JP4224355B2 - Static eliminator using alpha rays - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、半導体ウェハや液晶用ガラス基板等の製造過程で製品表面に発生する静電気を雰囲気イオン化源を用いて除電するようにした除電装置に係り、特に、α線源を雰囲気イオン化源として用いた除電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウェハ、液晶用ガラス基板、磁気ディスク・光ディスク用基板、プリント基板、各種フィルム等の製品の製造過程にあっては、部品間摩擦等によりその表面に帯電(静電気)が生じることが知られている。このようにして生じる帯電は、半導体ウェハであれば素子の破壊、製品の性能劣化或いはゴミ(微粒子)の付着による表面汚染の要因ともなり得る。
【0003】
そこで、昨今では、このような帯電の除去装置として、雰囲気イオン化源を用いた除電装置が種々用いられるようになっている。例えば、イオン放出用開口を残して周囲を閉ざされた遮蔽箱と、この遮蔽箱内に収容される1又は2以上の雰囲気イオン化源と、を有し、各雰囲気イオン化源により電離生成される雰囲気イオンをイオン放出用開口から放出して除電対象物に照射するようにした除電装置が知られている。イオン化源としては、コロナ放電のためのタングステン電極、紫外線放射のためのUVランプ、或いは軟X線照射のための軟X線放電管等が用いられる(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
コロナ放電を用いる除電装置では、タングステン電極に高電圧を印加することによって、所定強度以上の電界を電極先端部に発生させる。これにより、雰囲気中にイオンを発生させ、このイオンにより除電対象物表面の帯電(電荷)を中和する。
【0005】
また、紫外線を用いる除電装置は、UVランプにより紫外線を雰囲気中に照射し、これにより雰囲気中の分子がイオン化される作用を利用したものであり、雰囲気としては、例えば窒素ガスが使用される。
【0006】
また、軟X線を用いたものは、軟X線放電管を使用して軟X線を雰囲気中に照射するものであり、これにより雰囲気中の分子をイオン化するものである。
【0007】
ところで、上述の除電装置のうち、コロナ放電、紫外線を用いる除電装置にあっては、除電対象物の損傷の要因となるオゾンが発生するといった問題があり、また、コロナ放電、紫外線及び軟X線を用いる除電装置にあっては、メンテナンスが煩雑でかつ寿命の比較的短いタングステン電極やUVランプ、放電管等を用いらなければならないといった問題があるため、利用に踏み切り難いという欠点が指摘されており、昨今では、α線を使用した除電装置が提案されるに至っている。
【0008】
α線を用いた除電装置では、一般には、α線源としてアメリシウム又はポロニウムの薄片が使用される。この薄片からは、飛行距離約4cmのα線が照射され、これにより、雰囲気中にイオンが電離生成される。
【0009】
このα線を用いた除電装置では、メンテナンスが煩雑でかつ寿命の比較的短いという欠点を有する放電管等に換えて、半減期の長い(寿命の長い)α線源(雰囲気イオン化源)が用いられており、またオゾンが発生される虞もないため、製品の汚染回避やメンテナンスの容易さといった点で有利であり、昨今、様々なものが提案されている(例えば、特許文献2,3参照)
【0010】
【特許文献1】
特開2001−176691号公報
【特許文献2】
特開平7−45397号公報
【特許文献3】
特開平7−211483号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、α線を用いた除電装置では、以下の(1)、(2)に掲げる問題点が指摘されている。
【0012】
(1)α線粒子の飛行距離は約4cmと短いため、電離生成される雰囲気イオンを除電対象物に効率よく接触させるためには、α線源と除電対象物との距離を比較的短く保たねばならない。このような場合には、除電対象物にα線が直接照射されてしまうような場合が生じやすく、このことは、非除電物体の製品劣化等の要因ともなる。
【0013】
(2)上記のような除電対象物のα線による被爆(直接照射)を回避するために、α線により電離生成される雰囲気イオンを、α線源から所定距離離されたイオン放出用開口に送風により送り出す方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、このような場合には、α線遮蔽箱内で電離生成された雰囲気イオンの滞留時間が長くなり、その間に、雰囲気イオン同士の再結合が発生し、必要十分なイオンを放出できないという欠点が知見されている。
【0014】
