JP4312094B2 - 電磁界評価用複合プローブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品が実装された電子回路基板の電磁波適合性（ＥＭＣ；electro-magnetic compatibility）を評価する電磁界評価用複合プローブ装置に関し、特に電子回路基板に対する電磁波を検出するループアンテナの配置構成を改良した電磁界評価用複合プローブ装置に関する。

従来、この種の電磁界評価用複合プローブ装置としての近磁界プローブ及び回路実装プリント基板の誤動作箇所検出装置が特開平１０−３１１８５７号公報（以下、特許文献１）及び特許第３２０９９４４号公報（以下、特許文献２）に各々開示されるものがあり、これを図９及び図１０に示す。図９は、特許文献１に記載する従来の近磁界プローブアレーの斜視図、図１０（ａ）、（ｂ）は特許文献１に記載する従来の磁界計測システムの概略構成図である。

前記図９において従来の近磁界プローブアレー１５７は、基板上に導電性薄膜でコイルとその引出し線及び引出し線が接続されるパッドで形成される近磁界プローブ単体１３０ａ、１３０ｂが大きさを異なる２種類で構成され、この近磁界プローブ単体１３０ａ、１３０ｂを平板状のプローブ支持基板１５３上に立設する構成である。この近磁界プローブアレー１５７は、コイル寸法の小さなコイル１３５ａを有する近磁界プローブ単体１３０ａと、コイル寸法の大きなコイル１３５ｂを有する近磁界プローブ単体１３０ｂとを複数配設して構成される。

このように、近磁界プローブアレー１５７のように、複数配置したアレー内のコイル寸法の大きさの異なる各近磁界プローブ単体１３０ａ、１３０ｂで検知することにより、例えば、磁界強度の大きな箇所を特定したい場合に、一連の測定で広い領域を測定できる大きなコイル寸法の近磁界プローブ単体１３０ｂで行う大まかな磁界分布の測定に引き続いて、より小さなコイル寸法の近磁界プローブ単体１３０ａで磁界強度の大きな分布領域だけを選んで、詳細な磁界の分布計測を行うことで、始めから小さなコイル寸法の近磁界プローブで計測する場合に比べ、測定時間が短縮でき且つ高精度に計測できる。

前記図１０（ａ）、（ｂ）において従来の近磁界プローブユニット１６８は、基板上に導電性薄膜でコイルとその引出し線及び引出し線が接続されるパッドで形成される近磁界プローブ単体１３０ａ、１３０ｂが大きさを異なる２種類で構成され、この近磁界プローブ単体１３０ａ、１３０ｂを同一の支持基板１７０ａ上にコイル寸法が小さなコイル１３５ａを有する近磁界プローブ単体１３０ａと、コイル寸法の大きなコイル１３５ｂを有する近磁界プローブ単体１３０ｂとを並列して形成したものである。この例の場合、大小のコイル１３５ａ、１３５ｂが重なり合う部分があるが、小さなコイル１３５ａと大きなコイル１３５ｂの間には、コイル製作時に絶縁層１７１が介在されており、大小のコイルの重なり合う部分での短絡が防止されている。

このように形成された近磁界プローブユニット１６８の支持基板１７０ａをＸＹＺステージ６７に固定して磁界計測システムを構成している。
このＸＹＺステージ１６７は、基台１６５に固定されたステージ支持部材１６６の上部には測定対象物支持基板１６９が固定され、測定対象物１５５をその支持基板１６９に固定する。従って、ＸＹＺステージ１６７で測定対象物１５５に対する目的の位置にコイル寸法の異なる複数の近磁界プローブ単体１３０ａ、１３０ｂを有する近磁界プローブユニット１６８を移動させて計測することができる。

例えば、近磁界プローブユニット１６８を用いた磁界計測システムの測定動作の一例を説明する。測定対象物１５５の磁界強度の大きな箇所を特定したい場合に、ＸＹＺステージ１６７で、近磁界プローブユニット１６８を移動しての一連の測定で、まず、広い領域を測定できる大きなコイル寸法の近磁界プローブ単体１３０ｂで、大まかな磁界分布の測定と分布計算を行い、磁界強度の大きな領域を決定した後、引き続いて、より小さなコイル寸法の近磁界プローブ単体１３０ａで、磁界強度の大きな分布領域だけを選んで、詳細な磁界の分布計測を行うことで、始めから小さなコイル寸法のプローブで細かく計測する場合に比べ、測定時間を短縮でき且つ高精度に計測できる。

