JPS63281069A - 静電気検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は検出技術に関し、特に静電気の検出に適用して
有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

従来の静電気測定器については、特開昭４８−２２０７
１号公報に記載されている。その概要はシールドケース
に設けた窓に一定周期で電極が露出するようにし、電極
に生じる誘起電位な摺動接点を介して増幅器に印加する
ように構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者は上述した公報を参考にして、静電気検出装置
を製作すべく検討した。

しかしながら、シールドケースの形状に関する記載がな
く１本発明者はセンサ構造の関係から、金属板の主表面
に塗装を施した直方体状のシールドケース（以下カバー
とする）を用いた。

ところが、静電気検出時、被検出物からの靜電訪導によ
ってカバー自体が帯電し、そのカバーの帯電をも検出し
てしまい、正確な静電気検出ができないという問題があ
ることを見い出した。

本発明の目°的は、非導電体（塗装を施した金属板や樹
脂製のものなど）で構成されたセンサのカバーであって
も、カバー自体が帯電することを低減するものである。

本発明の他の目的は、センサのカバー自体の帯電を低減
して、正確な静電気検出装置を提供するものである。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明丁れば、下記の通りである。

丁なわち、非導電体であるカバーの主表面に、複数の凹
状の溝を形成するものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、被検出物とカバーの間は平行す
る面が小さくなり、被検出物とカバーとの静電容量を小
さくできるため、カバー伺の静電誘導を低減してカバー
自体の帯電をおさえるものである。

上述したように、カバー自体の帯電を低減できろため、
主表面がフラットなカバーのものに比べ、カバー自体の
帯電を測定することを低減して、正確な静電気検出が行
なえるものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例である静電気検出装置のセ
ンサを覆うカバーを示す概略斜視図である。

第２図は、本発明の一実施例である静電気検出装置の構
成を示す概略図である。

第３図は１本発明の一実施例の作用を説明するだめの図
である。

第１図において、１はカバーであり、四角柱（直方体）
状のもので、その主表面には塗装が施されている（実質
的に非導電体）。２は、側面であり、前記カバー１の長
手方向の側面を示す。３は、テーパ面であり、前記側面
２と後述する底面との間に形成され、底面に近づ（につ
れて幅狭になっている。４は、底面であり、前記側面２
と直交する方向にあり、後述する検出孔が設けられてい
る。５は、検出孔であり、静電気を検出するためのセン
ナ（検出電極′）が覗く部分で、前記底面４に円形の貫
通孔として設けられている０６は・凹溝であり、前記底
面４の長手方向に渡って、複数本形成されている。

第２図において、７は、センサを示し後述する回転セク
タ、検出電極、モータなどを総称する。

８は、検出電極であり、長手方向と直交する方向（紙面
方向）・の断面が円孤状の金属の板状物である。９は１
回転セクタであり、金属の円筒状物で円周方向の側面（
曲面部分）に、円形の貫通孔（図示せず）が２個設けら
れている。この回転セクタ９は後述するモータにより回
転する。１０は、ステーであり１円環状の金属板と略Ｓ
字状の板状物を一体に成形したもので、前記検出電極２
を円環状の部分で連結し、支持している。１１は、シャ
フトであり、後述するモータから伸び、前記ステー１０
の円環状の部分を通りて前記回転セクタ９に連結されて
いる。回転セクタ９は、後述するモータによってシャフ
ト１１を介して回転（円周方向に回転）するものである
。１２は、モータであり、前記回転セクタ９を回転させ
るためのものである。１３は、演算増幅部であり、前記
検出電極８から伸びるステー１０と電気的に接続され、
検出電極８から得られろ交流信号を増幅し、整流する機
能を有する。

ところで、シャフト１１はアースが取られ、常にゼロ電
位とされているものとする。

１４は、出力であり、前記演算増幅部１３によって演算
増幅された信号を出力するためのものである。１５は、
ピークホールド回路であり、出力１４からの出力のピー
ク（各波のピーク）をホールドすることにより、レベル
表示などを安定化させるためのものである。

ここで、各波のピークをホールドするためにはリセット
信号を必要とするが、リセット期間中は測定（検出）の
不感情となるため、本実施例ではピークホールド回路を
並列に２個ならべ（図示せず）、リセットパルスの位相
をずらし常に測定（及びピークホールド）できるように
している。

