KR20130132845A - 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법 - Google Patents

Abstract

검사 장치에서 피측정물이 되는 전자기기에 대해 인가 전극에 의해 전계를 노출시키고, 검사중인 전자기기에 인가되는 전계의 강도를 전계 변동 수단에 의해 변동시킨다. 검사중 전계의 변동에 의해 전자기기의 내부에 유도 대전을 일으킴으로써 전자기기의 동작 특성을 검사한다. 그 결과, 종래의 ESD 시험 장치에서는 검사할 수 없는, 전자기기 내부에서 발생하는 방전 현상에 의한 오동작을 검사할 수 있게 된다.

Description

전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법{Device for inspecting electric field variation resistance of electronic devices and method for detecting electric field variation resistance of electronic devices}

본 발명은, 전자기기에 변동 전계가 노출되었을 때의 내성을 검사하는 기술에 관한 것이다.

반도체 집적회로 부품의 집적 밀도 향상에 따라 반도체 부품 등을 포함한 전자기기의 정전기 방전에 대한 강도(오동작 및 파괴 내성)의 유지가 어려워지고 있다. 반도체 부품 제조사나 전자 기판 부품 제조사에서는, 비대전화 기술이나 어스 강화 등에 의해 정전기 방전(ESD: Electrostatic Discharge)을 안전한 범위로 수렴하도록 컨트롤하는 기술을 향상시킨다. 그러나 실제 사용·운용 환경에서는 정전기를 적절히 컨트롤할 수 없는 경우가 많다. 따라서 사용중인 전자기기 제품에 대해 ESD가 인가된 경우, 충분한 내성을 갖도록 보증하기 위해 ESD 내성 시험을 실시하고 있다.

이 내성 시험은 국제규격 IEC61000-4-2 및 그 계열의 규격(ISO10605, JASO D101) 등으로 규정되어 있으며 일반적으로 ESD 건을 이용한 ESD 시험 장치가 이용되고 있다. 이 ESD 시험 장치는, 전원을 ON으로 한 상태의 전자기기 등의 피측정물에 대해 ESD 건의 접촉 단자(방전봉)를 피측정물의 도전 영역에 접촉시키고 ESD 건의 트리거 스위치를 당겨 접촉 방전을 발생시킨다. 아울러 피측정물의 표면이 절연물인 경우에는, 트리거 스위치를 당긴 상태의 ESD 건의 접촉 단자를 피측정물에 접근시켜 공기 중에서 방전시킨다. 어떻게 하든 피측정물에 대해 외부에서 ESD를 인가하여 그 영향을 관찰한다. ESD 시험시에는 피측정물이 정상적으로 동작하는지 여부, 순간적인 오동작이 발생해도 정상적으로 복귀하는지 여부 등을 확인한다.

피측정물 주위에 수평 결합판 및 수직 결합판을 배치하고 이들에 ESD를 인가하여 간접 방전에 대한 내성을 시험하는 경우도 있다.

비특허문헌 1: 정전기 방전 내성 시험 IEC61000-4-2

상술한 국제규격 IEC61000-4-2에서 상세하고 엄밀하게 시험한 전자기기라도, 예를 들면 겨울의 건조한 시기에 중대한 오동작을 일으키는 경우가 있다. 예를 들면 공공 교통기관에서의 자동 개찰기에서는, 겨울철에 오동작이 빈발하여 대혼란에 빠지는 일이 있다.

이 오동작의 요인은 일반적으로 명확하지 않다. 그러나 미공지된 본 발명자들의 새로운 지견으로는, 화학섬유 등 대전되기 쉬운 의류를 착용한 사람이 자동 개찰기를 통과할 때 그 대전 의류에서 발생하는 고압 정전계에 의해 절연물로 덮인 개찰기 내부 제어 회로의 구성 부품이 유도 대전되고 그 대전 전하가 인접한 접지 금속으로 방전된다. 이 전자기기 내부에서 발생하는 방전에 의해 강력한 과도 전자파가 발생하고 이것이 지근 거리에 있는 제어 회로에 영향을 주어 오동작을 유발한다.

또 예를 들면, 발전소나 항공 관제, 화학 플랜트 등 제어실의 제어 패널에서도 동일한 오동작을 일으키는 경우가 있다. 오퍼레이터는 통상 의자에 앉아 제어 패널을 조작하는데, 의자에서 일어나 높은 부분을 조작하려고 하면 오동작을 일으킨다. 의자에 앉아 있는 오퍼레이터의 정전 용량은 대체로 30OpF이라고 생각되는데, 일어섰을 때에는 10OpF정도까지 감소한다. 오퍼레이터에 축적되어 있는 전하량이 일정한 경우, 정전 용량이 3분의 1이 되면 오퍼레이터의 전위는 3배로 순식간에 뛰어오르게 된다. 이 오퍼레이터의 전위 변동도 상술한 자동 개찰기의 통과 동작과 마찬가지로 제어 패널 내부의 전자기기에 유도 대전을 일으켜 오동작을 유발할 가능성도 있다.

그러나 종래의 ESD 시험 장치에 의한 IEC61000-4-2 시험에서는, 상술한 상태의 평가는 전혀 불가능하다는 문제가 있다. 구체적으로 이 ESD 시험 장치는, 전자기기(피측정물)에 대해 외부에서 (조작하는 인체가) 접촉함으로써 발생하는 직접적인 방전 현상, 또는 전자기기 주변에서 발생하는 간접적인 방전 현상에 대한 내성을 검사하는 것이다. 그러나 상술한 사례에서는 인체와 전자기기 사이에 방전이 일어나지 않아도 전자기기 내부에서 발생하는 방전 현상에 의해 오동작이 일어난다.

특히 최근의 전자기기는, 케이스에 금속판을 이용하는 경우는 드물고 대부분이 플라스틱 케이스 등의 절연물이다. 이러한 절연 케이스를 사용할 경우, 정전 쉴드 효과가 낮기 때문에 주위의 대전 전압이 큰폭으로 변동하면 전자기기 내부의 비접지 도체의 전압이 유도 대전에 의해 크게 변화된다. 크게 전압이 변화된 이 비접지 도체의 바로 근처에 좁은 틈새 사이에 접지 도체가 배치되어 있으면, 양자간의 틈새를 절연 파괴하여 불꽃 방전이 생긴다. 예를 들면, 비접지 도체와 접지 도체의 간격이 0.1mm 이하인 경우, 전위차가 약 1000V 이하, 예를 들면 0.05mm에서는 약 700V에서 불꽃 방전이 생긴다. 이러한 변동 정전계에 의한, 절연물 내부에 있는 비접지 도체에서의 방전 현상은 종래의 ESD 시험 장치로는 평가할 수 없다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 종래의 ESD 시험 장치에서는 검사할 수 없는, 전자기기 내부에서 발생하는 방전 현상에 의한 오동작을 검사하기 위한 변동 전계 내성 검사 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들의 예의(銳意) 연구에 의해 상기 목적은 이하의 수단에 의해 달성된다.