また、特許文献２に記載の回路実装プリント基板の誤動作箇所検出装置は、ノイズ印加用プローブを大中小の３種類で構成し、大きなサイズのプローブで広範囲にノイズを加えて回路実装プリント基板全体のおおまかな誤動作分布を把握した上で、ノイズに弱かった範囲に対してより小さなサイズのプローブで試験することにより、ノイズに弱い場所の絞込みを効率的に行うようにしたものである。
特開平１０−３１１８５７号公報 特許第３２０９９４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている背景技術の場合、近磁界プローブのループ側面を被測定物に向けた配置であり、ループの指向性により、プリント基板上の配線の方向により、感度の強弱が発生してしまうという課題を有する。

このようにループ側面部に沿ったライン上が受信強度が高くなることから、プローブが大きい場合には受信強度の高い範囲がループ側面部の長さに応じて１次元的に長くなるだけで、ＸＹステージを用いて荒い測定間隔で測定した場合、プローブ側面部に対向した場所でない測定対象物の箇所により、またプローブの指向性の関係により、測定漏れが発生してしまうという問題点がある。

また、特許文献２では、ノイズを印加する範囲を絞り込むために、大中小のプローブを取り替える必要があり、被試験体との位置合わせも再度し直すため、作業効率の低下や、位置ずれなどが原因で回路実装プリント基板の誤動作箇所を正確且つ迅速な検出ができないという課題を有する。

また、回路実装プリント基板上に実装されている部品とプローブとが干渉するためプローブを被試験体近傍まで近づけられず、電磁波を印加する範囲の微細化が制限されることとなり、より精密な検出ができないという課題を有する。

本発明は、前記課題を解消するためになされたもので、高密度実装化された電子機器の電子回路基板において、外来電磁波の影響を受けやすい箇所を高分解能で効率的に特定するための、電磁波を印加する領域を正確且つ迅速に切替えることができる電磁界評価用複合プローブを提供することを目的とする。

本発明に係る電磁界評価用複合プローブ装置は、電子部品が基板上に複数実装された電子回路基板にループアンテナのループの開口面を対向させ、当該ループアンテナに対向した電子回路基板の対向する範囲に対しループアンテナから電磁波を印加することにより前記電子回路基板のうち外来電磁波の影響を受け易い箇所を検出して評価する電磁界評価用複合プローブ装置において、前記ループアンテナが、大きさの異なる複数の独立した矩形状 の枠状に形成されたループコイルからなり、当該複数の各ループコイルの各共通する基準 位置を同一の支持体の特定点に一致させて配設されると共に、前記支持体が、先細状の段 差部で形成され、当該段差部に前記各ループコイルを小型のものから大型のものへと順に 各々配設され、高周波電流を流すループコイルを切替えることで、前記電子回路基板において電磁界の印加される領域を切替えるものである。

また、本発明に係る電磁界評価用複合プローブ装置は必要に応じて、前記ループアンテナが、各ループコイルの矩形状の枠体におけるコーナー部を各々基準位置とし、当該基準位置を前記支持体の特定点に一致させて配設される

また、本発明に係る電磁界評価用複合プローブ装置は必要に応じて、支持体が電磁気的な影響の少ない樹脂系材料又は電磁波吸収材料で形成されるものである。

また、本発明に係る電磁界評価用複合プローブ装置は必要に応じて、各ループコイルと電子回路基板との対向距離を調整して電磁界の印加される領域の大きさを制御するものである。

また、本発明に係る電磁界評価用複合プローブ装置は必要に応じて、各ループコイルに印加する電圧を調整して電磁波の強度を変化して発生させ、前記各ループコイル毎に前記電子回路基板上に誘起される電磁波の電圧レベルを同一レベルに調整するものである。

また、本発明に係る電磁界評価用複合プローブ装置は必要に応じて、通電し動作状態にした電子回路基板から放射される近傍電磁波分布を前記対向配設されたループアンテナにより検出するものである。