この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、α線源から照射されるα線が除電対象物に直接照射される事態を確実に回避しつつも、α線照射により電離生成される雰囲気イオンを効率よく除電対象物に接触させることを可能としたα線を用いた除電装置を提供することにある。
【0015】
この発明のさらに他の目的乃至作用効果については、以下の明細書の記載を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のα線を用いた除電装置は、α線を遮蔽するための遮蔽面とイオン放出用開口とによりα線源周囲を囲むα線遮蔽箱と、α線遮蔽箱内に収容される1又は2以上のα線源と、を有し、各α線源のそれぞれから放出されるα線の照射により電離生成される雰囲気イオンをイオン放出用開口から放出して除電対象物に接触させるα線を用いた除電装置であって、α線遮蔽箱内におけるα線源は、除電対象物が設置される位置までそれぞれから放出されるα線が到達することがないように位置決めされている。
【0017】
『除電対象物が設置される位置』とは、本装置を使用するにあたってあらかじめ定めた除電対象物体を置くべき位置である。設置される位置がある範囲を持つ場合には、本除電装置に最も接近した位置を意味する。この位置は、α線遮蔽箱のイオン放出用開口がある側の外形の面と一致する場合もある。
【0018】
『α線源』としては、例えばアルメシウム、ポロニウムが挙げられる。
【0019】
『α線が到達することがない』場合とは、α線が遮蔽面に衝突して消失する場合の他に、遮蔽面には衝突せず、大気中を飛行中に周辺分子と相互作用をおよぼし合いながら直進し、運動エネルギーを失うことにより最後に消失する場合も含む。このときの到達しうる最大の距離(α線飛行距離)は実験式により知られている。大気圧、空気中においては、通常の4〜7eMVの運動エネルギーを持つα線粒子の場合は約4cmとなる。α線源からα線飛行距離以上離れた地点では、α線粒子自体が存在しないと考えることができる。
【0020】
本発明のα線を用いた除電装置によれば、α線源から照射されるα線が除電対象物に直接照射される事態を確実に回避することができる。一方で、イオン放出用開口付近には、雰囲気イオンが良好に生成され、雰囲気イオンを効率よく除電対象物に接触させることができ、除電効率が向上される。
【0021】
本発明において好ましくは、イオン放出用開口が設けられた側からみた、α線遮蔽箱の外形輪郭形状内部に、α線が到達する空間の外形輪郭形状が含まれる。
【0022】
このような構成によれば、本除電装置を除電対象物に対して設置した状態では、除電装置の周囲を人の手が通過するようなことがあっても、また、本除電装置に接近して物が設置されたとしても、α線が直接照射されることが無く安全である。
【0023】
本発明において、好ましくは、α線遮蔽箱は、除電対象物側の面に対物遮蔽面を有し、前記遮蔽面はα線源からα線飛行距離内にある除電対象物に向かって放射されるα線を遮蔽する。
【0024】
このような構成によれば、α線が除電対象物に直接照射される事態を確実に回避しつつ、α線を用いた除電装置に対して、除電対象物をα線飛行距離よりも近づけて配置することができる。このとき、雰囲気イオンも除電対象物の近くで生成されるので、除電対象物に到達するまでに再結合により消滅するイオンの数が減少し除電効率が高くなる。
【0025】
本発明において、さらに好ましくは、α線遮蔽箱は、α線源からイオン放出用開口の開口面に沿って放出されるα線の方向には、α線の飛行距離よりも離れた位置に側方遮蔽面を有する。
【0026】
『開口面に沿って放出されるα線の方向』は、少なくとも1つの方向であれば良く、全ての方向である必要はない。
【0027】
『側方遮蔽面』は、α線遮蔽箱のイオン放出用開口のある面を正面としたときの側方にある遮蔽面を意味する。
【0028】
このような構成によれば、イオン放出用開口の開口面に沿った方向に放出されるα線は、α線飛行距離よりも短い距離で遮蔽面によって遮蔽されることがないから、各α線毎に最大量の電離イオンを生成させることができる。
【0029】
本発明において、より好ましくは、α線源の位置から想定される全てのα線直射方向の先方には、α線遮蔽箱の遮蔽面が位置するように、α線源が配置される。
【0030】
大気圧空気中では、α線粒子の飛行距離は約4cmとされているが、圧力や雰囲気気体の種類などによってはこの飛行距離を超える箇所で、全てのα線粒子が消滅していない場合がある。そこで、α線源の位置から想定される全てのα線直射方向の先方には、α線遮蔽箱の壁体遮蔽面が位置するように、α線源を配置すれば、いかなる使用条件下においても、α線粒子の外部漏出の可能性を完全に排除することができる。また、このような構成によれば、外部からは見えない位置、すなわち奥まった位置にα線源が設置されることとなるため、不注意等によるα線源への接触による人体被爆等を良好に防止することができる。