즉, 상기 목적을 달성하는 본 발명은, 피측정물이 되는 전자기기에 대해 전계를 노출시키기 위한 인가 전극과, 검사중인 상기 전자기기에 인가되는 상기 전계의 강도를 변동시키는 전계 변동 수단을 구비하고, 검사중인 상기 전계의 변동에 의해 상기 전자기기의 내부에 유도 대전을 일으킴으로써 해당 전자기기의 동작 특성을 검사하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치이다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 전계 변동 수단은, 상기 인가 전극에 부여되는 전압을 변화시킴으로써 상기 전계의 강도를 변동시키는 전압 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 전계 변동 수단은, 상기 전자기기에 인가하는 양 또는 음의 상기 전계의 절대치를 증대시킴으로써 상기 전자기기에 대해 제1 유도 대전을 일으킨 후 상기 전자기기의 상기 제1 유도 대전의 전위를 리셋하고(접지 전위로 되돌리고), 또한 상기 양 또는 음의 상기 전계의 절대치를 감소시킴으로써 상기 전자기기에 대해 상기 제1 유도 대전과 양음이 반전된 제2 유도 대전을 일으키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극이 여러 개 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 피측정물을 육면체로 가정한 경우에, 상기 육면체의 제1 면에 대향하여 배치되는 제1 인가 전극과, 상기 육면체의 제2 면에 대향하여 배치되는 제2 인가 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 피측정물을 육면체로 가정한 경우에, 상기 육면체의 제1 면에 대향하여 여러 개의 상기 인가 전극이 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 여러 개의 상기 인가 전극에 의한 전계 방출면이 나란히 배치됨으로써 1개의 공통 전계 방출면이 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 전계 변동 수단이, 여러 개의 상기 인가 전극에 대해 타이밍을 다르게 한 전압을 부여함으로써 각각의 상기 인가 전극이 타이밍이 다른 상기 전계를 상기 전자기기에 인가하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 전계 변동 수단이 상기 여러 개의 상기 인가 전극의 전계를 독립적으로 변동시킴으로써 상기 전자기기 근방의 (국소적인) 공간에서의 전계의 구배(勾配)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 여러 개의 인가 전극이 1장의 절연체 안에 매몰되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극이 판상 전극이며, 상기 판상 전극의 평면을 상기 전자기기에 대향시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극이 판상 전극이며, 상기 판상 전극의 단면을 상기 전자기기에 대향시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극이 봉상(棒狀) 전극이며, 상기 봉상 전극의 길이방향으로 연장되는 측면을 상기 전자기기에 대향시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극은, 상기 전자기기에 대향하는 대상(帶狀) 전계 방출면 조각을 여러 개 지니고 있으며, 여러 개의 상기 전계 방출면 조각이 나란히 배치됨으로써 1개의 전계 방출면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극은 여러 개의 판상 전극 조각을 지니고 있으며, 상기 판상 전극 조각의 평면이 상기 대상 전계 방출면 조각이 되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극은 여러 개의 판상 전극 조각을 지니고 있으며, 상기 판상 전극 조각의 단면이 상기 대상 전계 방출면 조각이 되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극은 여러 개의 봉상 전극 조각을 지니고 있으며, 상기 봉상 전극 조각의 길이방향으로 연장되는 측면이 상기 대상 전계 방출면 조각이 되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극은 대상 돌기를 지니고 있으며, 상기 대상 돌기의 돌출단이 상기 대상 전계 방출면 조각이 되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 전계 변동 수단이 상기 전자기기와 상기 인가 전극의 상대 거리를 변화시키는 이동 기구를 구비하고 있으며, 상기 상대 거리의 변화에 의해 상기 전계의 강도와 구배를 변동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 유도 대전에 의해 상기 전자기기의 내부에서 발생하는 방전 현상을 검출하는 방전 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 방전 검출 수단의 센싱 타이밍과, 상기 전계 변동 수단에 의한 상기 전계의 변동 타이밍을 동기시키는 동기 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극의 재료로서 고저항 재료를 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치에서 또한 상기 인가 전극에 전압을 공급하는 배선에 고저항 고무 재료를 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 피측정물이 되는 전자기기에 대해 인가 전극을 이용하여 외부로부터 전계를 인가하고, 상기 전자기기에 인가되는 상기 전계의 강도와 구배를 변동시킴으로써 상기 전자기기의 내부에 유도 대전을 발생시키고 상기 유도 대전에 의한 상기 전자기기의 동작 특성을 검사하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법이다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법에서 또한 상기 유도 대전에 의해 상기 전자기기의 내부에 생기는 방전 현상을 검출하고 상기 방전 현상에 의한 상기 전자기기의 동작 특성을 검사하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법에서 또한 상기 인가 전극에 공급하는 전압을 변화시킴으로써 상기 전자기기에 인가되는 상기 전계의 강도를 변동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법에서 또한 상기 인가 전극과 상기 전자기기와의 상대 거리를 변화시킴으로써 상기 전자기기에 인가되는 상기 전계의 강도와 구배를 변동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 종래의 ESD 시험 장치에서는 검사할 수 없는, 전자기기 내부에서 발생하는 방전 현상에 의한 오동작을 검사할 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명에서 검출하는 방전 현상을 검증하기 위한 실험 설비를 도시한 도면이다.
도 2는, 동실험 설비에 의해 검출된 방전 파형을 도시한 그래프이다.
도 3a는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 검사 장치의 본체 장치를 도시한 정면도이다.
도 3b는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 검사 장치의 본체 장치를 도시한 상면도이다.
도 3c는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 검사 장치의 본체 장치를 도시한 측면도이다.
도 3d는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 검사 장치의 본체 장치의 제어 패널을 도시한 도면이다.
도 4a는, 동검사 장치의 전계 파형의 시간 변동을 도시한 그래프이다.
도 4b는, 동검사 장치의 전자기기에서 생기는 유도 대전의 시간 변동을 도시한 그래프이다.
도 5a는, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 검사 장치를 도시한 측면도이다.
도 5b는, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 검사 장치를 도시한 상면도이다.
도 6a는, 본 발명의 제3 실시형태에 관한 검사 장치를 도시한 상면도이다.
도 6b는, 본 발명의 제3 실시형태에 관한 검사 장치를 도시한 측면도이다.
도 7a는, 본 발명의 제4 실시형태에 관한 검사 장치를 도시한 상면도이다.
도 7b는, 본 발명의 제4 실시형태에 관한 검사 장치의 전압 제어 타이밍 파형을 도시한 그래프이다.
도 8a는, 동검사 장치의 다른 구성예를 도시한 도면이다.
도 8b는, 동검사 장치의 다른 구성예를 도시한 도면이다.
도 8c는, 동검사 장치의 다른 구성예를 도시한 도면이다.
도 8d는, 동검사 장치의 다른 구성예를 도시한 도면이다.
도 9a는, 본 발명의 제5 실시형태에 관한 검사 장치를 도시한 측면도이다.
도 9b는, 본 발명의 제5 실시형태에 관한 검사 장치를 도시한 정면도이다.
도 1O은, 본 발명의 제6 실시형태에 관한 검사 장치를 도시한 도면이다.
도 11a는, 본 발명의 제7 실시형태에 관한 검사 장치를 도시한 도면이다.
도 11b는, 동검사 장치의 다른 구성예를 도시한 도면이다.
도 11c는, 동검사 장치의 다른 구성예를 도시한 도면이다.
도 11d는, 동검사 장치의 다른 구성예를 도시한 도면이다.
도 11e는, 동검사 장치의 다른 구성예를 도시한 도면이다.

본 발명의 실시형태의 예에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

우선 먼저 본 발명자들에 의해 이루어진 실험에 대해 설명하기로 한다. 이 실험에서는, 전자기기에 대해 외부에서 변동 전계를 인가함으로써 전자기기 내부의 구성 부품이 유도 대전되고, 그 유도 대전에 의해 전자기기 내부에서 방전 현상이 발생하는지 여부에 대해 검증하였다.