本発明においては、矩形状の枠状の大きさが異なるループコイルを共通する基準位置で同一支持体の特定点に一致して配設してループアンテナを形成し、当該ループコイルのループ開口面を電子回路基板に対向させ、高周波電流を流すループコイルを切替えることで、外来電磁波の影響を受け易い箇所を検出して評価するようにしているので、電磁界の印加される領域を切替えるため、プローブにおける各ループコイルの交換が不要となり、任意枠状のループコイルからより小さな枠状のループコイルへ切替えて検出する際に、このより小さな枠状のループコイルの位置決めを正確且つ迅速に行うことができることとなり、前記特定電磁波感受箇所の絞り込みを効率的に行ってＥＭＣ評価を確実且つ円滑に実行できるという効果を奏する。また、この特定点に一致して配設された各基準位置相互間の関 係から、任意の枠状のループコイルの検出領域においてより小さな枠状のループコイルを より正確且つ迅速に位置決めして移動できることとなり、ＥＭＣ評価を確実且つ迅速に実 行できるという効果を有する。さらにまた、大きさが異なるループコイルを先細状の段差 部で形成される支持体に順次配設するようにしているので、電気回路基板に実装される電 子部品間等の狭い領域へ先細状の段差部先端部分に配設されたループコイルを挿入して対 象となる配線又は電子部品により近づけることができることとなり、より高分解能に誤動 作箇所を絞り込むことが可能となるという効果を有する。

また、本発明においては、矩形状の枠体からなる各ループコイルのコーナー部を各々基準位置として前記支持体の特定点に一致させて配設するようにループアンテナを構成しているので、任意のループコイルにて特定された検出領域においてより小さなループコイルを移動させて検出する際に移動起点を共通の位置から開始できることとなり、ＥＭＣ評価を高速且つ正確に実行できるという効果を有する。

また、本発明においては、電磁気的な影響の少ない樹脂系材料又は電磁波吸収材料で支持体を形成しているので、支持体による電磁波の反射等によるループコイルの誤検出を防止できることとなり、ＥＭＣ評価をより確実且つ正確に実行できるという効果を有する。

また、本発明においては、各ループコイルと電子回路基板との対向距離を調整して検出領域の範囲を制御するようにしているので、ＥＭＣ評価をより高い精度とすることができるという効果を有する。

また、本発明においては、ループコイルに印加する電圧を調整して電磁波の強度を変化して発生させ、この変化した電磁波による電子回路基板の影響を受け易い特定電磁波感受箇所を検出するようにしているので、ＥＭＣ評価をより確実且つ正確に実行できるという効果を有する。

さらに、本発明においては、電子回路基板の各電子部品に電圧を印加し、この各電子部品から放射される電磁波をループアンテナにより検出するようにしているので、ＥＭＣ評価をより確実且つ正確に実行できるという効果を有する。

（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置を図１ないし図３に基づいて説明する。この図１は本実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置におけるプローブ部の斜視図、図２は本実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置の全体ブロック構成図、図３は図２記載の電磁界評価用複合プローブ装置の概略構成斜視図を示す。

前記各図において本実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置は、電子部品が基板上に複数実装置された被試験体となる電子回路基板１００のうち外来電磁波の影響を受け易い箇所（以下、特定電磁波感受箇所）を検出するための電磁波を発生させるループアンテナ１と、このループアンテナ１に高周波信号を印加する電磁波発生制御部２と、前記ループアンテナ１を電子回路基板１００の所定位置へＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸方向に移動させるＸＹＺステージ３と、このＸＹＺステージ３の移動制御する移動制御部４と、前記電磁波発生制御部２及び移動制御部４を制御して電子回路基板１００の特定電磁波感受箇所を検出する検出制御部５とを備え、前記ループアンテナ１が大きさの異なる３種の枠状に形成された小・中・大の各ループコイル１１、１２、１３からなり、この小・中・大の各ループコイル１１、１２、１３を段差状の支持体１４上に配置してプローブを構成するものである。

前記ループコイル１１、１２、１３は、方形の枠体状に電気配線を形成し、この枠体の各辺を１：３：９の比率で構成される。また、前記支持体１４は、合成樹脂製の方形状に形成される３枚の板体１４ａ、１４ｂ、１４ｃをその各中心（共通する基準位置に相当する。）を一致させて階段状に積層し、この各板体１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中心を中空の支柱１５で一体的に固着させる構成である。この支柱１５は、中空の内部にループコイル１１、１２、１３に接続されるシールド被覆の同軸ケーブル１６ａ、１６ｂ、１６ｃが挿通され、端部に設けられるコネクタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃに同軸ケーブル１６ａ、１６ｂ、１６ｃが接続される構成である。 前記ループアンテナ１は各ループコイル１１、１２、１３を片面銅箔プリント基板などにループアンテナ状の電気配線をエッチングして形成し、このプリント基板の中央部に穴を開けて支持体１４の各板体１４ａ、１４ｂ、１４ｃに差し込み、接着剤などで固定して製作することもできる。各ループコイル１１、１２、１３には、同軸ケーブルなどが接続されており、それぞれのループコイル１１、１２、１３に電流を流すことでループ開口面に対し垂直方向の磁界を発生させる。