【0031】
本発明において更に好ましくは、α線源として、α線の照射により雰囲気イオンが電離生成される領域を挟むようにしてα線遮蔽箱内に対向配置される1対のα線源が採用される。
【0032】
このような構成によれば、1対のα線源により雰囲気イオンの生成を促進することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るα線を用いた除電装置の好適な実施の一形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の実施の形態は本発明の一例を示すものに過ぎず、言うまでもなく、本発明の要旨は特許請求の範囲によってのみ規定されるものである。
【0034】
本実施形態におけるα線を用いた除電装置(以下、α線除電装置という)の構成が図1の内部透視図に示されている。
【0035】
同図に示されるように、このα線除電装置1は、略直方体状の中空のα線遮蔽箱10の内壁面に、α線源としてのアメリシウムの薄片12が貼付されてなる。この例では、α線遮蔽箱の材質としてアルミニウムが用いられている。また、この例では、2つのアメリシウム薄片12a,12bが使用されており、このα線遮蔽箱10の長手方向に沿う両側壁(10b−1,10b−2)に互いに対向するように貼付されている。この例で示されるアメリシウム薄片12は、それぞれから放出される放射線は、法規制対象外の3.7MBq以下である。
【0036】
α線遮蔽箱10の上壁面10aの中央部には、このα線遮蔽箱10の長手方向に沿ってイオン放出用開口11が設けられている。この除電装置1内では、各アメリシウム薄片12から照射されるα線の作用により、雰囲気イオンが常時電離生成されており、この雰囲気イオンをイオン放出用開口11から放出させて、除電対象物に接触させる。除電対象物としては、例えば、半導体ウェハ、液晶用ガラス基板、磁気ディスク・光ディスク用基板、プリント基板、各種フィルム等が挙げられる。除電対象物は、イオン放出用開口11の真上直近を、図1中、符号Xで示される矢印の方向(α線遮蔽箱10の長手方向と直交する方向、以下、パスラインという)に移動(走査)される。この走査を通じて、イオン放出用開口から漏れ出す雰囲気イオンが、除電対象物表面に接触され、除電対象物表面の電荷が中和される。
【0037】
α線除電装置1におけるアメリシウム薄片12の配置状態が図2に示されている。同図は、図1に示されるα線遮蔽箱10のA−A断面図でもある。
【0038】
アメリシウムから照射されるα線粒子の到達距離は約4cmであり、金属体に当たると吸収される性質を有していることが知られている。図2中、符号S1、S2で示される斜線領域は、このα線粒子の性質から予測されるアメリシウム薄片12からのα線粒子到達領域を示している。
【0039】
同図から明らかであるように、アメリシウム薄片12a、12bのそれぞれから照射されるα線のイオン放出用開口11付近の最高到達点は、α線遮蔽箱10の上壁10aがα線遮蔽体(対物遮蔽面)となっていることもあり、同図中符号P1、P2で示される位置(イオン放出用開口11から外部に出ないぎりぎりの位置)に存在している。
【0040】
本実施形態では、このようなα線最高到達点P1、P2を考慮して、アメリシウム薄片12がα線遮蔽箱10内に配置されている。このようにアメリシウム薄片12を配置することにより、イオン放出用開口11の真上に位置するパスラインを通過する除電対象物にα線が直射されるといった事態を確実に回避している。一方で、イオン放出用開口11にはα線が到達しているため、このイオン放出用開口11付近では常時雰囲気イオンが電離生成され、この雰囲気イオンが、イオン放出用開口11から放出されることにより、良好に除電対象物表面の電荷を中和することができる。
【0041】
尚、イオン放出用開口11から放出される雰囲気イオンには、イオン放出用開口11付近で電離生成されるものばかりでなく、α線遮蔽箱10内(α線粒子到達領域S1、S2)で電離生成される全ての雰囲気イオンが含まれると考えられる。しかしながら、α線遮蔽箱10内で電離生成される雰囲気イオンは、存在密度が高い場合、或いは滞留時間が長い場合には、正負イオン同士が再結合を起こす虞が指摘されている。そこで、本実施形態では、図2からも明らかであるように、アメリシウム薄片12aと、アメリシウム薄片12bとの最短距離が、少なくともα線粒子の到達距離(約4cm)の2倍以上に保たれている。このようにすることで、両アメリシウム薄片12から照射されるα線粒子同士の衝突を回避し、これにより、電離生成される正負イオン同士の再結合の抑制を図っている。
【0042】
