KR20140060463A - 정전기량 계측 장치, 정전기량 계측 방법 - Google Patents

Abstract

[과제]
계측이 어려운 상황에 있는 제조 현장에 최적이며, 간편하면서 고정밀도로 전자 부품·기계 부품 등의 정전기량을 계측하는 정전기량 계측 장치 및 정전기량 계측 방법을 제공한다.
[해결 수단]
본 발명의 정전기량 계측 장치(1)는, 계측 대상물(10)에 주어진 진동에 의해 생기는 가상 전자파를 수신하는 수신부(2)와, 수신부(2)가 수신한 가상 전자파의 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나를 측정하는 측정부(3)와, 측정부(3)의 측정 결과에 의거하여, 계측 대상물(10)의 정전기량을 산출하는 산출부(4)를 구비한다.

Description

정전기량 계측 장치, 정전기량 계측 방법{APPARATUS FOR MEASURING QUANTITY OF STATIC ELECTRICITY, AND METHOD FOR MEASURING QUANTITY OF STATIC ELECTRICITY}

본 발명은, 반도체 제조, 전자 기기 제조, 정밀 기계 제조, 수송 기계 제조, 화학품 제조 및 식품 제조 등의 다양한 제조 현장에서, 제조 공정에서 이용되는 부품이 갖는 정전기량(靜電氣量)을, 제조 공정에서의 부하나 수고를 늘리는 일 없이, 높은 정밀도에서 계측할 수 있는 정전기량 계측 장치에 관한 것이다.

우리 나라는, 반도체 제조, 전자 기기 제조, 정밀 기계 제조, 수송 기계 제조, 화학품 제조 및 식품 제조 등, 산업의 근간을 지탱하는 다양한 제조업을 갖고 있다. 종래는 대기업을 중심으로, 연구, 개발, 설계, 제조, 품질 관리, 판매까지의 일련의 흐름이 수직 통합적으로 행하여지고 있는 일이 많았다. 이와 같은 수직 통합형의 기업에서는, 제조 현장에서 생길 수 있는 제조품(완성품이나 반완성품)의 품질 부족이나 수율 저하와 개발이나 설계로의 대응은, 동일 기업 내부에서 피드백, 피드포워드하기 쉬운 환경에 있다.

한쪽으로, 근래에서는, 동일 기업에서 제조 비용의 문제 때문에 제조 부문(즉 제조 공장)이 자회사화 되거나, 수탁 제조만을 행하는 제조 기업이 나타나거나 하고 있다. 마찬가지로, 연구·개발만을 행하고, 제조를 행하지 않는 팹리스 기업 등도, 전기 분야, 정보 통신 분야 등을 중심으로 융성하고 있다.

이와 같이, 현재의 제조업에서는, 개발이나 설계를 행하는 영역과 실제의 제조를 행하는 영역으로, 물리적, 시간적, 기술적, 인적한 괴리가 있는 일이 많게 되어 오고 있다. 이와 같은 괴리가 있는 경우에는, 제조 현장에서 생기는 품질 부족이나 수율 열화에 관해, 제조 현장과 개발 현장과의 사이에서, 피드백이나 피드포워드하는 것이 곤란하다. 이 곤란에 의해, 우리 나라의 제조업(제조만을 청부맡는 수탁 제조 회사, 제조 자회사, 팹리스 기업 등을 포함한다)에서의 제조력이 저하되고 있을 우려가 있다.

제조 현장에서의 품질이나 수율의 열화 원인에는 다양한 것이 있다. 설계와 제조의 용이성, 제조 현장의 숙련도, 제조 공정의 플로, 제조 설비, 인적 숙련 등의 불가피의 원인도 있지만, 간과되기 쉬운 원인의 하나는, 정전기(靜電氣)이다. 전자 기기나 정밀 기계 분야의 제조 공정에서는, 복수의 전자 부품이나 기계 부품을, 제조 라인에서 어셈블리함으로써, 반완성품, 완성품이 제조된다. 이 반완성품이나 완성품의 제조에 이용되는 전자 부품이나 기계 부품은, 다양한 요인으로 정전기를 대전하여 버리는 일이 많다. 이와 같이 대전한 전자 부품이나 기계 부품이, 제조 공정에서 완성품이나 반완성품의 어셈블리에 이용되면, 이 정전기의 방전(ESD)에 의해, 대전하고 있는 부품은 물론, 완성품이나 반완성품에 실장된 대전하지 않은 다른 부품이나 완성품이나 반완성품까지도 고장이나 파괴에 이르게 하는 일이 있다. 이와 같은 부품, 완성품, 반완성품의 고장이나 파괴는, 품질이나 수율의 열화로 직접적으로 이어져 버린다.