도 1에는, 이 검증용 실험 설비(1)가 도시되어 있다. 이 실험 설비(1)는, 플라스틱 케이스(2)의 내부에 대소 2개의 동판(3, 4)을 0.05mm의 틈새를 두고 배치되어 있다. 아울러 이 틈새는 0.05mm에 한정되지 않고 유도 전압의 정도로 따라 0.5mm 정도 이여도 좋다. 그러나 불꽃 방전은 파센(Paschen)의 법칙에 기초하므로 가능한 한 좁은 것이 좋다. 기압이 일정하면 틈새가 좁은 쪽이 보다 낮은 전압으로 방전되기 때문이다. 또한 이 플라스틱 케이스(2)의 내부에는 동판(3, 4)의 아래쪽에서 20mm의 거리를 취해 차동 프로브의 프로브 부분(선단부) 및 오실로스코프 사이를 접속하는 동축 케이블(5)을 평행하게 배치하여 동판(3, 4) 사이에 발생한 방전 현상에 의한 전자(電磁) 노이즈를 검출하도록 한다. 이 이격 거리 20mm는, 이에 한정되지 않고 충분한 수신 전압이 발생한다면 더 떨어뜨려도 좋다. 구체적으로는, 이 차동 프로브의 검출 대역은 40OMHz로 하고, 이 차동 프로브 출력의 동축 케이블(5)에 대해 디지털 오실로스코프(6)를 접속하여 방전시에 검출되는 노이즈 파형을 해석한다. 아울러 차동 프로브 선단의 신호 입력 단자, +측과 -측을 매우 짧은 동선으로 단락시켜 입력 신호가 들어가지 않도록 한다. 또 대소(大小)의 동판(3, 4)은 지면에 접지되어 있지 않고, 또 주위의 도체와 접촉하지 않기 때문에 여기에서는 부상(浮上) 도체라고 부르기로 한다.

검증시에는, 플라스틱 케이스(2)의 상면 근처에서 대전시킨 테프론(등록상표) 또는 플라스틱 대전판(7)을 오른쪽에서 왼쪽으로, 또는 왼쪽에서 오른쪽으로 손으로 이동시킴으로써 발생한 변동 전계를 플라스틱 케이스(2)에 인가하였다. 디지털 오실로스코프(6)에서 검출된 파형을 도 2에 도시한다. 이 파형에서는, 주기 1나노초 이하의 진동이고, 또한 진폭이 10V 이상이므로 동판(3, 4) 사이에 방전이 발생하게 된다. 상술한 바와 같이 차동 프로브 선단의 입력부는 +측과 -측을 단락시켰기 때문에 차동 프로브에는 입력 신호가 들어가 있지 않다. 따라서 본래 이러한 대진폭의 신호는 발생하지 않지만, 이와 같이 큰 노이즈 신호가 검출된다. 이것은, 대전판(7)의 이동에 따라 부상 도체가 되는 동판(3, 4)에 유도 대전이 발생하여 양자의 크기(치수, 정전 용량) 차이에 따라 생기는 전위차에 의해 0.05mm의 틈새에 절연 파괴가 발생하여 불꽃 방전을 일으킨 것을 의미한다. 불꽃 방전은 매우 고속으로 단시간에 종료되는 방전이 되어 수 GHz 이상의 주파수 성분을 포함한 광대역 전자파(전자 노이즈)를 방출한다. 그 전자 노이즈를 차동 케이블의 동축 케이블이 수신하고, 코먼 모드(common mode) 신호가 노멀 모드(normal mode)로 변환되어 오실로스코프로 해석되어 도 2의 파형이 되는 것이다. 아울러 여기에서는 특별히 도시하지 않았으나 테프론(등록상표)의 대전판(7)의 경우에는 음으로 대전되며, 아크릴 등의 플라스틱 대전판(7)은 양으로 대전되기 쉬운 성질이 있다.

도 2에 도시한 방전에 의한 전자 노이즈가 전자기기의 내부에서 발생하면 가장 가까운 IC의 경우 충분히 오동작이 발생할 가능성이 있다. 즉, 본 발명자들의 통찰대로 절연 케이스로 보호되어 있는 전자기기에 대해 외부에서 변동 전계가 인가되면, 전자기기 내부에 유도 대전이 발생하여 방전이 생기고 전자기기가 오동작한다는 것을 알 수 있었다.

그래서 후술하는 본 발명의 실시형태에 관한 변동 전계 내성 검사 장치는, 검사 대상의 전자기기, 전자 장치의 내부에 의도하지 않고 존재하는 부상 도체가 전자기기, 전자 장치 주변의 전계가 변동됨으로써 유도 대전되고, 이것과 그 주변 도체 간의 급속 방전(불꽃 방전) 및 그 방전에 기인한 오작동 유무를 검사하여 그 대책 수단을 제공하는 것을 특징으로 하고 있다.

예를 들면, 본 발명이 검사 대상으로 하는 주된 트러블은, 전자기기에 대한 직접적인 ESD나, 기기 주변에서의 간접적인 ESD가 발생하지 않는데도 전자기기가 오작동을 일으키는 현상이다. 즉, 전자기기의 조작자 또는 주변의 대전 물체는 검사 대상이 되는 전자기기에 접촉하지 않는(전자기기에 대해 방전은 일어나지 않은) 상태인 채 오동작이 생기는 현상이다. 오동작을 유발하는 정전기 방전은 전자기기의 내부에서 발생하고 있으며, 게다가 근접한 금속 도체의 좁은 틈새에서 발생하므로 방출되는 과도 전자파에 포함되어 있는 주파수 성분이 매우 넓고(수 GHz 이상), 또한 매우 강력해져 전계 강도는 용이하게 kV/m 오더(order)에 도달하게 된다. 그 결과, 방전원 근방에 배치되어 있거나, 방전원 근방을 통과하는 신호 선로를 통해 접속되어 있는 LSI(예를 들면 CPU나 IC) 등이 오작동을 유발한다. 이러한 트러블은, 본 발명에 관한 변동 전계 내성 검사 장치에 의한 방법 외에는 검출, 평가, 대책은 불가능하다고 생각된다.

아울러 CPU IC 등이 오동작한 경우, 통상 자동적으로 재기동이 작용하여 자동 복귀하는 것이 일반적이다. 그러나 대규모 네트워크의 일부를 구성하는 전자 장치의 경우, 통신회선을 통해 센터의 컴퓨터에 인터럽트한다. 인터럽트가 다수의 전자 장치에서 들어가면 시스템 전체의 처리 능력이 큰폭으로 저하되어 시스템 장해가 발생할 가능성이 있다. 특히 이 현상에 의해 방출되는 과도 전자계는 매우 강력하기 때문에 기간 인프라에서 채용되는 다중의 리던던시 구성(예: 2중 병렬 운전)의 전자 장치 모두를 오동작시키면, 결과적으로 중대한 사고로 직결될 가능성도 있다.

아울러 항공 전자 장치, 방위(防衛) 기기에서는 레이더 파에 의한 전자 간섭(EMI)에 대해 엄중한 방어 조치를 강구하는데, 그 근거가 되는 전자파 조사 시험(예: RTCA DO-160E)의 전계 강도는 최대 60OV/m이다(0.4GHz∼18GHz). 이 값은, 기기로부터 1Om 거리에 있는 1000kW(1MW)의 펄스 레이더로부터 조사되었을 때의 전계 강도에 필적하는데, 이번에 우리가 제안하는 방법은, 기기 내부에서 1kV/m를 초과하는 전계 강도를 발생시킬 수 있어 그 내성을 검사할 수 있게 한다. 또 본 발명에 의하면, 고가의 대규모 전파 암실이나 하이파워의 전력 증폭기, 방사 안테나 등은 모두 불필요하다. 아울러 본 발명자들의 검증에 의하면, 방전의 틈새가 0.05mm 정도인 경우 스펙트럼 애널라이저에서 관측되는 스펙트럼 분포는 18GHz를 가뿐히 초과하여 부상 도체(미소 다이폴)를 구동하는 임펄스상의 전류의 상승이 매우 빠르며(추정으로는 40ps 미만), 또한 큰 진폭(전하량에 따라 수십 A에서 10OA 오더)이 된다는 것을 알 수 있었다.