もっとも、そのような正負イオン同士の再結合の虞を考慮しないのであれば、アメリシウム薄片12aと、アメリシウム薄片12bとの最短距離をα線粒子の到達距離(約4cm)の2倍以下とすることができる。この場合には、両アメリシウム薄片からのα線粒子の重複領域が形成されるから、雰囲気イオンの生成密度が高められ、結果、除電に寄与する雰囲気イオンをより効率よく得ることができると考えられる。
【0043】
次に、本発明の変形例を図3に示す。図2に示した実施形態と異なる点は、アメリシウム薄片12が、除電対象物Mに対してより近い側に配置されている点と、それにより、α線最高到達点P1、P2が、イオン放出用開口11の外に位置している点にある。このような構成とすることにより、雰囲気イオンが除電対象物Mの近くで生成されるので、除電対象物Mに到達するまでに再結合により消滅するイオンの数が減少し除電効率が高くなる。
【0044】
次に、本発明に係るα線除電装置の第1応用例を図4に示す。
【0045】
第1応用例では、1個のアメリシウム薄片120と、上面が開放された断面コの字状のα線遮蔽箱としての容器100とが使用される。同図は、容器100の縦断面図を示すものである。アメリシウム薄片120は、容器100の底壁中央部に配置される。同図中、符号Sで示される斜線領域は、アメリシウム薄片120の配置位置から想定されるα線到達領域である。
【0046】
この第1応用例においても、アメリシウム薄片120からイオン放出用開口110に向けて照射されるα線の最高到達点は、イオン放出用開口110から外部に出ないぎりぎりの位置に存在する。このため、同様に、イオン放出用開口110の真上に位置するパスラインを通過する除電対象物にα線が直射されるといった事態が確実に回避され、一方で、このイオン放出用開口110付近では常時雰囲気イオンが電離生成され、この雰囲気イオンが、イオン放出用開口110から放出されることにより、良好に除電対象物表面の電荷を中和することができる。
【0047】
もっとも、第1応用例では、上壁がない容器100が用いられているため、誤って人体の一部(例えば指等)がイオン放出用開口110から入り込み、アメリシウム薄片120に触れて放射線の被爆を受けやすいといった欠点も有している。この点からすると、図1、図2或いは図3に示した形態のように、α線遮蔽箱は、アメリシウム薄片に直接触れにくいもの、すなわち、必要最低限のイオン放出用開口を残して周囲が閉ざされたものを使用するのが好ましいであろう。
【0048】
本発明に係るα線除電装置の第2応用例を図5に示す。この第2応用例は、上述した第1応用例の変形例でもある。第1応用例と異なる点は、α線の照射領域Sが、イオン放出用開口110の外にはみ出している点にある。但し、イオン放出用開口110が設けられた側からみたα線遮蔽箱の外形輪郭形状内部(仮想線L1と仮想線L2の内側)に、α線が到達する空間の外形輪郭形状が含まれている点については同様である。このような構成によれば、雰囲気イオンが除電対象物Mに対してより近くで生成されるので、除電対象物Mに到達するまでに再結合により消滅するイオンの数が減少し除電効率が高くすることができる。一方で、除電装置を除電対象物に対して設置した状態では、除電装置の周囲を人の手が通過するようなことがあっても、また、本除電装置に接近して物が設置されたとしても、α線が直接照射されることが無く安全である。
【0049】
次に、本発明に係るα線除電装置の第3応用例を図6に示す。
【0050】
第3応用例では、1個のアメリシウム薄片120と、上壁100aを有し片側にイオン放出用開口110が設けられた略直方体状のα線遮蔽箱100とが使用される。同図は、α線遮蔽箱100の縦断面図である。
【0051】
第3応用例では、アメリシウム薄片120は、同図左側の側壁上部に配置されている。同図中、符号Sで示される斜線領域は、アメリシウム薄片120の配置位置から想定されるα線到達領域である。また、同図中、符号Lで示される一点鎖線は、イオン放出用開口110付近におけるα線最高到達点Pと、アメリシウム薄片120の上端(イオン放出用開口110に最も近い箇所)とを結ぶ仮想線である。
【0052】
この第3応用例においても、アメリシウム薄片120からイオン放出用開口110に向けて照射されるα線の最高到達点Pは、イオン放出用開口110から外部に出ないぎりぎりの位置に存在する。特徴的な点は、第3応用例においては、アメリシウム薄片120の位置から想定される全てのα線直射方向(例えば仮想線L)の先方には、α線遮蔽箱の遮蔽面が位置している点にある。このような構成とすることで、いかなる使用条件下においても、α線粒子の外部漏出の可能性を完全に排除することができる。また、このような構成によれば、外部からは見えない位置、すなわち奥まった位置にα線源が設置されることとなるため、不注意等によるα線源への接触による人体被爆等を良好に防止することができる。