１６は、センサ出力であ−リ、前記ピークホールド回路
１５からの出力を後述するセンサ出力端子に導くための
ものである。１７は、センサ出力端子であり、静電気の
大きさを外部に出力するためのものであり、例えば、Ｘ
−Ｙレコーダ、レベルメータなどが接続される。１８は
、アンプであり、微小領域での設定電圧との比較（例え
ば、０．４ｖの設定値に対して０．３５Ｖなどとの比較
）では、何んらのノイズによって誤判定する可能性が大
きいため、増幅して比較し易くするためのものであり、
前記ピークホールド回路１５が接続されている。工９は
、最大レベル設定ボリー−ムであり、ここで設定したレ
ベル以上の静電気を検出した場合、後述する最大表示ラ
ンプが点灯するようになっている。２０は、最大レベル
表示ランプであり、前記最大レベル設定ボリューム１９
で設定したレベル以上の静電気を検出した際に点灯する
ものである。２１は、制御部であり、後述するリレー出
力を行なうための停止レベル比較回路、異常な静電気を
検出し警報を表示（ブザーを鳴ら丁）するための警報レ
ベル比較回路、停止レベルを越えた回数をカウントする
カウンタなどを備えている。

停止レベル比較回路は、コンパレータを備え停止レベル
設定ポリニーム２２の設定で、所定のレベルが設定され
、このレベルを越えた静電気が検出されるとラッチ回路
にてラッチした後、リレー出力して例えば本装置が取付
けられている装置を停止させたり、後述する警報を鳴ら
したりすることかできる。また、この停止回数は図示し
ないカウンタ回路を用いて、カウントできるものである
。

２３は、ストップランプであり、前記停止レベル比較回
路につながれ、所定レベルを越えた静電気が検出された
際点灯するものである。さらに、警報レベル比較回路（
図示せず）もコンパレータを備え、警報レベル設定ボリ
ューム２４の設定で所定のレベルが設定され、このレベ
ルを越えた静電気が検出されると後述する警報ランプを
点灯させ、ブザーを鳴らずための回路である。２５は、
警報ランプであり、所定レベル以上の静電気を検出した
際に、ランプ点灯するものである。２６は、ブザーであ
り、前記警報ランプ２５と同期して警報を鳴らずための
ものである。２７は、リレーであり、前記停止レベル比
較回路からの停止信号を出力するためのもので、リレー
出力端子２８に接続されている。２９は、リセットスイ
ッチであり、前記ラッチ回路をリセットするためのもの
である。

３０は、ＩＣであり、本実施例では後述するパッケージ
の長手方向側面から、両側にリードが突出しているＤＩ
Ｌ（デュアル・イン・ライン）タイプのＩＣを示してお
り、被測定物となっている。

３１は、パッケージであり、ＩＣの心臓部としてのベレ
ット周囲及び後述するリードの一部を覆うもので、直方
体形状のものである。３２は、リードであり、ペレット
とＩＣの外部との導通をとるためのものである。

第３図において、ｄ、はカバー１の底面４と、ＩＣ３０
のパッケージ３１主表面との距離を示す。

ＣＩは距離ｄ、における容量を示す。ｄ！はカバー１の
凹溝６とＩＣ３０のパッケージ３１主表面との距離を示
す。Ｃ！は距離ｄ！における容量な示す。■は電圧、Ｅ
は電界、Ｑは電荷な示す。

以下、上述した構成の本発明の一実施例の作用について
説明する。

先ずセンサの動きとしては、第２図において回転セクタ
９がモータ１２の動作によって、シャフト１１を介して
回転する。この際回転セクタ９には図示しない円形の貫
通孔が２個設けられているため、検出電極８はこの貫通
孔から断続的に覗くことになる。この状態で検出電極８
の下方を被検出物としてのＩＣ３０が通過する。すると
、ＩＣ３０のパッケージ３１の主表面などに静電気が帯
電している場合、静電誘導の現象により帯電物体として
のＩＣ３０と検出電極８との間に電気力線が生じる一方
、前記回転セクタ９の回転によって貫通孔が動くため、
この電気力線は断続的なものとして伝わる。

すると、検出電極８からは交流信号が得られる。

得られた交流信号は演算増幅部１３によって、増幅・整
流され、これはＩＣ３０の帯電電圧（静電気）に比例し
た直流電圧となる。

ところで１本発明の−５）１例の作用を説明すると、第
３図において、カバー１とＩＣ３０の間に形成される容
量（静電容量）はｃ−ｃ、＋ｃ〔呵・・・・・で表わさ
れる。

ここで、 Ｃ−Ｑ／Ｖ　　・・・・・・・・・・・・・・・■式Ｖ
−Ｅ−ｄ　　・・・・・・・・・・・・・・・０式の関
係式があるが、■式に０式を代入するとＣ−Ｑ／Ｅ−ｄ
　　・・・・・・・・・　０式が得られる。

０式によりて、　Ｃ，、Ｃ，を表わ丁とＣ＋−Ｑ／Ｅｄ
、　　・・・・・・・・・０式Ｃ１−Ｑ／Ｅｄｔ　　・
・・・・・・・・　０式となりｄ、　＜　ｄ、であるた
め、Ｃ，＞Ｃ，となる。