다음으로, 도 3a∼도 3d 이후를 참조하여 상기와 같은 특수한 방전 현상을 전자기기 안에 강제로 유발시켜 전자기기의 내성을 검사하는 제1 실시형태의 변동 전계 내성 검사 장치(이하, 검사 장치)(10)에 대해 설명하기로 한다. 도 3a는 검사 장치의 정면도, 도 3b는 검사 장치의 상면도, 도 3c는 검사 장치의 측면도, 도 3d는 검사 장치 본체의 제어 패널을 도시한다.

이 검사 장치(10)는, 본체(15), 인가 전극(20), 전계 변동 수단(30), 케이스(40), 방전 검출 수단(후술), 동기 제어 수단(60), 재치(載置) 테이블(70)을 구비하고 있다. 본체(15)에서의 케이스(40) 내부에는 전계 변동 수단(30), 방전 검출 수단(후술), 동기 제어 수단(60)이 수용되어 있다.

인가 전극(20)은, 피측정물이 되는 전자기기(P)에 대해 비접촉 상태로 외부에서 양 또는 음의 한쪽 전계를 인가한다. 이 인가 전극(20)은, 이른바 플레이트 형상(판상)으로 되어 있고, 이 평면이 전계 방출면(22)이 된다. 이 전계 방출면(22)이 전자기기(P)의 측면에 대향하도록 인가 전극(20)은 재치 테이블(70)에 세운 상태로 고정된다.

이 재치 테이블(70)은, 본체(15)의 측면에서 돌출하도록 수평으로 배치되어 있으며 적어도 상면이 절연체로 구성된다. 이 재치 테이블(70)의 중앙에 전자기기(P)가 배치된다.

전계 변동 수단(30)은, 여기에서는 전압 제어장치로서, 케이스(40)의 내부에 수용되어 있다. 이 전계 변동 수단(30)은 인가 전극(20)에 부여하는 직류 전압을 변화시킴으로써 인가 전극(20)에서 발생하는 전계의 강도를, 극성을 바꾸지 않고 변동시킨다. 이로써 검사중인 전자기기(P)에 인가되는 전계의 강도를, 극성을 바꾸지 않고 경시적으로 변동시킬 수 있다. 만일 전자기기(P)의 내부에 부상 도체(접지되지 않은 도체)가 존재할 경우, 전자기기(P)에 인가하는 전계를 변동시키면 이 부상 도체에 유도 대전이 발생한다. 검사 장치(10)에서는, 이 유도 대전을 전자기기(P) 내에 강제적으로 발생시킴으로써 전자기기(P)의 내부 및 그 주변에 불꽃 방전을 발생시키는 구조가 있는지 여부, 그리고 그에 따라 전자기기(P)가 오동작하는지 여부 등의 동작 특성을 검증할 수 있다. 구체적으로는, 전자기기(P) 내부의 부상 도체에 대해 다른 도체가 접근한 상태로 배치되어 있는 경우, 상기 검증 사례에서 나타낸 바와 같이 양자 간에 방전 현상이 생기는 경우가 있다. 이 방전을 강제로 발생시키는 환경을 제공함으로써 방전의 유무를 검증하고, 동시에 노이즈에 대한 내성을 검사한다.

본체(15)의 케이스(40)에는 제어 패널(42)(도 3d 참조)이 준비되어 있다. 이 제어 패널(42)은 방사 전압 설정부(Test Voltage), 검사 개시 버튼(Start), 검사 종료 버튼(Stop), 테스트 횟수(전압 인가 횟수)를 O∼9회의 범위에서 설정하는 반복 설정부(Repetition), 복수 전극 사양인 경우의 각 전극에 공급하는 전압의 인가 타이밍(지연 타이밍)을 0.1∼1초의 범위 내에서 설정하는 인가 시간 설정부(Timing), 동(同) 전압의 인가 슬로프를 0.1∼1초의 범위 내에서 설정하는 슬로프 설정부(Ramp), 각 전극에 전압 공급하는 배선을 접속하는 커넥터부(Output), 고전압 전계의 극성을 전환하는 극성 설정부(Polarity), 전자기기나 검사 헤드 지그에 그라운드 전위를 공급하는 단자(FG), 방전 검출용 프로브의 접속 커넥터(Disc. Probe), 대전 전위 검출용 프로브의 접속 커넥터(V Probe), 인가 전극을 이동시키는 다축 이동 로봇(제2 실시형태에서 상술함)을 제어하는 접속 커넥터(Control) 등을 구비하고 있다.

방사 전압 설정부(Test Voltage)는, 0∼-25kV, 또는 0∼+25kV의 범위 내에서 인가 전압을 설정한다.

검사 개시 버튼(Start) 및 검사 종료 버튼(Stop)은, 테스트의 개시와 종료를 수동으로 실시하는 버튼이다. 반복 설정부(Repetition)의 설정 횟수를 O으로 하면, 검사 개시 버튼(Start)을 누른 후 검사 종료 버튼(Stop)을 누를 때까지 반복 테스트를 하도록 되어 있다. 한편, 테스트 횟수(전압 인가 횟수)를 1∼9회의 범위에서 설정하면, 그 테스트 횟수가 종료되면 자동으로 종료한다.

방전 검출용 프로브의 접속 커넥터(Disc.Probe)에는, 방전 검출 수단이 되는 방전 검출용 프로브(미도시)가 접속된다. 이 방전 검출용 프로브는, 방전으로 방출되는 전자파를 수신하여 증폭, 검파 처리하여 검출하고 알람음이나 LED 표시에 의해 사용자에게 고지하는 것이다. 아울러 이 검출 신호를 본체(15)에 전송하여 이력으로서 기록하는 기능을 추가해도 좋다. 또 대전 전위 검출용 프로브의 접속 커넥터(V Probe)에는 대전 검출용 안테나(미도시)가 접속된다. 대전 검출용 안테나는 전계 변동을 검출하고 더 증폭한 후 신호 처리를 하여 대전 검출한다. 아울러 이러한 방전 검출이나 대전 전위 검출 기능은 본체(15) 안에 내장하는 것도 가능하다.

도 4a에는, 전계 변동 수단(30)에 의해 인가 전극(30)에서 방출되는 전계의 시간 변동이 모식적으로 도시되어 있으며, 도 4b에는, 전자기기(P)에 작용하는 유도 대전의 시간 변동이 모식적으로 도시되어 있다.

전계 변동 수단(30)은, 우선 인가 전극(20)에 부여하는 양 또는 음의 한쪽 직류 전압의 절대치를 점차 증가시킴으로써 인가 전극(20)으로부터 증가 영역이 되는 전계(E1)를 발생시킨다. 여기에서는 전계(E1)를 양으로 설정하였다. 그 결과, 전자기기(P)에는 점차 증가하는 양의 유도 대전(T1)이 발생한다. 이 동작에 의해 전자기기(P)에 양의 제1 유도 대전(T1)이 발생한 경우의 방전 및 오동작을 검사한다.