【0053】
加えて、この第3応用例においては、アメリシウム薄片120からイオン放出用開口110の開口面に沿って放出されるα線の方向(例えば仮想線L)において、α線の飛行距離(約4cm)よりも離れた位置に側方遮蔽面100bが位置するように考慮されている。このように構成することで、イオン放出用開口110の開口面に沿った方向に放出されるα線は、α線飛行距離よりも短い距離で遮蔽面によって遮蔽されることがないから、各α線毎に最大量の電離イオンを生成させることができる。
【0054】
次に、本発明に係るα線除電装置の第4応用例を図7に示す。この例は、第3応用例の変形例でもある。第3応用例と異なる点は、α線の最高到達点P1が、イオン放出用開口110の外に位置している点にある。このような構成とすれば、図3に示した変形例の如く、雰囲気イオンが除電対象物Mのより近くで生成されるので、除電対象物Mに到達するまでに再結合により消滅するイオンの数が減少し除電効率が高くすることができる。
【0055】
そして、この第4応用例においては、第3応用例においてもほぼ同じく説明されるのであるが、α線遮蔽箱100は、除電対象物M側の面に対物遮蔽面として機能する上壁100aを有する構成とされている。この上壁100aは、アメリシウム薄片120から除電対象物Mに向かって放射されるα線を一部遮蔽している。すなわち、同図中符号P2で示される本来のα線最高到達点まで伸びる仮想線L2と、実際のα線最高到達点P1まで伸びる仮想線L1とで囲まれるα線飛行距離範囲S2が、この上壁100aにより排除されている。このため、α線が除電対象物Mに直接照射される事態を確実に回避しつつ、除電装置に対して、除電対象物Mをα線飛行距離よりも近づけて配置することができる。このとき、雰囲気イオンも除電対象物の近くで生成されるので、除電対象物に到達するまでに再結合により消滅するイオンの数が減少し除電効率が高くなる。
【0056】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態によれば、アメリシウム薄片から照射されるα線粒子が除電対象物に直接照射(被爆)される事態が確実に回避される。一方で、α線照射により電離生成される雰囲気イオンを効率よく除電対象物に接触させることができるから、除電効率の高い除電装置が実現される。また、α線遮蔽箱の底壁面を導体により接地することにより、より一層、除電対象物の除電効率を向上させることができる。
【0057】
尚、上述の説明では、α線源としてアメリシウム薄片を用いたが、α線源としては、ポロニウムを用いてもよい。
【0058】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の除電装置によれば、α線源から照射されるα線が除電対象物に直接照射される事態を確実に回避しつつも、α線照射により電離生成される雰囲気イオンを効率よく除電対象物に接触させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るα線除電装置の構成を示す内部透視図である。
【図2】本発明に係るα線除電装置におけるアメリシウム薄片の配置状態を詳細に示す図である。
【図3】本発明の変形例を示す図である。
【図4】本発明を応用したα線除電装置を示す図(その1)である。
【図5】本発明を応用したα線除電装置を示す図(その2)である。
【図6】本発明を応用したα線除電装置を示す図(その3)である。
【図7】本発明を応用したα線除電装置を示す図(その4)である。
【符号の説明】
1 α線除電装置
10 α線遮蔽箱
11 イオン放出用開口
12 アメリシウム薄片
M 除電対象物
S α線到達領域
P α線最高到達点
X パスライン(除電対象物移動方向)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a static eliminator that neutralizes static electricity generated on the surface of a product, for example, in the process of manufacturing a semiconductor wafer, a glass substrate for liquid crystal, etc., using an ambient ionization source, and in particular, an α-ray source is an ambient ionization source. It is related with the static elimination apparatus used as.