それゆえ、底面４がフラット（凹溝がないもの）な場合
には、容量の総和は、Σｃａ−Ｃ，＋Ｃ，＋Ｃ。

半・・・・・・・・・　−０式となる。

一方、本実施例の場合、容量の総和ΣＣｂ”　Ｃ。

＋Ｃ，＋Ｃ，＋Ｃｔ＋・・・・・・・・・　□■式とな
る。

これにより、底面４がフラットなものに比べ容量が小さ
くできるものである。つまり、カバー１とＩＣ３０間に
形成される静電容量を小さくできるため、フラットなカ
バーのものに比べて静電誘導を低減して、カバー１の帯
電を少なくできるものである。

それゆえ、検出電極８がカバー１の帯電を検出してしま
うことを低減でき、フラットなカバーを有するものに比
べ正確な静電気検出を行なうことができるものである。

ところで、演算増幅部１３から得られた直流電圧は、第
２図におけるピークホールド回路１５によって、そのピ
ークを電電期間ホールドされ、センサ出力端子１７及び
アンプ１８に出力される。

センサ出力端子１７に例えばＸ−Ｙレコーダを接続子れ
ば、帯電電圧なＸ−Ｙグラフ上に示すことができ、目で
その大きさを確認することができる。

一方、アンプ１８では、微小な電圧が増幅され比較的大
きな電圧として出力される（例えば０．３■を３ｖに増
幅）。

ところで、最大レベル設定ポリニーム１９によって、例
えば５０ｖの帯電に見合ったレベルに調整されていたと
すれば、検出した電圧が７０Ｖの場合には、このアンプ
１８からの出力によって最大表示ランプ２０が点灯し、
最大レベルである５０Ｖを越えている旨の知らせを得ろ
ことができる。

元に戻るがアンプ１８によって増幅された信号は、制御
部２１に送られる。ここでは、例えば停止レベル設定ボ
リューム２２によって、４０ｖの帯電に見合ったレベル
に調整されていたとすれば検出した電圧が７０Ｖの場合
には、図示しない停止レベル比較回路のコンパレータを
通して１図示しないラッチ回路によりてラッチされ、リ
レー２７によってリレー出力端子２８から信号が出され
る。

この信号を本実施例の静電気検出装ｅを取り付けた装＃
（例えば、ＩＣ製造装置）の停止信号ラインに出力子れ
ば、ＩＣ製造装置を停止することができ、このＩＣ製造
装置によって、製造中のＩＣの静電気破壊を引きおこ丁
ことを低減できるものである。なお、ＩＣ製造装置が停
止する際には、ストップランプ２３が点灯するとともに
、ブザー２６が鳴り、停止レベルを越えてＩＣ製造装置
が停止したことを知ることができろ。

ところで、上記説明によればＩＣ製造装置な停止させる
操作を行なったが、図示しないカウンタな利用すること
により、ＩＣ製造装置を停止させることなく停止子べき
回数をカウントすることもできる。

また、警報レベル設定ボリューム２４によって例えば３
０Ｖの帯電に見合ったレベルに調整されていたとすれば
、検出した電圧が７０Ｖの場合には、図示しない警報レ
ベル比較回路のコンパレータを通して、警報ランプ２５
が点灯する一方、ブザー２６が鳴り、警報レベルを越え
ていることを知ることができる。

以上の説明では、本実施例の静電気検出装置の機能につ
いて個別に説明したが、以下に一連の動きとして説明す
る。

例えば、被検出物としてのＩＣの静電破壊に至ると思わ
れる帯電電圧を１００Ｖとすると、最大レベル設定ボリ
ューム１９を１００Ｖの帯電に見合ったレベルに、停止
レベル設定ポリニーム２２を９０Ｖに見合ったレベルに
、さらに、警報レベル設定ボリューム２４を８０ｖに見
合ったレベルにそれぞれ調整したとする。この状態でＩ
Ｃの製造装置にセットし、リレー出力端子２８を、ＩＣ
の製造装置の停止信号ラインに組込めば、ＩＣの製造中
に７０Ｖの帯電を有するＩＣが検出電極８の下方を通過
したとすると、警報レベルとして設定した８０ｖに満た
ないため、何の問題もなく、ＩＣ製造装置は稼動を続け
ろ。しかしながら、８５Ｖの帯電を有する場合には警報
ランプ２５が点灯すると共にブザー２６が鳴り、作業者
に警戒すぺぎ帯電レベルにあることを知らせる。

さらに、９５Ｖの帯電を有する場合には、警報ランプ２
５及びストップランプ２３が点灯する一方、ＩＣ製造装
置が停止しブザーが鳴る。この段階で作業者は、ＩＣ製
造装置に何らの静電気発生原因がないかどうかチェック
することができる。