前記電磁波発生制御部２は、前記ループアンテナ１の各ループコイル１１、１２、１３に対する接続を切替える切替スイッチ２１と、この切替スイッチ２１を介して各ループコイル１１、１２、１３へ高周波信号を発生させて印加する信号発生器２２とを備える構成である。この切替スイッチ２１は、シールド被覆された同軸ケーブル１８を介してループアンテナ１のコネクタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃに接続され、信号発生器２２からの高周波電圧を切替てループコイル１１、１２、１３のいずれかへ印加する構成である。

前記ＸＹＺステージ３は、電子回路基板１００を載置して固定する基板装着台６に隣接した対向する位置に配設され、この基板装着台６と共に装置本体７を構成している。なお、基板装着台６は、ＸＹＺステージ３のＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の移動基準点から特定される位置に電子回路基板１００を位置決めして固定する。また、基板装着台６の任意の位置に電子回路基板１００を固定した後、この固定位置に基づいて前記ＸＹＺステージ３の移動基準点を特定することもできる。

前記移動制御部４は、基板装着台６上に固定された電子回路基板１００における近傍平面上の全領域に亘ってＸ軸・Ｙ軸方向へループアンテナ１を順次移動させてスキャニングするようにＸＹＺステージ３を制御し、また必要に応じてＺ軸方向へもループアンテナ１が移動するように制御する。この移動制御は、ループアンテナ１のループコイル１１、１２、１３のいずれかで検査（試験）を実行しているかにより、移動距離が設定される。例えば、前記ループコイル１１、１２、１３による電子回路基板１００に対する電磁波の照射（以下、印加）ができる電磁波印加範囲（Ｘn×Ｙn）とした場合には、Ｘ軸の方向にはＸnの距離、Ｙ軸の方向にはＹnの距離を最大として移動制御される。

前記検出制御部５は、切替スイッチ２１に対してループコイル１１、１２、１３を選択して切替る制御を行い、信号発生器２２に対してループコイル１１、１２、１３に対する高周波電圧を印加する制御を行うと共に、移動制御部４に対してループアンテナ１を所定位置へ移動させる制御を支持する構成である。なお、切替スイッチ２１に対して検出制御部５から切替え制御を行う構成としたが切替スイッチ２１に対して直接手動により又は切替の指令により信号発生器２２と同軸ケーブル１８との接続を切替えることもできる。

また，ループアンテナ１の各ループコイル１１、１２、１３から発生する電磁界の印加範囲の微妙な位置ずれに関する補正情報をあらかじめ測定しておき，各ループコイル毎に位置補正をかけることも行う。

次に、前記構成に基づく本実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置の検出試験動作について説明する。例として被試験体となる電子回路基板１００の基板面積を２７０ｍｍ×２７０ｍｍとし、プローブとなるループアンテナ１のループコイル１１、１２、１３の電磁波印加範囲（Ｘn×Ｙn）を各々１０ｍｍ×１０ｍｍ、３０ｍｍ×３０ｍｍ、９０ｍｍ×９０ｍｍとし、特定電磁波感受箇所を１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲で特定することとする。試験を行う際は、電子回路基板１００を駆動制御部１０１により駆動（例えば、演算回路基板の場合は演算動作、表示制御基板の場合は表示動作、音声出力基板の場合は出力動作等）させた状態（以後、正常動作状態と表記）にしておき、試験実施担当者が表示や音声に異常を認めた場合、誤動作が発生したと判断する。最初に検出制御部５の制御により切替スイッチ２１がループアンテナ１のループコイル１３を選択して接続する。