구체적인 예로서는, IC나 LSI 등의 반도체 집적 소자나 이들이 실장되는 전자 기판은, 정전기의 영향을 매우 받기 쉽다. 제조 현장에서는, 접촉·박리·플라즈마 등에 의해, 이들의 소자나 전자 기판이, 용이하게 정전기를 대전하기 쉽고, 다른 소자나 작업자와의 접촉에 의해, 간단하게 ESD 파괴가 일어난다. 이에 의해, 제조 라인을 흐르는 전자 소자가 파괴되거나, 전자 소자가 실장된 전자 기판의 고장으로 이어지거나 한다. 경우에 따라서는, 방전에 의한 화재가 생기는 일도 있고, 제조 현장에서의 정전기는, 다양한 문제를 일으킨다.

현재상태의 제조 현장에서는, 이들의 정전기 문제에 대해, 방전(放電) 작업착(作業着)을 이용하거나, 작업자에게 어스선을 접속하거나 하는 등, (1) 예방, (2) 제전(除電)의 노력의 2개의 대응이 주로 행하여지고 있다. 그러나, 예방이나 제전의 노력이 행하여졌다고 하여도, 반드시 정전기의 대전을 방지할 수 있는 일은 없고, 정전기에 의해 생기는 고장이나 파괴를 검출하거나 예측하거나 할 수가 없다. 이들의 대응은, 어느 전자 부품이나 기계 부품이 대전하고 있는지를 측정한 다음의 대응이 아니기 때문이다.

더하여, 제조 현장에서는, 다양한 장면에서 정전기의 대전이 생길 수 있다. 전자 기기의 제조 라인이라면, (1) 릴이나 패키지에 수납되어 있는 전자 소자나 전자 부품이, 취출되어 라인상에 흐를 때, (2) 라인상을 흘러 온 전자 소자나 전자 부품이, 기계나 인력으로 취출될 때, (3) 취출된 전자 소자나 전자 부품이, 전자 기판에 실장될 때, (4) 여러가지의 전자 부품이 실장된 전자 기판이 다음 공정으로 보내질 때, (5) 복수의 전자 기판이, 몸체에 조립될 때, 등이다. 전자 부품이나 전자 기판의 대전은, 이들의 (1) 내지 (5)와 같은 복수의 물건이 접촉하는 환경으로서, 기계나 장치와의 접촉도, 인체와의 접촉도 생길 수 있다. 이와 같은 정전기의 대전(帶電) 베리에이션의 넓이를 고려하면, 방전 작업착 등으로의 작업만으로는 대응이 불충분한다.

더하여, 이들 (1) 내지 (5)의 어느것에서 정전기에 의한 고장 등이 생기는지가 불명한 것은, 생산 현장에서 최종 제품(완성품, 반완성품)의 제조가 종료된 후에서의 품질 열화나 수율 열화의 원인을 특정할 수 없는 것에 이어진다. 즉, 제조 제품의 품질이나 수율의 열화의 원인이, <1> 정전기에 의한 것인지 아닌지, <2> 정전기에 원인이 있는 경우에는, 제조 공정의 어느것에서 정전기가 생긴 것에 의한 것인지의 특정(特定)이 곤란하다.

이 때문에, 제조 현장에서, 전자 부품이나 기계 부품(물론, 이들을 실장한 제품도 포함한다)에서의 정전기의 대전량을 계측하는 것이 제조 현장에서는 필요하게 되어 있다.

