静電気を除去する。よって軟Ｘ線静電気除去装置は大気圧不活性気体中でも酸素を含有した雰囲気中(即ち空気中)において有効な静電気除去装置だ。

上で言及したようにこの発明の静電気除去装置は，静電気除去対象物体である可燃性粉体，塗料，LCD，PDPおよび半導体製造工程から発生する静電気を中和・緩和する装置で，軟Ｘ線を利用する。

よってこの発明の軟Ｘ線照射静電気除去方式はコロナ放電式静電気除去装置に比べてつぎのような長点を持っている:
１)N２，Ar等の不活性ガスの雰囲気でも静電気除去が可能である。
２)残留帯電電位をほとんど±５V以内に維持することができる。
３)短時間(ほとんど１sec程度)内で静電気除去が可能である。
４)周囲雰囲気中のガス依存性がない。
５)電極を使用しないから無発塵(Dust Free)が可能である。
６)電子雑音(Electromagnetic Noise)がない。
７)別の維持および補修が必要でない。(Maintenance Free)

このようにこの発明は多様に変形することができいろいろな形態を取ることができて上記発明の詳細な説明ではこれにつれた特別な実施例に対してだけを記述し、でもこの発明は上記発明の詳細な説明で言及した特別な形態に限定することでない事と理解しなければならない。なお添付した請求範囲によって定義するこの発明の精神と範囲内にあるみんなの変形物と均等物および代替物を包含する事で理解しなければならない。

＜発明の効果＞
以上で詳細に説明したように動作するこの発明において，開示する発明中代表的な事によって得られる効果を簡単に説明すると。次のようである。

第１に，この発明は，粉体取扱とか製造工程にて帯電された粉体の静電気を除去して着火限界以下に帯電電圧を低下させて，粉体を使用する工程，特に飼料工場，食品加工工場，高分子プラスチック製造化学工場，木材加工工場等において浮遊粉塵の静電気放電からなる火災・爆発事故を防止し，半導体，LCDおよびPDP製造工程から発生する静電気を緩和して静電気のためパターンの破壊および粉塵の吸着を事前に予防して生産収率を向上することができる。

第２に，この発明による軟Ｘ線静電気除去装置は無発塵，オゾンが未生成するたけでなく電子および静電誘導がほとんどなく，また帯電体の静電気電圧を数ボルト緩和することができる。

第３に，セラミック管を利用した軟Ｘ線式静電気除去装置は同じ線量を発生するガラス管式Ｘ線管に比べて厚さが少なく軟Ｘ線発生効率が高くちいさい電源装置で駆動が可能でありLCD，PDPおよび半導体製造工程で静電気による素子の破壊を予防して収率を向上するだけでなくLCDおよび半導体の製造技術水準を向上させる。

第４に，N２，Ar等の不活性ガスの雰囲気でも静電気除去が可能である。

第５に，残留帯電電位をほとんど５V以内に維持することができる。

第６に，短時間(１sec程度)いないに静電気除去が可能である。

第７に，周囲雰囲気中のガス依存性がない。

第８に，電極を使用しないから無発塵(Dust Free)が可能である。

第９に，電子雑音(Electromagnetic Noise)がほとんどない。

第１０に，別途の維持および補修が必要ない(Maintenance Free)。

第１１に，帯電物体の帯電状態につれて適切な設置距離を選択して静電気除去装置の最大設置距離は２０００mmまで有効である。

第１２に，静電気除去装置の設置角度につれて制電効率の差異は別にないが立体角度１１５°以内の時比較的に優秀であった。

第１３に，軟Ｘ線静電気除去装置の発生イオン電流最大+６３０nA，-５２３nAで，設置距離１００mmまではイオン電流が増加したが，１００mm以上ではゆっくり低下して９００mmから１７〜１８nAに低下した。