ここで検出制御部５において、前記電子回路基板１００の全体を網羅する範囲を９０ｍｍ×９０ｍｍの正方形大領域に分割し、最初の領域にループアンテナ１を移動する。最初の領域にループアンテナ１が到達したら、信号発生器２２の出力電圧を徐々に強めてゆく。駆動制御部１０１上の表示や音声出力などで誤動作が確認された場合、その時に印加していた信号発生器２２の設定電圧を誤動作発生電圧として検出制御部５のメモリ（図示を省略）に記録する。記録が完了したら、次の領域にループアンテナ１を移動し、前記電子回路基板１００を正常動作状態にしてから最初の領域と同様の作業を繰り返す。この作業を全ての領域に対し繰り返し行う。

前記全ての領域での試験が完了したら、検出制御部５の出力表示部（図示を省略）の画面上で、各領域毎の誤動作発生電圧を表示させ、どこの領域が、より低い設定電圧で誤動作したか確認する。より低い電圧で誤動作した領域が比較的誤動作しやすい領域ということになる。そこで、その領域のみを検出制御部５において、３０ｍｍ×３０ｍｍの領域に分割し、使用するループコイルをループアンテナ１のループコイル１２に切替えて、３０ｍｍ×３０ｍｍの領域毎に評価する。同様の考え方で、さらに１０ｍｍ×１０ｍｍのループアンテナ１のループコイル１１に切替えて行う。このようにループコイル１２がループコイル１３と同一の支持体１４に配設されているので、切替スイッチ２１による切替え動作で簡易に実行でき、且つ電子回路基板１００の特定電磁波感受箇所が検出された正方形中領域に対しても確実且つ迅速に移動制御できる。

前記９箇所の正方形中領域で特定電磁波感受箇所が検出されると、この特定電磁波感受箇所における３０ｍｍ×３０ｍｍの正方形大領域を１０ｍｍ×１０ｍｍとする正方形小領域の９箇所に分割してループコイル１１により前記ループコイル１３、１２と同様に検出試験動作を実行して１０ｍｍ×１０ｍｍの領域における特定電磁波感受箇所へより迅速に絞り込んで検出できることとなる。このようにループコイル１１がループコイル１２と同一の支持体１４に一体的に且つ共通する基準位置である中心を一致させて配設されているので、切替スイッチ２１による切替え動作で簡易に実行でき、且つ電子回路基板１００の特定電磁波感受箇所が検出された正方形小領域に対しても確実且つ迅速に移動制御できる。

このように電磁波印加範囲が異なる複数のループコイル１１、１２、１３を順次切替えて検出試験を行うことにより、ループコイル１３で９回、ループコイル１２で９回、ループコイル１１で９回からなる合計２７回の検出動作で１０ｍｍ×１０ｍｍの領域における特定電磁波感受箇所を検出動作できるのに対し、電磁波印加範囲が１０ｍｍ×１０ｍｍのプローブのみを用いた場合には７２９回（２７×２７）の検出動作が必要となる。従って、本実施形態の場合は、従来の検出動作の２７分の１での検出動作回数で済み、正確且つ効率よく特定電磁波感受箇所を絞り込むことが可能となる。

なお、被試験体の電子回路基板１００に表面の凹凸が少ない場合、大きさの異なる複数のループコイルを同一平面上に形成したループアンテナ１でも良いが、被試験体の電子回路基板１００に凹部を有する場合について、ループアンテナ１をＸＹＺステージ３によりＺ軸方向へ移動させて極力近づけたい場合には、ループアンテナ１の各ループコイル１１、１２、１３の先端に近いほど、この各ループコイル１１、１２、１３の大きさが段階的に小さくなるように取り付けられた構造としていることより、被試験体との干渉が低減するようになっている。

前記移動制御部４の制御によりループアンテナ１を移動させる測定間隔も特に限定しないが、使用する電磁界評価用プローブとなるループコイル１１、１２、１３のサイズよりも試験間隔が広い場合には、試験漏れが生じる場所が発生する恐れがあるので、使用するループコイル１１、１２、１３の外枠（又は電磁波印加範囲）が重なり合う程度以下の間隔で測定することが望ましい。

また、ループコイル１１、１２、１３の形状についても特に限定しないが、均一な電磁界分布を有し、マトリクス状に移動させて試験する際、より少ない回数で測定漏れがないように測定するためには正方形が望ましく、電子回路基板１００の形状に応じて長方形とすることもできる。