이와 같은 정전기의 대전량을 계측하기 위해, 다양한 수법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 내지 3, 비특허 문헌 1 내지 5 참조).

특허 문헌 1 : 일본국 특표2001-522045호 공보 특허 문헌 2 : 국제 재공표 WO2007-055057호 공보 특허 문헌 3 : 일본국 특표2004-512528호 공보

비특허 문헌 1 : 오키에히로 : 가고시마현 공업기술센터 연구보고, No. 20, pp. 57-63(2006) 비특허 문헌 2 : A. Kanno, K. Sasagawa, T. Shiozawa, and M. Tsuchiya : Optics Express 18 (2010) 10029-10035 비특허 문헌 3 : A. Kumada, A. Iwata, K. Ozaki, M. Chiba, K. Hidaka : J. Appl. Phys. 92 (2002)2875 비특허 문헌 4 : E. Eisenmenger, M. Haardt : Solid St. Comm. 41 (1982) 2769-2775 비특허 문헌 5 : T. Maeda, Y. Oki, A. Nishikata, T. Maeno : Trans. Inst. Elect. Engnr. Jpn. A 126 (2006) 185-190

정전기량의 측정에는, 종래의 기술에서는 주로 다음 5개의 방식이 제안되어 있다.

(방식 1) 패러데이 케이지

패러데이 케이지는, 계측 대상물을, 전하를 측정할 수 있는 케이지의 중에 수용하여, 계측 대상물을 콘덴서로 가정하고 그 전하량을 측정함으로써, 계측 대상물의 대전량을 측정한다.

그러나, 패러데이 케이지의 경우에는, 계측 대상물을 하나씩 케이지의 중에 수용할 필요가 있어서, 수만개로부터 수100만개의 전자 부품이나 기계 부품이 차례차례로 라인상을 흐르는 제조 현장에서는, 실용에는 비현실적이다. 패러데이 케이지는, 소수의 대상물의 대전량을, 정성스럽게 계측하여야 하는 경우에 적합하고, 대량 생산을 전제로 하는 전자 기기, 수송 기기, 화학품, 식품 등의 공장에서는, 부적합하다.

(방식 2) 표면 전위계

표면 전위계는, 계측 대상물의 표면에 프로브를 근접시켜서 계측 대상물의 전계량(電界量)을 측정하여, 정전기량을 계측한다. 예를 들면, 비특허 문헌 1은, 표면 전위계에 의한 정전기량의 계측의 기술을 개시하고 있다.

그러나, 표면 전위계는, 계측 대상물에 프로브를 근접시킬 필요가 있어서, 작업자의 수고를 필요로 한다. 작업자의 숙련도의 저하에 의해서는, 프로브를 근접할 때에 계측 대상물을 물리적으로 파괴하여 버릴 우려도 있다. 또한, 계측 대상물의 크기와, 프로브에 의한 계측 범위와의 괴리가 있는 경우에는, 계측되는 정전기량의 정밀도가 떨어지는 문제도 있다. 나아가서는, 공장의 라인에서는, 다양한 상태로 전자 부품 등이 흐르기 때문에, 다른 장치에 방해되어 프로브를 정확하게 근접시킬 수가 없는 문제도 있다.

(방식 3) 포켈스 효과를 이용한 방법

포켈스 효과는, 유전체의 등방성 결정(結晶)에서 외부로부터 전계를 걸면, 그 전계에 비례하여 광의 굴절율이 변하는 현상이다. 이것을 이용하여, 계측 대상물의 표면에 소정의 매체(포켈스 결정체)를 설치하고, 이 매체에 광을 조사한 때의 반사광이나 투과광의 굴절율을 검출함으로써, 정전기를 계측한다. 예를 들면, 비특허 문헌 2는, 이 포켈스 효과를 이용한 정전기 측정 기술을 개시하고 있다.

그러나, 포켈스 효과를 이용하는 경우에는, 계측 대상물의 표면 부근에 평평한 매체를 설치할 필요가 있다. 이것은, 다수의 전자 부품이나 기계 부품이 다양한 양태로 흐르고 있는 제조 라인에 적용하는데는 비현실적이다. 당연하지만, 계측 작업자의 숙련도 필요로 한다. 또한, 조사하는 광과 반사광의 검출 등의 작업 정밀도에 의해, 계측되는 정전기량의 정밀도가 내려가는 문제도 있다.