그 후 인가 전극(20)의 전계(E1)를 유지한 상태에서 전자기기(P)의 제1 유도 대전(T1)을 접지시킴으로써 그 전위를 일단 리셋한다. 또한 인가 전극(20)에 부여되는 양 또는 음의 전압의 절대치를 0V가 될 때까지 감소시킴으로써 인가 전극(20)으로부터 감소 영역이 되는 전계(E2)를 발생시킨다. 이로써 전자기기(P)에 대해 제1 유도 대전(T1)과 양음이 반전된, 점차 증가하는 음의 제2 유도 대전(T2)을 발생시킨다. 이 동작에 의해 전자기기(P)에 음의 제2 유도 대전(T2)이 발생한 경우의 방전 및 오동작을 검사한다.

즉, 이 전계 변동 수단(30)에 의하면, 인가 전극(20)에 대해 양 또는 음의 한쪽 전압을 공급하는 것만으로도 전자기기(P)에 대해 양 및 음의 유도 대전 현상을 일으킬 수 있기 때문에 기기 구성을 간략화할 수 있도록 되어 있다.

아울러 본 실시형태에서는, 전계 변동 수단(30)이 인가 전극(20)에 대해 전압(방사 전압)을 -25kV∼+25kV의 범위 내에서 조정할 수 있도록 되어 있으며, 양음 모두의 전계를 발생시킬 수 있다. 또 전압 공급의 반복 속도는 2초∼10초/회의 범위에서 조정할 수 있도록 되어 있다. 인가하는 전계의 슬로프는 0.1초∼1초로 제어할 수 있다.

아울러 여기에서는 특별히 도시하지 않았으나, 전자기기(P)에서의 유도 대전의 리셋은, 이 전자기기(P)에 대해 접지 상태의 ON·OFF를 전환할 수 있는 접지 단자(FG)를 접속해 놓고 전계 변동 수단(30)이 접지 단자의 ON·OFF를 전환함으로써 강제로 리셋하는 것이 바람직하다. 한편, 전자기기(P)에 인가하는 전계의 강도(절대치)가 어느 정도(근접 도체 간의 틈새 외의 조건으로 정해지는 전압)에 도달하면 자연 방전됨으로써 방전 검출 수단에 의해 전자기기(P)의 자연 방전이 검출되면 전압의 증대를 중지하고 감소로 전환하도록 제어해도 좋다. 이와 같이 하면 접지 단자의 0N/OFF 스위치를 생략할 수 있다.

동기 제어 수단(60)은, 방전 검출 수단의 센싱 타이밍과 전계 변동 수단(30)에 의한 전계의 변동 타이밍을 동기시킨다. 이것은, 1번의 검사에서 전자기기(P)에 대해 전계를 반복 인가하여 그 방전 상황의 유무 등을 검출할 필요가 있기 때문이다. 아울러 여기에서는 전계 인가의 반복 횟수를 1∼9회의 범위 내에서 선택하거나 또는 강제 정지시킬 때까지 연속 인가하는 패턴을 선택할 수 있도록 되어 있다.

이상, 본 제1 실시형태의 검사 장치(10)에 의하면, 전자기기(P)에 대해 외부에서, 이른바 대전체가 가까워지거나 멀어지는 상황을 의사적(擬似的)으로 창출할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 정전기가 대전된 의류나 인체가 전자기기(P)에 가까워지거나 멀어지는 현상에 기초한 전자기기(P)의 오동작을 검사할 수 있게 된다. 특히 이 검사 장치(10)에 의하면, 인가 전극(20)에서 발생하는 전계 강도를 증감시킴으로써 가상으로 대전체가 가까워지거나 멀어지는 상황을 만들어내므로 장치 구조가 매우 간략화되고 또한 안정적인 검사가 가능해진다.

또한 이 검사 장치(10)에 의하면, 종래와 같은 ESD 건을 이용한 직접 방전이 아닌, 외부의 정전계 변동에 기인하여 전자기기(P)의 내부에서 발생하는 방전 현상을 검증할 수 있기 때문에 전자기기(P)를 조작하는 이용자(정전계의 보유자)의 움직임을 상정한 동작 보증을 실시할 수 있게 되어 전자기기(P)의 안전성을 한층 높일 수 있다.

아울러 구체적인 검사에서는, 방전 검출 수단에 의해 전자기기(P)의 내부에서 생긴 방전 현상의 횟수, 방전 파형이 검출되었을 때의 진폭 크기(노이즈의 강도), 전자기기(P)가 실제 오동작을 일으키는지 여부 등의 정보를 적절히 이용하여 전자기기(P)의 전계 내성을 검증하면 된다.

다음으로 제2 실시형태에 관한 검사 장치(110)에 대해 도 5a, 도 5b를 참조하여 설명하기로 한다. 도 5a는 검사 장치(110)의 측면도이고, 도 5b는 상면도이다. 아울러 이 검사 장치(110)의 도시 및 설명에서 이용하고 있는 부호의 뒤 두자리수는, 제1 실시형태의 검사 장치(10)의 부호와 일치시킴으로써 중복 설명을 생략하고 여기에서는 제1 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.

이 검사 장치(110)에서는, 전계 제어 수단(130)으로서 전자기기(P)와 인가 전극(120)의 상대 거리(S)를 변화시키는 이동 기구(180)를 구비하고 있다. 상대 거리(S)의 변화에 의해 전자기기(P)에 인가되는 전계의 강도를 변동시킨다.

구체적으로는 이동 기구(180)는, 수평 방향으로 배치되는 X축 가이드(182)와, 이 X축 가이드(182)상에 배치되는 Y축 가이드(184)와, Y축 가이드(184)상에 배치되는 Z축 회전 모터(186)와, 이 Z축 회전 모터(186)에 유지되는 아암 부재(188)를 구비한다. 아암 부재(188)의 선단에는 인가 전극(120)이 고정되어 있다. 아울러 높이 방향(Z방향)의 이동을 제어하는 Z축 가이드를 더 추가하여 3축 이동을 실현할 수도 있다.

X축 가이드(182)는 Y축 가이드(184)를 X축 방향으로 반송하고, Y축 가이드(184)는 Z축 회전 모터(186)를 Y축 방향으로 반송한다. Z축 회전 모터(186)는 아암 부재(188)를 회전시킨다. 이러한 운동의 조합에 의해 인가 전극(120)은 X-Y평면상 및 Z축 회전을 자유자재로 할 수 있다. 동기 제어 수단(160)은, 방전 검출 수단의 센싱 타이밍과 이동 기구(180)에 의한 이동 타이밍을 동기시킨다.

이 검사 장치(110)에 따르면, 전자기기(P)에 대해 다양한 방향이나 각도에서 대전체를 접근시키거나 멀어지게 할 수 있고, 그로써 전자기기(P)에 인가되는 전계를 변동시킬 수 있다. 예를 들면, 화학섬유 등의 대전되기 쉬운 의류를 착용한 사람이 자동 개찰기를 통과하는 상황을 의사적으로 검증할 수 있게 된다. 즉 본 검사 장치(110)에 의하면, 다양한 전계 변동 패턴을 시뮬레이션하여 전자기기(P)의 내부에 유도 대전을 일으켜 오동작을 일으키는지 여부를 확인할 수 있게 된다.

아울러 여기에서는 이동 기구(180)에 의한 상대 거리(S)의 변화에 의해 전자기기(P)에 인가하는 전계의 강도를 변동시키는 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 상대 거리(S)의 변화에 추가하여 제1 실시형태에 도시한 인가 전극(120)에 대한 공급 전압을 변화시킴으로써 더욱 고도의 전계 제어를 실시할 수도 있다. 또 여기에서는 이동 기구(180)를 이용하여 인가 전극(120)을 이동시킴으로써 전자기기(P)와 인가 전극(120)의 상대 거리(S)를 변화시키는 경우를 예시하였으나, 물론 전자기기(P) 측을 이동 기구(180) 등에 의해 이동시킴으로써 전자기기(P)와 인가 전극(120)의 상대 거리(S)를 변화시켜도 좋다. 또 나아가 전자기기(P)와 인가 전극(120) 모두를 이동시킴으로써 양자의 상대 거리(S)를 변화시킬 수도 있다.