また、使用するループアンテナ１におけるループコイル１１、１２、１３の数は大小２個以上で特に個数の制限はないが、電磁波の印加範囲を９分割以外に４分割づつ段階細分化していくと、範囲の絞り込みの効率が良いので、電磁評価用プローブの面積比率が約９分の１以外に約４分の１の割合で小さくなるように組合わせるのが望ましい。

また、使用するループアンテナ１におけるループコイル１１、１２、１３のサイズも特に限定しないが、最大のものは被試験体のサイズ程度、最小のものは、被試験体の電子回路基板１００で使用されている電気配線の中から特定の電気配線を選別できる程度までと考えられる。

また、ループアンテナ１におけるループコイル１１、１２、１３には、それぞれ同軸ケーブル１８やツイストペア線、シールド付きツイストペア線、プリント基板やフレキシブル基板を用いたストリップ線路、シールドを施したマイクロストリップ線路、シールドを施したコプレナ線路など、高周波伝送に適しコイル以外の部分から不要な電磁波が生じないよう配慮した電気配線が接続され、切替スイッチ２１などを介することで、ループコイル１１、１２、１３の切替えを行う構成としたが、切替スイッチ２１を介することなく信号発生器２２の入力端子部でループコイル１１、１２、１３に接続されている個々のケーブルをつなぎ変えることで切替えることもできる。もしくはループアンテナ１の内部に切替スイッチ２１があり、電気的制御等により切替えることもできる。

また、ループアンテナ１におけるループコイル１１、１２、１３の構造自体については特に限定しないが、主に磁界の印加を主な目的とする場合には、単純に銅配線を樹脂材などにループ状に固定したものや銅箔付きプリント基板や銅箔付きフレキシブル基板などの銅箔部分をループコイル状にエッチングしたもの，樹脂基板などに導電性塗料をループ状に塗布したもの等がある。それらのいずれについても単純にループ状の電気配線にしたものや，ループ状の電気配線の周囲をシールドしたシールデッドループ構造のもの等がある。その他，セミリジッドケーブル等の同軸ケーブルを用いたシールデッドループ構造のものもある。

ループアンテナ１における個々のループコイルは，電気的特性や機械的特性などに応じ上記の各種構造の物を組合わせる場合もある。
（本発明の第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置におけるプローブ部の斜視図である。同図において本実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置は、前記第１の実施形態と同様にループアンテナ１、電磁波発生制御部２、ＸＹＺステージ３、移動制御部４、検出制御部５を備え、前記ループアンテナ１の各ループコイル１１、１２、１３及び板体１４ａ、１４ｂ、１４ｃの配置構成を異にする。

前記ループアンテナ１は、大きさが異なる３種の方形枠状に形成された小・中・大の各ループコイル１１、１２、１３からなり、この小・中・大の各ループコイル１１、１２、１３を各コーナー部１９を一致するように積層させた段差状の支持体１４上に配設する構成である。このようにループコイル１１、１２、１３の各コーナー部１９を一箇所に一致させて構成されているので、例えば大きなループコイル１３から最小のループコイル１１に順次切替えて検出動作を行う場合に、切替え時にスキャニングの起点となる位置を各ループコイル１１、１２、１３の総てが共通する位置とできることとなり、正確且つ高速にＥＭＣ評価を実行することができる。

本発明の実施例１を図５及び図６に基づいて説明する。この図５は前記図１に記載する実施形態に係るループアンテナによる放射磁界強度分布検出実験装置の構成図、図６は図５の実験で得られた放射磁界強度分布特性図を示す。

本実施例に係る放射磁界強度分布検出実験装置は、前記図１及び図２に記載の電磁界評価用複合プローブ装置と同様にループアンテナ１、電磁波発生制御部２、ＸＹＺステージ３（図示を省略）、移動制御部４（図示を省略）を備え、この構成に加えループアンテナ１の対向する位置に微小磁界プローブ８を配置し、この微小磁界プローブ８からの出力をスペクトラムアナライザ９に入力して磁界強度分布として出力する構成である。

前記ループアンテナ１は、図５に示すように、１辺９０がｍｍの正方形状のループコイル１３と、１辺３０ｍｍの正方形状のループコイル１２と、１辺１０ｍｍの正方形状のループコイル１１とを、５ｍｍの間隔で同心を共通にして積層して組合わせて構成する。