(방식 4)카 효과를 이용한 방법

카 효과는, 물질에 외부로부터 전계를 걸면, 그 전계에 2승(乘)에 비례하여 광의 굴절율이 변화하는 현상이고, 이 전기광학 특성을 계측함으로써, 정전기를 측정할 수 있다. 예를 들면, 비특허 문헌 3에서는, 가스의 카 효과를 이용한 정전기 측정 기술을 개시하고 있다.

그러나, 카 효과는, 변화의 검출이 매우 어렵고, 미소한 전자 부품 등의 정전기량을 계측하는 것은 매우 어렵고, 제조 현장에서의 적용은 곤란하다.

(방식 5) 주사형 프로브 현미경

주사형 프로브 현미경은, 계측 대상물에 대해 프로브를 주사(走査)시키면서 정전기량을 계측한다. 예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 정전기력 현미경용의 캔틸레버를 구비한 정전기 부하 검출 기술을 개시하고 있다.

그러나, 주사형 프로브 현미경은, 작업의 수고도 크고, 장치도 대규모로 되는 문제가 있다.

(방식 6) 고체 내의 대전 분포를 계측하는 기술

비특허 문헌 4, 5의 각각은, 고체 내의 대전 분포를 계측하는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 이들의 기술은 계측 대상물에 전극을 맞댈 필요가 있기 때문에, 제조 현장에서의 적용이 곤란하고, 같은 문제를 갖고 있다.

이상과 같이, 종래 기술에서 제안되어 있는 여러가지의 수법은, 다음과 같은 문제를 갖고 있다.

(문제 1) 많은 장치나 기구를 필요로 하고, 작업자의 숙련을 필요로 하는 문제가 있다. 특히, 제조 현장에서 제조에 종사하는 작업자 이외에, 정전기를 계측하는 전임의 작업자를 필요로 하기 때문에, 제조 비용을 높여 버리는(수율 저감 효과 이상으로 비용이 높아져 버리는) 문제가 있다.

(문제 2) 계측 대상물에, 프로브나 매체 등을 한정된 각도나 거리 등으로 근접시킬 필요가 있어서, 라인, 장치 등의ㅐ 다양한 장애물이 있는 제조 현장에서는, 적용이 곤란한 문제가 있다.

(문제 3) 문제1, 2에 의해, 대량의 전자 부품이나 기계 부품이 흐르는 제조 현장에서는, 이들 대량의 전자 부품 등의 각각에서의 정전기량의 계측이 곤란한 문제가 있다.

(문제 4) 주위에 다른 대전체나 어스가 없는 경우 등, 이상적이 아니고 밸런스가 나쁜 계측 환경의 경우에는, 계측 정밀도가 나빠지는 문제가 있다.

이와 같은 중에서, 정전기를 계측하는 것을 목적으로는 하고 있지 않지만, 음파를 이용한 전기 특성이나 기계 특성을 계측하는 기술로서, 특허 문헌 2, 특허 문헌 3이 제안되어 있다.

특허 문헌 2는, 음파에 의한 전자파를 이용하여 대상물의 전기 특성·기계 특성 등을 계측하는 기술을 개시한다. 그러나, 특허 문헌 2는, 의료나 치료 장치에 있어서, 인체나 생체를 대상으로 하는 것을 목적으로 하고 있다. 의료나 치료에서는, 대상이 되는 인체나 생체에 관해서는, 시간이나 비용을 들여서 그 물성을 계측할 수 있기 때문에, 장치나 수고를 대규모로 할 수 있다. 이 때문에, 특허 문헌 2의 기술은, 제조 현장에 적용하는 것은 곤란하다. 특히, 특허 문헌 2는, 정전기를 계측하는 것을 개시하고 있지 않고, 전자파를 이용함으로써의 전기 특성을 계측하는 대략적인 개념을 개시하는데 지나지 않는다. 이 때문에, 특허 문헌 2에 개시되는 기술도, 종래 기술의 방식 1 내지 방식 5와 마찬가지로, (문제 1) 내지 (문제 4)를 갖고 있다.