다음으로 제3 실시형태에 관한 검사 장치(210)에 대해 도 6a, 도 6b를 참조하여 설명하기로 한다. 도 6a는 검사 장치(210)의 상면도이며, 도 6b는 측면도이다. 아울러 이 검사 장치(210)의 도시 및 설명에 이용하고 있는 부호의 뒤 두자리수는 제1 실시형태의 검사 장치(10)의 부호와 일치시킴으로써 중복 설명을 생략하고, 여기에서는 제1 실시형태와 다른 점을 중심으로 하여 설명하기로 한다.

이 검사 장치(210)에서는, 제1∼제3 인가 전극(220A∼220C)이 배치되어 있다. 구체적으로는 전자기기(P)를 육면체로 가정한 경우에, 제1 인가 전극(220A)은 육면체의 제1 면에 대향하여 배치되고, 제2 인가 전극(220B)은 육면체의 제1 면과 직각이 되는 제2 면에 대향하여 배치되고, 제3 인가 전극(220C)은 육면체의 제1 면 및 제2 면 모두와 직각이 되는 제3면에 대향하여 배치된다. 이와 같이 함으로써 육면체에서의 3면을 1회의 검사 공정에서 전부 검사한다. 따라서 전자기기(P)를 반전시킴으로써 2회의 검사 공정으로 6면 모두의 검사를 종료시킬 수 있기 때문에 검사 효율을 높일 수 있다.

또한 이 검사 장치(210)에 따르면, 제1∼제3 인가 전극(220A∼220C)에 인가되는 직류 전압을 타이밍(위상)을 늦추면서 이행시킴으로써, 예를 들면 제1 인가 전극(220A)에서 제2 인가 전극(220B) 측으로 이동하는 전계 변동을 검증할 수 있다. 또 제1∼제3 인가 전극(220A∼220C)에 대해 전압을 동시에 공급함으로써 전자기기(P)에 대해 여러 방향에서 동시에 대전체가 가까워지거나 멀어지는 상황을 검증할 수도 있게 된다.

다음으로 제4 실시형태에 관한 검사 장치(310)에 대해 도 7을 참조하여 설명하기로 한다. 도 7a는 검사 장치(310)의 상면도이고, 도 7b는 이 검사 장치(310)에서의 전압 제어 타이밍 파형의 그래프이다. 아울러 이 검사 장치(310)의 도시 및 설명에서 이용하고 있는 부호의 뒤 두자리수는, 제1 실시형태의 검사 장치(10)의 부호와 일치시킴으로써 중복 설명을 생략하고, 여기에서는 제1 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.

이 검사 장치(310)는, 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E) 모두가 전자기기(P)의 한쪽 면에 대향하도록 배치되어 있다. 또한 이들 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)이 1장의 절연체(324) 안에 매몰되어 있다. 그 결과, 여러 개의 인가 전극(320A∼320E)에 의한 전계 방출면(322)이 나열되어 1개의 공통 전계 방출면(328)이 구성된다. 아울러 이 공통 전계 방출면(328)에서는 부분적으로 전위를 변화시킬 수 있기 때문에 전자기기(P) 근방의 공간에 발생시키는 전계에 구배를 형성할 수 있다.

이 절연체(324)는 나일론 등을 소재로 한 시트상으로 되어 있으며, 내부의 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)은 도전 고무 등 유연한 고저항 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이로써 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)은 서로 절연된다.

전계 변동 수단(330)은, 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)에 대한 공급 전압을 서로 독립적으로 제어한다. 도 7b에 도시한 바와 같이 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)에 대해 타이밍을 늦춘 상태의 전압을 부여한다. 그 결과, 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)이 타이밍이 다른 전계를 전자기기(P)에 인가할 수 있다. 즉, 전계 방출면(322)의 면방향을 따라 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)의 순서대로 이동하는 전계를 전자기기(P)에 인가할 수 있다. 아울러 전압의 공급 파형은, 인접한 인가 전극끼리 서로 중합되도록 하는 것이 바람직하여 매끄럽게 이동하는 전계를 창출할 수 있게 된다.

예를 들면 전자기기(P)를 자동 개찰기로 한 경우, 이 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)을 자동 개찰기의 측면에 배치하여 변동되는 전계를 인가한다. 그 결과, 정전기를 띤 이용자가 자동 개찰기의 측면을 걸어 통과하는 상황을 의사적으로 만들어 낼 수 있게 된다.

아울러 여기에서는 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)이 직선상을 따라 배치되는 경우를 도시하였으나, 예를 들면 도 8a에 도시한 바와 같이, 제3 인가 전극(320C)이 전자기기(P)에 가장 가깝고, 제1 및 제5 인가 전극(320A, 320E)이 가장 멀어지도록 V자상으로 배치해도 좋다. 이러한 상태에서 도 7b와 같이 전압을 제어하면, 전계가 전자기기(P)에 가까워졌다가 멀어지는 환경을 창출할 수 있게 된다. 반대로 도 8b에 도시한 바와 같이, 전자기기(P)를 둘러싸도록 V자상 또는 원호상을 따라 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)을 배치하는 것도 가능하다.

또 이들 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)은 주위가 절연체로 덮여 있기 때문에 전자기기(P)에 첨부(貼付)한 상태에서 검사하는 것도 가능하다. 첩부함으로써 전압이 낮아도 인가하는 전계를 강하게 할 수 있다.

또 나아가 여기에서는 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)이 플레이트상(판상)이며, 이들 평면이 전계 방출면(322)이 되어 전자기기(P)에 대향하는 경우를 예시하였다. 그러나 예를 들면 도 8c에 도시한 바와 같이, 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)의 단면을 전계 방출면(322)으로 하고, 이 단면이 전자기기(P)에 대향하도록 배치하는 것도 바람직하다. 이들 여러 개의 전계 방출면(322)이 나열되어 1개의 공통 전계 방출면(328)이 구성된다. 전극이 되는 플레이트의 평면과 비교하여 플레이트의 단면이 전기력선의 밀도를 높일 수 있기 때문에 전자기기(P)에 대해 효율적으로 유도 대전을 일으킬 수 있게 된다. 아울러 여기에서는 도시하지 않았으나, 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)을 형성하는 플레이트의 주연 모서리를 둥글게 하는 것도 바람직하다. 모서리가 뾰족한 형상이 되면, 거기에서 코로나 방전이 쉽게 발생하기 때문이다. 코로나 방전이 발생함에 따른 문제는 여러가지이다. 하나는, 코로나 방전에 의해 인가 전극의 전위가 저하되어 전계 방출 성능을 저하시키는 것이다. 다음으로, 방전에 의해 오존을 방출하여 주변을 부식, 산화시키는 것이다. 또한 코로나 방전에 의해 방전 노이즈를 방출하는 것이다. 코로나 방전에 의한 방전 노이즈는, 본 장치에 의해 검출하고자 하는 유도 ESD에서 발생하는 불꽃 방전에 비하면, 그 방사 노이즈가 포함한 주파수 스펙트럼은 매우 좁고 노이즈 레벨도 낮다는 특징이 있다.