信号発生器２２から１００MHzの高周波電流を切替えスイッチ２１を介し、ループコイル１１、もしくはループコイル１２、もしくはループコイル１３に供給し、ループコイル１３と約５ｍｍ離れた平面上での磁界強度分布を、スペクトラムアナライザ９に接続された微小磁界プローブ８をマトリクス状にスキャンさせて測定した。
なお、測定は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともループアンテナ１の各ループコイル１１、１２、１３の中心部を中心とした±８０ｍｍの範囲を２ｍｍ間隔で行った。

前記実験の測定結果は、全測定ポイントの中の最大値から最大値−２ｄＢまでを黒色で表示し、−２ｄＢ区切りで徐々に淡白色へ至る濃淡で受信強度を表現している。また、使用したループコイル１１、１２、１３のループ形状も併せて表示し、プローブの位置と磁界強度分布の関係も確認できるようにしている。

図６（ａ）に示すように、１辺９０ｍｍの正方形状のループアンテナからなるループコイル１３の場合、使用したループコイル１３のループ枠内のほぼ全域は最高受信レベル−６ｄＢ以内で強い電磁界強度を有しており、ループ枠から外れると急速に磁界レベルが低下しており、プローブの存在する領域に局所的に強い電磁波を印加していることを確認できる。

この傾向は、図６（ｂ）や、図２（ｃ）に示すように、１辺３０ｍｍの正方形状のループアンテナからなる電磁界評価用プローブ２３や１辺１０ｍｍの正方形状のループアンテナからなるループコイル１２の場合でも同様であり、これらの結果から電磁界印加用複合プローブに取り付けられたループコイル１１、１２、１３の中から任意の電磁界評価用プローブに切替えることで、局所的な電磁波を印加する範囲を制御できることを確認した。

以上のように、電磁界評価用プローブの形状と局所的な電磁界の印加範囲はほぼ一致するので、例えば、最初にループコイル１３で被試験体全体を９ｃｍ×９ｃｍの領域に分割して試験することで、被試験体全体の電磁波への感受性を大まかな傾向を把握し、より詳細に確認したい範囲を、ループコイル１２で３ｃｍ×３ｃｍの領域に９分割して再度試験し、同様のことをループコイル１１でも行うという手順で効率的に範囲の絞り込みを行うことが可能である。

本発明の実施例２を図７及び図８に基づいて説明する。この図７は前記図１に記載する実施形態に係るループアンテナによる放射磁界強度分布検出実験装置構成図、図８は図７の実験で得られた放射磁界強度分布特性図を示す。

本実施例に係る放射磁界強度分布検出実験装置は、前記図１及び図２に記載の電磁界評価用複合プローブ装置と同様にループアンテナ１、電磁波発生制御部２、ＸＹＺステージ３（図示を省略）、移動制御部４（図示を省略）を備え、このループアンテナ１の構成にを異にすると共に、ループアンテナ１の対向する位置に微小磁界プローブ８を配置し、この微小磁界プローブ８からの出力をスペクトラムアナライザ９に入力して磁界強度分布として出力する構成である。

前記ループアンテナ１は、図７に示すように、直径８５ｍｍのループアンテナからなるループコイル１２ａと直径１８ｍｍのループアンテナからなるループコイル１１ａとを５ｍｍの間隔で同心を共通にして積層して組合わせた構成である。

信号発生器２２から１００MHzの高周波電流を切替えスイッチ２１を介し、ループコイル１２ａもしくはループコイル１１ａに供給し、ループコイル１２ａと約１０ｍｍ離れた平面上を、スペクトラムアナライザ９に接続された微小磁界プローブ８を２ｍｍ間隔でマトリクス状にスキャンさせながら、電磁界強度を測定する。

図８（ａ）に示すように、直径８５ｍｍのループアンテナからなるループコイル１２ａの場合、使用したループコイル１２ａのループサイズである８５ｍｍの枠内のほぼ全域は最高受信レベル−５ｄＢ以内でほぼ均一な電磁界強度を有しており、プローブの範囲から外れると急速に磁界レベルが低下しており、プローブの存在する領域のみ局所的に電磁波を印加していることを確認できる。