특허 문헌 3은, 계측 대상물을 유체(流體) 내에 배치하여, 음파에 의해 유체에 발생하는 전기 신호를 측정함으로써, 대상물의 물성을 계측하는 기술을 개시한다. 당연하지만, 특허 문헌 3에 개시되는 기술은, 유체의 설치나 대상물과의 전극 배치 등을 필요로 하고, 종래 기술의 방식 1 내지 방식 5와 마찬가지로, (문제 1) 내지 (문제 4)를 갖고 있다. 특허 문헌 2, 특허 문헌 3의 각각은, 대량의 전자 부품이나 기계 부품이 복잡한 상태로 흐르는 제조 현장에서, 이들의 전자 부품 등의 정전기량을 계측하는 기술, 또는 이것에 응용할 수 있는 기술을 고려하여 있는 것이 아니다.

이상과 같이, 종래 기술은, 대량의 전자 부품, 기계 부품이 다양한 상태로 흐르거나 실장되거나 하는 제조 현장에서, 계측의 수고·계측 비용을 발생시키지 않고서, 높은 정밀도로 많은 전자 부품·기계 부품 등의 정전기량을 계측하는 것은, 곤란한 문제가 있다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 계측이 어려운 상황에 있는 제조 현장에 최적이며, 간편하면서 고정밀도로 전자 부품·기계 부품 등의 정전기량을 계측하는 정전기량 계측 장치 및 정전기량 계측 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 감안하여, 본 발명의 정전기량 계측 장치는, 계측 대상물에 주어진 진동에 의해 생기는 가상(假想) 전자파를 수신하는 수신부와, 수신부가 수신한 가상 전자파의 강도(强度), 주파수 및 위상(位相)의 적어도 하나를 측정하는 측정부와, 측정부의 측정 결과에 의거하여, 계측 대상물의 정전기량을 산출하는 산출부를 구비한다.

본 발명의 정전기량 계측 장치는, 전자 부품이나 기계 부품과의 거리, 각도 등을 한정하면서 근접시키거나 맞대거나 하는 일 없이, 전자 부품 등의 정전기량을 계측할 수 있다. 이 때문에, 계측 대상이 되는 전자 부품·기계계 부품의 주위의 장치나 기구 등의 영향이 적고, 많은 대상물의 정전기량을 계측할 수 있다.

또한, 정전기량 계측 장치는, 정전기를 대전하고 있는 물체마다 진동시킴에 의해 발생하는 가상 전자파로 정전기량을 계측할 수 있기 때문에, 계측 정밀도가 매우 높다. 특히, 가상 전자파를 생기게 하는 진동 부여 수단과, 전자파의 계측 수단을, 분리하여 장치를 구성할 수 있기 때문에, 제조 현장의 물리적 제약에 대응하기 쉬워진다.

이들의 효과가 어울려서, 본 발명의 정전기량 계측 장치는, 제조 현장에 간단하게 적용할 수 있음과 함께 많은 대상물의 정전기량을 정확하게 계측할 수 있다. 또한, 제조 현장에서의 품질 열화나 수율 열화의 원인의 하나로서의 정전기를 특정하기 쉬워진다. 이 결과, 제조 현장 단독으로, 품질 열화나 수율 열화의 원인과 대책을 특정할 수가 있어서, 개발 현장과의 괴리가 진행되어 있는(수탁 제조 회사, 제조 자회사, 팹리스 기업 등 때문) 제조 공장의 기능이나 생산 능력의 향상 및 개선을 실현할 수 있다.

이와 같은 제조 공장의 품질·생산성 향상은, 제조 공장에서도 메리트를 가져오고, 제조 공장이라고 괴리되어 있는 개발이나 설계 공정의 독립성도 높이기 때문에, 결과로서, 수직 통합형, 수평 분업형 등의 다양한 제조업의 기술 기반 향상도 가져올 수 있다.