또한 여기에서는 제1∼제5 인가 전극(320A∼320E)이 플레이트상(판상)이 되는 경우를 예시하였으나, 도 8d에 도시한 바와 같이 이들을 봉상 전극으로 하고, 그의 길이방향으로 늘어나는 측면을 전자기기(P)에 대향시키는 것도 바람직하다. 봉상 전극의 측면은 전기력선의 밀도를 높일 수 있기 때문에 전자기기(P)에 대해 효율적으로 유도 대전을 일으킬 수 있게 된다.

다음으로 제5 실시형태에 관한 검사 장치(410)에 대해 도 9a, 도 9b를 참조하여 설명하기로 한다. 도 9a는 검사 장치(410)의 측면도이며, 도 9b는 이 검사 장치(410)의 정면도이다. 아울러 이 검사 장치(410)의 도시 및 설명에서 이용하고 있는 부호의 뒤 두자리수는 제1 실시형태의 검사 장치(10)의 부호와 일치시킴으로써 중복 설명을 생략하고, 여기에서는 제1 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.

이 검사 장치(410)는 합계 25개의 인가 전극(420)이 전자기기(P)의 한쪽 면에 대향하도록 매트릭스상으로 배치되어 있다. 또한 이들 인가 전극(420)이 1장의 절연체(424) 안에 매몰되어 있다. 그 결과, 여러 개의 인가 전극(420)에 의한 전계 방출면(422)이 나열되어 1개의 공통 전계 방출면(428)이 구성된다. 아울러 이 공통 전계 방출면(428)에서는, 면방향의 전역에 걸쳐 매트릭스상으로 전위를 변화시킬 수 있기 때문에 전자기기(P) 근방의 공간에 발생시키는 전계에 대해 2차원 방향으로 자유자재로 구배를 형성할 수 있다.

특히 미도시된 전계 변동 수단은, 이들 인가 전극(420)에 대한 공급 전압을 서로 독립적으로 제어한다. 구체적으로는, 전계 방출면(422)의 면방향을 따라 전계가 상하 방향으로 이동하도록 전압을 제어한다.

예를 들면 전자기기(P)를 항공 관제의 제어 패널로 한 경우, 이 검사 장치(410)를 제어 패널의 정면에 배치하여 상하 방향으로 변동되는 전계를 인가한다. 그 결과, 정전기를 띤 이용자가 의자에서 일어서거나 앉으면서 제어 패널을 조작하는 상황을 의사적으로 만들어 낼 수 있게 된다.

다음으로 제6 실시형태에 관한 검사 장치(510)에 대해 도 10을 참조하여 설명하기로 한다. 아울러 이 검사 장치(510)의 도시 및 설명에서 이용하는 부호의 뒤 두자리수는, 제1 실시형태의 검사 장치(10)의 부호와 일치시킴으로써 중복 설명을 생략하고, 여기에서는 제1 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.

이 검사 장치(510)는, 원통형 인가 전극(520)이 자주식 이동 기구(580)에 의해 직선상으로 이동하는 구조로 되어 있다. 이 인가 전극(520)은 2장의 알루미늄 소재의 판상 전극을 십자로 교차시켜 우근(羽根) 형상으로 구성하였다. 또 이 인가 전극(520)의 주위가 ABS 수지 등의 절연 소재로 이루어진 원통(524)으로 덮여 있다. 이 인가 전극(520)을 이동 기구(580)로 자립 주행시킴으로써, 예를 들면 가로로 길쭉한 구조의 전자기기에 대해 이 인가 전극(520)이 길이방향을 따라 이동한 경우의 영향을 검사할 수 있다.

다음으로 제7 실시형태에 관한 검사 장치(610)에 대해 도 11a를 참조하여 설명하기로 한다. 아울러 이 검사 장치(610)는 인가 전극(620)의 형상에 특징이 있기 때문에 이 인가 전극(620)으로 한정하여 상세히 설명하기로 한다.

이 검사 장치(610)의 인가 전극(620)은, 베이스 전극판(621)과, 이 베이스 전극판(621)에 대해 스페이서(621A)를 사이에 끼워 간격을 두고 고정되는 여러 개(여기에서는 4개)의 판상 전극 조각(623A∼623D)을 지니고 있다. 이 4개의 판상 전극 조각(623A∼623D)은 길쭉한 대상 판으로서 서로 나란히 배치되고 각 평면은 전자기기(P)에 대향하고 있다. 또 이들 판상 전극 조각(623A∼623D)은 서로 통전시킨 상태로 되어 있다. 즉, 판상 전극 조각(623A∼623D)의 각 평면이 전계 방출면 조각이 되고 이들 전계 방출면 조각이 나열됨으로써 동전위가 되는 하나의 전계 방출면(622)이 형성된다. 이와 같이 1개의 인가 전극(620)에서도 여러 개의 판상 전극 조각(623A∼623D)을 배치함으로써 각 판상 전극 조각(623A∼623D)의 주연에서 방출되는 고밀도의 전기력선을 효과적으로 활용할 수 있기 때문에 전자기기(P)에 대해 효율적으로 유도 대전을 일으킬 수 있게 된다.

또 예를 들면 도 11b에 도시한 바와 같이, 베이스 전극판(621)에 대해 판상 전극 조각(623A∼623D)이 수직이 되도록 입설(立設)하는 것도 더욱 바람직하다. 이와 같이 함으로써 4개의 판상 전극 조각(623A∼623D)의 각 단면을 전자기기(P)에 대향시킬 수 있다. 그 결과, 판상 전극 조각(623A∼623D)의 각 단면이 전계 방출면 조각이 되고, 이들 전계 방출면 조각이 나열됨으로써 동(同) 전위의 1개의 전계 방출면(622)이 형성된다. 도 11a의 예와 비교하여 전기력선의 밀도가 높은 단면이 전자기기(P)에 대향하므로 전자기기(P)에 대해 효율적으로 유도 대전을 일으킬 수 있게 된다. 여기에서는, 판상 전극 조각(623A∼623D)의 단면을 둥글게 한 상태를 도시한다. 이와 같이 단면을 둥글게 하면 코로나 방전을 억제할 수 있다. 한편 단면의 모서리를 뾰족한 형상으로 하면, 거기에서 코로나 방전이 발생하기 쉽다. 코로나 방전의 문제는 이미 설명한 바와 같다.

아울러 도 11b에서는, 베이스 전극판(621)에 대해 판상 전극 조각(623A∼623D)을 입설하는 경우를 예시하였으나, 도 11c에 도시한 바와 같이 여러 개의 판상 전극 조각(623A∼623D)을 봉상 또는 판상의 스페이서재(629)로 꼬챙이로 꿴 상태로 하는 것도 바람직하다.

또한 도 11b에서는, 베이스 전극판(621)과 판상 전극 조각(623A∼623D)이 별도의 부재인 경우를 예시하였으나, 이들이 일체로 형성되어 있어도 좋다. 구체적으로는 이 경우는, 도 11d에 도시한 바와 같이 베이스 전극판(621)에 대해 대상 돌기(625A∼625D)가 형성되어 있는 상태라고 이해할 수 있다. 대상 돌기(625A∼625D)의 각 돌출단이 대상 전계 방출면 조각이 된다. 이러한 대상 전계 방출면 조각이 나열되어 동(同) 전위의 1개의 전계 방출면(622)이 형성된다.