[0002]
[Prior art]
In the process of manufacturing products such as semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystals, substrates for magnetic disks / optical disks, printed boards, various films, etc., it is known that charging (static electricity) occurs on the surface due to friction between parts. Yes. In the case of a semiconductor wafer, the charge generated in this way can be a factor of surface contamination due to element destruction, product performance deterioration, or adhesion of dust (fine particles).
[0003]
Therefore, in recent years, various types of static eliminator using an atmospheric ionization source have been used as such a charge removing device. For example, an atmosphere that is ionized and generated by each atmosphere ionization source, including a shielding box that is closed around leaving an ion emission opening, and one or more atmosphere ionization sources that are accommodated in the
[0004]
In a static eliminator using corona discharge, an electric field having a predetermined strength or higher is generated at the tip of the electrode by applying a high voltage to the tungsten electrode. Thereby, ions are generated in the atmosphere, and the charge (charge) on the surface of the object to be neutralized is neutralized by the ions.
[0005]
In addition, the static eliminator that uses ultraviolet rays uses an action of irradiating ultraviolet rays into the atmosphere with a UV lamp and thereby ionizing molecules in the atmosphere. For example, nitrogen gas is used as the atmosphere.
[0006]
Moreover, what uses soft X-rays is what irradiates soft X-rays in atmosphere using a soft X-ray discharge tube, and ionizes the molecule | numerator in atmosphere by this.
[0007]
By the way, among the above-mentioned static eliminators, the static eliminator using corona discharge and ultraviolet rays has a problem that ozone that causes damage to the static elimination target is generated, and corona discharge, ultraviolet rays and soft X-rays. However, it has been pointed out that it is difficult to make use of a neutralization device that uses a tungsten electrode, a UV lamp, a discharge tube, etc., which is troublesome to maintain and has a relatively short life. Recently, static elimination devices using α rays have been proposed.
[0008]
In a static eliminator using α rays, generally, a thin piece of americium or polonium is used as an α ray source. The flakes are irradiated with alpha rays having a flight distance of about 4 cm, whereby ions are ionized and generated in the atmosphere.
[0009]
In this static eliminator using alpha rays, instead of a discharge tube having the disadvantages of complicated maintenance and a relatively short life, an alpha ray source (atmosphere ionization source) with a long half-life (long life) is used. In addition, there is no possibility that ozone is generated, which is advantageous in terms of avoiding contamination of products and ease of maintenance. Recently, various products have been proposed (see, for example,
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-176691 A [Patent Document 2]
JP 7-45397 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-211483
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems (1) and (2) have been pointed out in the static eliminator using α rays.
[0012]
(1) Since the flight distance of α-ray particles is as short as about 4 cm, the distance between the α-ray source and the charge removal object should be kept relatively short in order to efficiently bring the ionized and generated atmospheric ions into contact with the charge removal object. I have to ask. In such a case, the case where α-rays are directly irradiated to the object to be neutralized is likely to occur, and this is a factor such as product deterioration of the non-static object.
[0013]
(2) In order to avoid the exposure (direct irradiation) of the object to be neutralized with α rays as described above, the atmospheric ions ionized and generated by the α rays are moved to an ion emission opening separated by a predetermined distance from the α ray source. A method of sending out by blowing is proposed (for example, see Patent Document 1). However, in such a case, the residence time of the atmosphere ions ionized and generated in the α-ray shielding box becomes long, and during that time, recombination between the atmosphere ions occurs, and the necessary and sufficient ions cannot be released. Is known.
[0014]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to reliably avoid the situation where the α-rays irradiated from the α-ray source are directly irradiated to the static elimination object. Another object of the present invention is to provide a static eliminator using alpha rays that makes it possible to efficiently contact atmospheric ions ionized and generated by alpha ray irradiation with a static elimination object.
[0015]
Other objects and operational effects of the present invention will be easily understood by those skilled in the art by referring to the description of the following specification.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a static eliminator using α rays according to the present invention includes an α ray shielding box surrounding the α ray source by a shielding surface for shielding α rays and an ion emission opening, and α One or two or more α-ray sources housed in the radiation shielding box, and discharge atmospheric ions ionized and generated by irradiation of α-rays emitted from the respective α-ray sources from the ion emission openings. In this case, the α ray source in the α ray shielding box reaches the position where the charge removal object is installed, and the α ray emitted from each reaches the position where the charge removal object is installed. There is no positioning.
[0017]
The “position where the static elimination target object is installed” is a position where a static elimination target object determined in advance when using the apparatus is to be placed. When the installation position has a certain range, it means the position closest to the static eliminator. This position may coincide with the outer surface of the α-ray shielding box on the side where the ion emission opening is present.