도 1은 본 발명의 참고례로서의 표면 전위계로의 정전기량 계측을 도시하는 설명도.
도 2는 본 발명의 참고례로서의 표면 전위계로의 정전기량 계측을 도시하는 설명도.
도 3은 본 발명의 참고례로서의 표면 전위계로의 정전기량 계측을 도시하는 설명도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 정전기량 계측 장치의 블록도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 계측 대상물의 가상 전자파 발생을 도시하는 설명도.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 정전기량 계측 장치(1)의 설치 상태를 도시하는 모식도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 측정된 전자파의 강도와 계측 대상물(10)의 표면 전위의 관계를 도시하는 그래프.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 측정된 위상을 도시하는 그래프.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에서의 산출부의 내부 블록도.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 2에서의 무게 부여와 산출되는 정전기량과의 관계를 도시하는 테이블.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 3에서의 정전기량 계측 장치의 블록도.
도 12는 본 발명의 실시의 형태 3에서의 개별 부여와 전체 부여를 도시하는 모식도.
도 13은 본 발명의 실시의 형태 3에서의 진동 부여의 상태를 도시하는 모식도.
도 14는 본 발명의 실시의 형태 3에서의 스피커에 의한 음파 조사의 설명도.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 3에서의 진동 부여의 상태를 도시하는 모식도.
도 16은 본 발명의 실시의 형태 3의 실시례에서의 계측 결과를 도시하는 그래프.
도 17은 본 발명의 실시의 형태 3의 실시례에서의 계측 결과를 도시하는 그래프.
도 18은 본 발명의 실시의 형태 4에서의 정전기 제거 장치의 블록도.
도 19는 본 발명의 실시의 형태 5에서의 정전기량 계측 방법을 도시하는 플로 차트.

본 발명의 제1의 발명에 관한 정전기량 계측 장치는, 대전한 계측 대상물에 주어진 진동에 의해 생기는 가상 전자파를 수신하는 수신부와, 수신부가 수신한 가상 전자파의 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나를 측정하는 측정부와, 측정부의 측정 결과에 의거하여, 계측 대상물의 정전기량을 산출하는 산출부를 구비한다.

이 구성에 의해, 정전기량 계측 장치는, 제조 현장에서도, 주변 환경에 얽매이지 않고서, 부품이나 제품 등의 다양한 요소의 정전기량을 용이하며 정확하게 계측할 수 있다.

본 발명의 제2의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제1의 발명에 더하여, 계측 대상물은, 제조 현장에서 사용되는, 전자 부품, 전자 소자, 반도체 집적 소자, 전자 기판, 전자 기기, 기계 부품, 수송용 기기, 화학품, 식품, 약품 및 섬유 제품의 어느 하나의 제품 요소이다.

이 구성에 의해, 정전기를 갖고 있는 것이 문제가 되는 다양한 부품·제품의 정전기량이 사전에 계측된다.

본 발명의 제3의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제2의 발명에 더하여, 제품 요소는, 제조 현장에서의 제조 라인을 흐른다.

이 구성에 의해, 정전기량 계측 장치는, 제조 라인을 흐르는 계측 대상물의 정전기량을 계측할 수 있다.

본 발명의 제4의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제1부터 제3의 어느 하나의 발명에 더하여, 산출부는, 가상 전자파의 강도와 정전기량의 대응 관계식 및 가상 전자파의 강도와 정전기량의 관계 테이블의 적어도 한쪽에 의거하여, 계측 대상물의 정전기량을 산출한다.

이 구성에 의해, 산출부는, 계측 대상물의 크기나 형상에 의존하지 않고서, 정전기량을 산출할 수 있다. 가상 전자파는, 계측 대상물의 크기, 구조, 형상 등에 의존하지 않고서 일정한 주파수, 강도 등을 (진동에 의거한 크기이지만) 갖기 때문이다.

본 발명의 제5의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제4의 발명에 더하여, 산출부는, 계측 대상물에 주어진 진폭에 의거하여 신뢰성치를 산출하고, 가상 전자파의 강도에 의거하여 산출되는 정전기량에 신뢰성치를 무게 부여하고, 계측 대상물의 정전기량을 산출한다.