第１４に，この発明から開発した軟Ｘ線静電気除去装置は微粒子と粉塵汚染が全然発生しないもので半導体とTFT-LCD，PDP製造工程に適合である。

第１５に，軟Ｘ線静電気除去装置は大気圧不活性気体中でも酸素を含有した雰囲気中(即ち空気中)で有効な静電気除去装置である。

第１６に，静電気除去対象物体の可燃性粉体，塗料，LCD，PDPおよび半導体製造工程で発生する静電気を中和・緩和させる。

従来の電圧印加式静電気除去装置の除電原理を表した図面である。 この発明による軟Ｘ線静電気除去装置構成の１つの実施例を表すブロック図である。 この発明による電源制御部構成の１つの実施例を表すブロック図である。 この発明に適用する軟Ｘ線管内部構成図である。 この発明に適用する軟Ｘ線発生装置のイオン生成原理を表す図面である。

符号の説明

１０ AC高電圧
２０ 放電電極
３０ イオングループ
４０ 帯電物体
１００ ヘッド部
１５０ イオン生成管
１５１ ウィンドウ部
１５２，１５４，１５８ フィラーメタルリング
１５３ アノード プレート
１５５ セラミックシリンダー
１５６ チタニウムフォイルシリンダー
１５７ タングステンフィラメント
１５９ セラミックピンヘッド
２００ 軟Ｘ線保護部
２１０ ドア
２２０ インターロックスイッチ
３００ 電源制御部
３１０ PWMモジュレイター
３２０ FETブリッジ回路部
３３０ フィラメント電流センサー部
３４０ 高圧変圧器(ターゲット電源部)
３５０ 高圧整流器(ターゲット電源整流部)
３６０ 隔離変圧器(フィラメント電源部)
３７０ 管電圧センサ(ターゲット電圧センサ部)
３８０ 管電流センサ(ターゲット電流センサ部)
３９０ リファレンスコンパレイター
４００ 光イオン化装置
Ｓ４１０ 安定した原子/分子状態
Ｓ４２０ 微弱Ｘ線が安定した原子/分子との衝突状態
Ｓ４３０ 安定した原子/分子が＋イオンを現わす状態
Ｓ４４０ 電子が安定した原子/分子と結合する状態
Ｓ４５０ 電子と結合した原子/分子が−イオンを現状態

Claims (6)