또 도 11a∼도 11c에서는, 인가 전극(620)이 여러 개의 판상 전극 조각(623A∼623D)을 갖는 경우를 예시하였으나, 도 11e에 도시한 바와 같이 인가 전극(620)이 여러 개의 봉상 전극 조각(625A∼625D)을 구비하도록 하여 각 봉상 전극 조각(625A∼625D)의 길이방향으로 연장되는 측면을 전자기기(P)에 대향시키는 것도 바람직하다. 이와 같이 하면 각 봉상 전극 조각(625A∼625D)의 측면이 대상 전계 방출면 조각이 되고 이들 전계 방출면 조각이 나열됨으로써 동(同) 전위의 1개의 전계 방출면(622)이 형성된다. 아울러 여러 개의 봉상 전극 조각(625A∼625D)은 스페이서재(629)로 꼬챙이로 꿴 상태로 하는 것이 바람직하다.

아울러 상기 제1∼제7 실시형태에서 인가 전극의 소재는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 인가 전극의 재료로서 고저항 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이 고저항 재료로서는, 예를 들면 체적 저항율이 1OO(kΩ·m) 이상이 되는 재료를 선택하는 것이 바람직하고, 세라믹 등이 적합하다. 또 인가 전극에 전압을 공급하는 접속 선로의 저항값은, 통상의 금속선(동선)이 아닌 고저항의 선(예를 들면 고무제의 고저항선 등)을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 고저항 재료를 선택하면, 충분한 전계를 전자기기(P)에 인가하면서 전압 인가시에 급속 전류가 발생함에 따른 전자계 방사를 억제할 수가 있다. 그 결과, ESD 건에 의한 종래 방식의 ESD 테스트와의 혼동을 피할 수가 있다. 즉, 본 발명에서 요구하는 전자기기(P) 내부의 방전 현상을 적극적으로 유발할 수 있다. 또 만일 작업자가 인가 전극에 닿더라도 감전을 억제할 수 있게 되는, 장치의 안전성을 높이는 것과도 관련이 있다.

또 상기 실시형태에서 피측정물이 되는 전자기기의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 휴대전화, 전자계산기, 자동 개찰기 등의 구조물 외에 IC칩, 부품 탑재 기판, 반도체 디바이스, 수정 디바이스, MEMS 디바이스, 각종 전자 센서 등 전자기기에서 이용되는 모든 부품, 재료가 포함된다.

본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경을 추가할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (27)

1. 피측정물이 되는 전자기기에 대해서 전계를 노출시키기 위한 인가 전극,
   검사중인 상기 전자기기에 인가되는 상기 전계의 강도를 변동시키는 전계 변동 수단을 구비하고,
   검사중인 상기 전계의 변동에 의해 상기 전자기기의 내부에 유도 대전을 일으킴으로써 해당 전자기기의 동작 특성을 검사하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전계 변동 수단은, 상기 인가 전극에 부여되는 전압을 변화시킴으로써 상기 전계의 강도를 변동시키는 전압 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 전계 변동 수단은, 상기 전자기기에 인가하는 양 또는 음의 상기 전계의 절대치를 증대시킴으로써 상기 전자기기에 대해 제1 유도 대전을 일으킨 후 상기 전자기기의 상기 제1 유도 대전의 전위를 리셋하고, 또한 상기 양 또는 음의 상기 전계의 절대치를 감소시킴으로써 상기 전자기기에 대해 상기 제1 유도 대전과 양음이 반전된 제2 유도 대전을 일으키는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가 전극이 여러 개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 피측정물을 육면체로 가정한 경우에, 상기 육면체의 제1 면에 대향하여 배치되는 제1 인가 전극과, 상기 육면체의 제2 면에 대향하여 배치되는 제2 인가 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 피측정물을 육면체로 가정한 경우에, 상기 육면체의 제1 면에 대향하여 여러 개의 상기 인가 전극이 배치되는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 여러 개의 상기 인가 전극이 나란히 배치됨으로써 1개의 공통 전계 방출면이 구성되는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
8. 청구항 6 또는 7에 있어서, 상기 전계 변동 수단이, 여러 개의 상기 인가 전극에 대해 타이밍을 다르게 한 전압을 부여함으로써 각각의 상기 인가 전극이 타이밍이 다른 상기 전계를 상기 전자기기에 인가하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
9. 청구항 4 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전계 변동 수단이 상기 여러 개의 상기 인가 전극의 전계를 독립적으로 변동시킴으로써 상기 전자기기 근방의 공간에서의 전계의 구배를 제어하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
10. 청구항 4 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여러 개의 인가 전극이 1장의 절연체 안에 매몰되어 있는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가 전극이 판상 전극이며, 상기 판상 전극의 평면을 상기 전자기기에 대향시키는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
12. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가 전극이 판상 전극이며, 상기 판상 전극의 단면을 상기 전자기기에 대향시키는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
13. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가 전극이 봉상 전극이며, 상기 봉상 전극의 길이방향으로 연장되는 측면을 상기 전자기기에 대향시키는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가 전극은,
    상기 전자기기에 대향하는 대상 전계 방출면 조각을 여러 개 지니고 있으며, 여러 개의 상기 전계 방출면 조각이 나란히 배치됨으로써 1개의 전계 방출면이 형성되는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 인가 전극은 여러 개의 판상 전극 조각을 지니고 있으며,
    상기 판상 전극 조각의 평면이 상기 대상 전계 방출면 조각이 되는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
16. 청구항 14에 있어서, 상기 인가 전극은 여러 개의 판상 전극 조각을 지니고 있으며,
    상기 판상 전극 조각의 단면이 상기 대상 전계 방출면 조각이 되는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
17. 청구항 14에 있어서, 상기 인가 전극은 여러 개의 봉상 전극 조각을 지니고 있으며,
    상기 봉상 전극 조각의 길이방향으로 연장되는 측면이 상기 대상 전계 방출면 조각이 되는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
18. 청구항 14에 있어서, 상기 인가 전극은 대상 돌기를 지니고 있으며,
    상기 대상 돌기의 돌출단이 상기 대상 전계 방출면 조각이 되는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
19. 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전계 변동 수단이 상기 전자기기와 상기 인가 전극의 상대 거리를 변화시키는 이동 기구를 구비하고 있으며, 상기 상대 거리의 변화에 의해 상기 전계의 강도와 구배를 변동시키는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
20. 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유도 대전에 의해 상기 전자기기의 내부에서 발생하는 방전 현상을 검출하는 방전 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
21. 청구항 20에 있어서, 상기 방전 검출 수단의 센싱 타이밍과, 상기 전계 변동 수단에 의한 상기 전계의 변동 타이밍을 동기시키는 동기 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
22. 청구항 1 내지 21 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가 전극의 재료로서 고저항 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
23. 청구항 1 내지 22 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가 전극에 전압을 공급하는 배선에 고저항 고무 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 장치.
24. 피측정물이 되는 전자기기에 대해 인가 전극을 이용하여 외부로부터 전계를 인가하고,
    상기 전자기기에 인가되는 상기 전계의 강도와 구배를 변동시킴으로써 상기 전자기기의 내부에 유도 대전을 발생시키고,
    상기 유도 대전에 의한 상기 전자기기의 동작 특성을 검사하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법.
25. 청구항 24에 있어서, 또한 상기 유도 대전에 의해 상기 전자기기의 내부에 생기는 방전 현상을 검출하고,
    상기 방전 현상에 의한 상기 전자기기의 동작 특성을 검사하는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법.
26. 청구항 24 또는 25에 있어서, 상기 인가 전극에 공급하는 전압을 변화시킴으로써 상기 전자기기에 인가되는 상기 전계의 강도를 변동시키는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법.
27. 청구항 24 내지 26 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가 전극과 상기 전자기기와의 상대 거리를 변화시킴으로써 상기 전자기기에 인가되는 상기 전계의 강도와 구배를 변동시키는 것을 특징으로 하는, 전자기기의 변동 전계 내성 검사 방법.

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