[0018]
Examples of the “α-ray source” include aluminium and polonium.
[0019]
In the case of “alpha rays never reach”, in addition to the case where the α rays collide with the shielding surface and disappear, they do not collide with the shielding surface and interact with surrounding molecules while flying in the atmosphere. It also includes the case where it goes straight while losing kinetic energy and finally disappears. The maximum reachable distance (α ray flight distance) at this time is known from an empirical formula. In the case of α-ray particles having normal kinetic energy of 4 to 7 eMV at atmospheric pressure and in air, it is about 4 cm. It can be considered that α-ray particles themselves do not exist at a point that is more than the α-ray flight distance from the α-ray source.
[0020]
According to the static eliminator using the α-ray of the present invention, it is possible to reliably avoid the situation where the α-ray irradiated from the α-ray source is directly irradiated to the static elimination object. On the other hand, atmospheric ions are favorably generated in the vicinity of the ion emission opening, and the atmospheric ions can be efficiently brought into contact with the static elimination object, so that the static elimination efficiency is improved.
[0021]
Preferably, in the present invention, the outer contour shape of the space where α rays reach is included in the outer contour shape of the α-ray shielding box as viewed from the side where the ion emission opening is provided.
[0022]
According to such a configuration, in a state where the static eliminator is installed with respect to the static eliminator, even if a person's hand may pass around the static eliminator, the static eliminator is also approached. Even if an object is installed, it is safe because it is not directly irradiated with alpha rays.
[0023]
In the present invention, preferably, the α-ray shielding box has an objective shielding surface on a surface on the side of the static elimination object, and the shielding surface is radiated from the α-ray source toward the static elimination object within the α-ray flight distance. Shields alpha rays.
[0024]
According to such a configuration, the neutralization object is brought closer to the neutralization distance than the α-ray flight distance with respect to the neutralization device using the alpha ray while reliably avoiding the situation where the alpha radiation is directly irradiated to the neutralization object. Can be arranged. At this time, since atmospheric ions are also generated near the static elimination object, the number of ions that disappear due to recombination before reaching the static elimination object is reduced, and the static elimination efficiency is increased.
[0025]
In the present invention, it is more preferable that the α-ray shielding box is located on the side away from the flight distance of the α-ray in the direction of the α-ray emitted from the α-ray source along the opening surface of the ion emission opening. It has a shielding surface.
[0026]
The “direction of α rays emitted along the opening surface” may be at least one direction, and need not be all directions.
[0027]
The “side shielding surface” means a shielding surface on the side when the surface with the ion emission opening of the α-ray shielding box is the front.
[0028]
According to such a configuration, the α rays emitted in the direction along the opening surface of the ion emission opening are not shielded by the shielding surface at a distance shorter than the α ray flight distance. A maximum amount of ionized ions can be generated each time.
[0029]
In the present invention, more preferably, the α-ray source is arranged so that the shielding surface of the α-ray shielding box is located ahead of all the α-ray direct directions assumed from the position of the α-ray source.
[0030]
In atmospheric pressure air, the flight distance of α-ray particles is about 4 cm, but depending on the pressure and the type of atmospheric gas, all α-ray particles may not disappear at locations exceeding this flight distance. is there. Therefore, if the α-ray source is arranged so that the wall shielding surface of the α-ray shielding box is located at the front of all α-ray direct directions assumed from the position of the α-ray source, under any use condition However, the possibility of external leakage of α-ray particles can be completely eliminated. In addition, according to such a configuration, since the α-ray source is installed at a position that cannot be seen from the outside, that is, at a deep position, the human body exposure due to inadvertent contact with the α-ray source is good. Can be prevented.
[0031]
In the present invention, it is more preferable that a pair of α-ray sources arranged opposite to each other in the α-ray shielding box so as to sandwich a region where atmospheric ions are ionized and generated by irradiation of α-rays are employed as the α-ray source.
[0032]
According to such a configuration, generation of atmospheric ions can be promoted by a pair of α-ray sources.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a static eliminator using α rays according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are merely examples of the present invention, and needless to say, the gist of the present invention is defined only by the claims.
[0034]
The configuration of a static eliminator using α rays in the present embodiment (hereinafter referred to as “α ray neutralizer”) is shown in an internal perspective view of FIG.