図８（ｂ）に示すように、直径１８ｍｍのループアンテナからなるループコイル１１ａの場合も、使用したループコイル１１ａのループサイズである１８ｍｍの枠内のほぼ全域は最高受信レベル−５ｄＢ以内でほぼ均一な電磁界強度を有しているおり、プローブの範囲から外れると急速に磁界レベルが低下している。図８（ａ）（ｂ）の結果からループアンテナ１に取り付けられたループコイル１１ａ、１２ａの中から任意の電磁界評価用プローブに切替えることで、電磁波を印加する範囲を制御できることを確認した。

本発明の第１の実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置におけるプローブ部の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置の全体ブロック構成図である。 図２記載の電磁界評価用複合プローブ装置の概略構成斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る電磁界評価用複合プローブ装置におけるプローブ部の斜視図である。 図１に記載する実施形態に係るループアンテナによる放射磁界強度分布検出実験装置の構成図である。 図５の実験で得られた放射磁界強度分布特性図である。 図１に記載する実施形態に係るループアンテナによる放射磁界強度分布検出実験装置構成図である。 図７の実験で得られた放射磁界強度分布特性図である。 従来の近磁界プローブアレーの斜視図である。 従来の磁界計測システムの概略構成図である。

符号の説明

１ ループアンテナ
２ 電磁波発生制御部
３、１６７ ＸＹＺステージ
４ 移動制御部
５ 検出制御部
６ 基板装着台
７ 装置本体
８ 微小磁界プローブ
９ スペクトラムアナライザ
１１、１２、１３、１１ａ、１２ａ ループコイル
１４ 支持体
１５ 支柱
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 同軸ケーブル
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ コネクタ
１８ 同軸ケーブル
２１ 切替スイッチ
２２ 信号発生器
１００ 電子回路基板
１０１ 駆動制御部
１３０ａ、１３０ｂ 近磁界プローブ単体
１３５ａ、１３５ｂ コイル
１５３ プローブ支持基板
１５５ 測定対象物
１５７ 近磁界プローブアレー
１６５ 基台
１６６ ステージ支持部材
１６８ 近磁界プローブユニット
１６９ 測定対象物支持基板
１７０ａ 支持基板
１７１ 絶縁層

Claims (6)

1. 電子部品が基板上に複数実装された電子回路基板にループアンテナのループの開口面を対向させ、当該ループアンテナに対向した電子回路基板の対向する範囲に対しループアンテナから電磁波を印加することにより前記電子回路基板のうち外来電磁波の影響を受け易い箇所を検出して評価する電磁界評価用複合プローブ装置において、
   前記ループアンテナが、大きさの異なる複数の独立した矩形状の枠状に形成されたループコイルからなり、当該複数の各ループコイルの各共通する基準位置を同一の支持体の特 定点に一致させて配設されると共に、前記支持体が、先細状の段差部で形成され、当該段 差部に前記各ループコイルを小型のものから大型のものへと順に各々配設され、高周波電流を流すループコイルを切替えることで、前記電子回路基板において電磁界の印加される領域を切替えることを
   特徴とする電磁界評価用複合プローブ装置。
2. 前記請求項１に記載の電磁界評価用複合プローブ装置において、
   前記ループアンテナが、各ループコイルの矩形状の枠体におけるコーナー部を各々基準 位置とし、当該基準位置を前記支持体の特定点に一致させて配設されることを
   特徴とする電磁界評価用複合プローブ装置。
3. 前記請求項１又は２に記載の電磁界評価用複合プローブ装置において、
   前記支持体が電磁気的な影響の少ない樹脂系材料又は電磁波吸収材料で形成されることを
   特徴とする電磁界評価用複合プローブ装置。
4. 前記請求項１ないし３のいずれかに記載の電磁界評価用複合プローブ装置において、
   前記各ループコイルと電子回路基板との対向距離を調整して電磁界の印加される領域の 大きさを制御することを
   特徴とする電磁界評価用複合プローブ装置。
5. 前記請求項１ないし４のいずれかに記載の電磁界評価用複合プローブ装置において、
   前記各ループコイルに印加する電圧を調整して電磁波の強度を変化して発生させ、前記 各ループコイル毎に前記電子回路基板上に誘起される電磁波の電圧レベルを同一レベルに 調整することを
   特徴とする電磁界評価用複合プローブ装置。
6. 前記請求項１ないし５のいずれかに記載の電磁界評価用複合プローブ装置において、
   通電し動作状態にした電子回路基板から放射される近傍電磁波分布を前記対向配設され たループアンテナにより検出することを
   特徴とする電磁界評価用複合プローブ装置。