それゆえ、ＩＣ製造装置に原因がある場合には、その箇
所を見直しすることにより、未然に静電気破壊によるＩ
Ｃの不良発生を防ぐことができる。

また、ＩＣ製造装置に原因がない場合には、その前の工
程へと遡りて見直しすることにより、未然に静電気破壊
によるＩＣの不良発生を防ぐことができる。

ところで、１１０■の帯電を有する場合には、警報ラン
プ２５．ストップランプ２３．さらに最大表示ランプ２
０が点灯し、ＩＣ製造装置が停止しブザー２６が鳴る。

この段階で作業者は該当するＩＣが、静電気破壊したも
のと考え、リジェクトし不良品であるかどうかチェック
できる。それゆえ１次工程に不良を流してしまうことを
低減でき、例えば、次工程が静電気破壊を検出（検査）
する工程でない場合には、無駄な作業を低減（不良と知
らずに製造してしまうことを低減）できる。

また、該当するＩＣ製造装置、あるいは前工程を遡って
見直しすることＫより、大量の不良を発生させることを
低減できるものである。

なお、本実施例では最大レベル、停止レベル。

警報レベルを丁べて設定した場合について説明している
が、警報のみとして使用できるなど、組合せによってそ
の応用範囲が広がる。

ところで、本実施例では凹溝な設けたが、Ｕ字状溝とす
ることによって、Ｕ字部弁での容量形成方向の違いによ
る打ち消し作用が加わり１本実施例よりもさらにカバー
とＩＣとの容量を小さくでき、カバー自体の帯電を低減
して正確な静電気役員を行なうことが可能となる。

また、本実施例ではカバーの検出孔が設けられている面
のみに凹溝を設げたが、その他の面にも設けてもよく、
さらに凹溝の形状についても種々考えられる。

本実施例では、被検出物としてＩＣを用いたが静電気を
きらうものの製造などに適用できろ。

（１）センサを覆うカバーの検出孔が設けられている部
分に、凹溝な形成することにより、カバーがフラットな
ものに比べて被検出物とカバーとの間に形成される静電
容量を小さくでき、カバーがフラットなものに比べて、
カバーの帯電（静電誘導）を小さくできる。それゆえ、
検出電極がカバーの帯電を検出してしまうことを低減し
て、正確な静電気の検出を行なうことができるものであ
る。

（２）被検出物とセンサのカバーとの間に形成される静
電容量を小さくして、カバーの帯電を検出してしまうこ
とを低減でき、正確な静電気を検出できることにより、
静電気検出装置の信頼性が向上する。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが１本発明は上記実施例に限定される
ものではな（、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野であるＩＣの製造工程に
おける静電気検出技術に適用した場合について説明した
が、それに限定されろものではない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明丁れば、下記のとおりであ
る。

丁なわち、カバーの検出孔近傍に凹溝を形成することに
より、被検出物からの静電誘導を低減して、カバー自体
の帯電をおさえカバーの帯電を検出してしまうことを低
減して、正確な静電気検出ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である静電気検出装置のセ
ンサを覆うカバーを示す概略斜視図゛、第２図は、本発
明の一実施例である静電気検出装置の構成を示す概略図
、 第３図は、本発明の一実施例の作用を説明するための図
である。 １・・・カバー、２・・・側面、３・・・テーパ面、４
・・・底面、５・・・検量孔、６・・・凹溝、７・・・
センサ、８・・・検出電極、９・・・回転セクタ、１０
・・・ステー、１１・・・シャフト、１２・・・モータ
、１３・・・演算増幅部、１４・・・出力、１５・・・
ピークホールド回路、１６・・・センサ出力、１７・・
・センサ、１８・・・アンプ、１９・・・最大レベル設
定ボリューム、２０・・・最大レベル表示ランプ、２１
・・・制御部、２２・・・停止レベル設定ボリューム、
２３・・・ストップランプ、２４・・・警報レベル設定
ボリューム、２５・・・警報ランプ、２６・・・ブザー
、２７・・・リレー、２８・・・リレー出力端子、２９
・・・リセットスイッチ、３０・・・ＩＣ１３１・・・
パッケージ、３２・・・リード。 代理人　弁理士　　小　川　勝　男 第　　ＩＦ２＋ 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静電気を検出する静電気検出装置であって、静電気
   を検出するためのセンサを覆うカバーの、検出孔が設け
   られている部分の近傍に、０．２ｍｍ以上の深さの凹部
   が形成されていることを特徴とする静電気検出装置。 ２、カバーとしては、樹脂で形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の静電気検出装置。 ３、カバーとしては、主表面に塗装が施されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電気検出装
   置。