1. 窓の材質としてベリリウム(Be)薄膜にタングステン(W)を蒸着したのを使用するイオン生成管の軟Ｘ線管からエネルギーが高い１．２Å以上１．５Å以下の波長を持つ軟Ｘ線を発生させ静電気除去対象物体の静電気を中和および弱化して，直接ガス分子をイオン化し不活性ガス内でも静電気を除去するヘッド部；
   上記ヘッド部を包んでおり，作業者が放射線に被爆しないように上記ヘッド部から軟Ｘ線の漏出を防止する軟Ｘ線保護部；および
   上記ヘッド部と上記軟Ｘ線保護部とに電気的に連結され、上記ヘッド部が軟Ｘ線を適正に発生するように、上記軟Ｘ線管に、イオン生成を制御するための軟Ｘ線管のフィラメント電圧及びターゲット電圧を供給する電源制御部；を包含して構成され，
   帯電物体近方の周囲ガスを電離させイオンと電子を生成して帯電物体表面の静電気を除去することと、
   上記軟Ｘ線保護部は，厚さ１mmの鋼板で構成され，安全のために上記電源制御部の動作与否を制御する連動スイッチと上記連動スイッチをオン/オフするドアとを装着しており，上記ドアが開放した状態では上記ヘッド部が軟Ｘ線を発生しないようにすることと、
   上記電源制御部はPWMモジュレイターを使用してアノード電圧(ターゲット電圧)とフィラメント電流とをパルスウィドス制御方法で制御し，FETを使用してハーフブリッジ回路を構成して３０kHzの周波数にスイッチングし，上記PWMモジュレイターとハーフブリッジ回路とはフィラメント電源及びアノード電圧発生用に各々一つずつ設置されることと、
   上記電源制御部のアノード電圧発生部は，
   高電圧を発生する高圧変圧器；
   上記高圧変圧器によって発生した高電圧を感知する管電圧センサ；
   電圧が上記管電圧センサを通じフィードバック受けて定電圧で動作できるようにする高電圧ダブリング整流器；
   フィラメント電流を生成する変圧器；
   上記変圧器によって生成されたフィラメント電流を感知する為のフィラメント電流センサ；および
   セラミツク軟Ｘ線チューブを固定して電線を高電圧絶縁して導入する部分；
   を包含してできることと、
   上記軟Ｘ線管はイオンを生成して軟Ｘ線を発生するため真空管で構成され軟Ｘ線管の発熱温度を抑制する為にセラミック管を使用することと、
   を特徴とする軟Ｘ線を利用する静電気の除去装置。
2. 請求項１記載の軟Ｘ線を利用する静電気の除去装置において，
   上記電源制御部のアノード電源部は管電圧センサを通じフィードバックされてターゲットが９．５KVの定電圧で動作するようにして，フィラメント定電圧電源装置の隔離された変圧器はフィラメント電流センサと管電流センサとを通じ電流がフィードバックされてフィラメントが１５０μＡの定電流で動作するようにして，管電流センサを通じフィードバックされて長時間使用しても軟Ｘ線の発生量が変化しないようにすることを特徴とする軟Ｘ線を利用する静電気の除去装置。
3. 請求項１記載の軟Ｘ線を利用する静電気の除去装置において，
   上記静電気除去装置の有効な最大設置距離は２０００mmであることを特徴とする軟Ｘ線を利用する静電気の除去装置。
4. 請求項１に記載の静電気の除去装置に使用される軟Ｘ線管の製作方法において，
   セラミックチューブのメタライジング膜を得るためセラミック上のMo Mn ペイストをシルクスクリーンでペインティングした後水素雰囲気から１，３５０℃で２時間加熱した後冷却する段階；
   上記冷却後ブレージングの時にしめる性質を増進させるためメタライジングされた面に無電解ニッケルを鍍金する段階；
   上記ニッケル鍍金の後発生する電子の量によってタングステンフィラメントの直径を決定して，所定の厚さの鋼鉄棒に所定回数くらいフィラメントを巻いて引き出しLaBaOでコ
   ーティングする段階；
   上記LaBaOコーティングの後ベリリウムウィンドウプレート上にアノード物質をコーテ
   ィングしてこの時ブレージングが出来る側面の余白はコーティング出来ないように残し７３%の銀(Ag)と２７%の銅(Cu)とで構成したフィラーメタルにコーティングしたアノード表面に流入して効率が低減するのを防止する段階；
   上記アノード物質コーティングのあとFVAS(Filtered Vacuum Arc Source)コーティング装置を利用してBe ウィンドウプレートの上のWをコーティングする段階；
   専用真空路を使用して高真空ブレージングをしながら，モリブデンヒーターを使用して９００℃まで温度が到達するようにして，到達真空度はターボ モレキュラーポンプとロ
   ータリーポンプを利用して４x１０^-７ Torrまで出来るように排気する段階；および
   管の寿命を延す為に内部陰極の周辺にZr-Ni-V-Feの物質で構成されたノンエバポレイブルゲッターで４５０℃からジガシングされ活性化するゲッターを挿入する段階；を具備してできることを特徴とする軟Ｘ線管の製造方法。
5. 請求項４記載の軟Ｘ線管の製造方法において，
   上記ゲッターはフィラメントを張る時陰極のTiシリンダー外壁にスポット溶接で固定して，活性化されたゲッターは密閉したチューブ内部の空間から発生するガスを吸着させて真空度を長く維持してチューブの寿命を延長することを特徴とする軟Ｘ線管の製造方法。
6. 請求項５記載の軟Ｘ線管の製造方法において，
   上記軟Ｘ線を発生させる為のターゲット電圧は９．５kV，フィラメント電流は１５０μAであることを特徴とする軟Ｘ線管の製造方法。
   

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