[0035]
As shown in the figure, this α-ray
[0036]
In the central portion of the upper wall surface 10 a of the α-
[0037]
The arrangement state of the americium flakes 12 in the α-ray
[0038]
The arrival distance of α-ray particles irradiated from americium is about 4 cm, and it is known that it has a property of being absorbed when it hits a metal body. In FIG. 2, hatched areas indicated by reference signs S1 and S2 indicate α-ray particle arrival areas from the americium flakes 12 predicted from the properties of the α-ray particles.
[0039]
As is clear from the figure, the highest reaching point in the vicinity of the
[0040]
In the present embodiment, the americium flakes 12 are arranged in the α-
[0041]
The atmospheric ions emitted from the
[0042]
However, if the possibility of such recombination between positive and negative ions is not taken into consideration, the shortest distance between the
[0043]
Next, a modification of the present invention is shown in FIG. The difference from the embodiment shown in FIG. 2 is that the americium flakes 12 are arranged on the side closer to the static elimination object M, and thereby the α-ray maximum reach points P1 and P2 are ion emission. It exists in the point located outside the
[0044]
Next, the 1st application example of the alpha ray static elimination apparatus which concerns on this invention is shown in FIG.
[0045]
In the first application example, one
[0046]
Also in the first application example, the highest reaching point of the α ray irradiated from the
[0047]
However, in the first application example, since the
[0048]
The 2nd application example of the alpha ray static elimination apparatus which concerns on this invention is shown in FIG. This second application example is also a modification of the first application example described above. The difference from the first application example is that the α-ray irradiation region S protrudes outside the
[0049]
Next, the 3rd application example of the alpha ray static elimination apparatus which concerns on this invention is shown in FIG.
[0050]
In the third application example, one americium
[0051]
In the third application example, the
[0052]
Also in the third application example, the highest reaching point P of α rays irradiated from the
[0053]
In addition, in this third application example, the flight distance of α rays (about 4 cm) in the direction of α rays emitted from the
[0054]
Next, the 4th application example of the alpha ray static elimination apparatus which concerns on this invention is shown in FIG. This example is also a modification of the third application example. The difference from the third application example is that the highest point P1 of the α ray is located outside the
[0055]
In the fourth application example, the same applies to the third application example, but the α-
[0056]
As is clear from the above description, according to the present embodiment, it is possible to reliably avoid the situation where the α-ray particles irradiated from the americium flakes are directly irradiated (exposed) to the static elimination object. On the other hand, since the atmospheric ions ionized and generated by the α-ray irradiation can be efficiently brought into contact with the static elimination object, a static elimination device with high static elimination efficiency is realized. In addition, by grounding the bottom wall surface of the α-ray shielding box with a conductor, the charge removal efficiency of the charge removal object can be further improved.
[0057]
In the above description, americium flakes are used as the α-ray source, but polonium may be used as the α-ray source.
[0058]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the static eliminator of the present invention, the ionization by α-ray irradiation is performed while reliably avoiding the situation where the α-ray irradiated from the α-ray source is directly irradiated to the static elimination object. The generated atmospheric ions can be efficiently brought into contact with the static elimination object.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an internal perspective view showing the configuration of an α-ray static elimination apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing in detail an arrangement state of americium flakes in the α-ray static elimination apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a modification of the present invention.
FIG. 4 is a diagram (No. 1) showing an α-ray static eliminator to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a diagram (No. 2) showing an α-ray static eliminator to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a diagram (part 3) illustrating an α-ray static eliminator to which the present invention is applied;
FIG. 7 is a diagram (part 4) illustrating an α-ray static eliminator to which the present invention is applied;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
α線遮蔽箱内におけるα線源は、除電対象物が設置される位置までそれぞれから放出されるα線が到達することがなく、かつイオン放出用開口に臨む位置に雰囲気イオンが電離生成されるように、位置決めされている、ことを特徴とするα線を用いた除電装置。an α-ray shielding box surrounding the α-ray source by a shielding surface for shielding α-rays and an ion emission opening; and one or more α-ray sources accommodated in the α-ray shielding box , A neutralization device using alpha rays that discharges atmospheric ions ionized and generated by irradiation of alpha rays emitted from each alpha ray source from an ion emission opening and contacts the static elimination object;
The α-ray source in the α-ray shielding box is such that the α-rays emitted from each do not reach the position where the object to be neutralized is installed, and atmospheric ions are ionized and generated at the position facing the ion emission opening. Thus, the static eliminator using the alpha rays characterized by being positioned.
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