이 구성에 의해, 산출부는, 주변 환경에 의한 가상 전자파에의 영향도 고려하여, 정확하게 정전기량을 계측할 수 있다.

본 발명의 제6의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제5의 발명에 더하여, 신뢰성치는, 계측 대상물에 주어진 진폭이 작은 경우에 작고, 계측 대상물에 주어진 진폭이 큰 경우에 크다.

이 구성에 의해, 신뢰성에 의한 보정이 유효해진다.

본 발명의 제7의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제1부터 제6의 발명에 더하여, 산출부는, 가상 전자파의 위상에 의거하여, 계측 대상물에 대전하고 있는 정전기의 정부(正負)를 판별한다.

이 구성에 의해, 정전기의 방전에 필요한 정보를 얻을 수 있다.

본 발명의 제8의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제1부터 제7의 어느 하나의 발명에 더하여, 계측 대상물에 진동을 부여하는 진동 부여 수단을 또한 구비한다.

이 구성에 의해, 정전기량 계측 장치는, 가상 전자파의 발생도 행할 수 있다.

본 발명의 제9의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제8의 발명에 더하여, 계측 대상물이 부품 요소인 경우에, 진동 부여 수단은, 제조 라인으로 보내지는 개별적의 계측 대상물에 진동을 부여하는 개별 부여 및 계측 대상물이 실려 있는 제조 라인 그 자체에 진동을 부여하는 전체 부여의 적어도 한쪽으로, 계측 대상물에 진동을 부여한다.

이 구성에 의해, 계측 대상물이나 제조 현장의 상황에 맞춘, 진동 부여가 가능해진다.

본 발명의 제10의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제8의 발명에 더하여, 계측 대상물이, 복수의 부품이 실장된 제품인 경우에, 진동 부여 수단은, 제품에 진동을 부여하고, 수신부는, 제품의 각 영역을 지향(指向)한다.

이 구성에 의해, 정전기량 계측 장치는, 제품에 포함되는 특정한 부품 등의 정전기량을 계측할 수 있다.

본 발명의 제11의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제8부터 제10의 어느 하나의 발명에 더하여, 진동 부여 수단은, 진폭 및 주파수의 적어도 한쪽을, 수신부 및 측정부의 적어도 한쪽의 사양에 의거하여 정한다.

이 구성에 의해, 수신부나 측정부의 사양에 최적화된 가상 전자파가 생긴다.

본 발명의 제12의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제8부터 제11의 어느 하나의 발명에 더하여, 진동 부여 수단은, 계측 대상물이 실려 있는 지지대(支持臺)에 진동을 부여하는 직접 부여 및 계측 대상물에 음파를 부여하는 간접 부여의 적어도 한쪽으로, 계측 대상물에 진동을 부여한다.

이 구성에 의해, 진동 부여 수단은, 계측 대상물이 놓여져 있는 환경에 최적화된 진동을 부여할 수 있다.

본 발명의 제13의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제8부터 제12의 어느 하나의 발명에 더하여, 진동 부여 수단은, 음파를 발생하는 음파 발생기를 가지며, 계측 대상물은, 음파 발생기에 의해 직접 또는 간접적으로 진동한다.

이 구성에 의해, 보다 용이하게 진동이 부여된다.

본 발명의 제14의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제13의 발명에 더하여, 음파 발생기는, 계측 대상물의 크기에 맞추어서, 음파를 수속(收束)시키는 수속 기능을 갖는다.

이 구성에 의해, 진동 부여 수단은, 계측 대상물이 소형인 경우에도, 확실하게 진동을 부여할 수 있다.

본 발명의 제15의 발명에 관한 정전기량 계측 장치에서는, 제8부터 제14의 어느 하나의 발명에 더하여, 진동 부여 수단은, 계측 대상물의 단부(端部)에 설치되는 진동자(振動子)를 가지며, 진동자의 진동에 의해, 계측 대상물에 진동을 부여한다.

이 구성에 의해, 확실하게 진동이 부여된다.

본 발명의 제16의 발명에 관한 정전기 제거 장치는, 제1부터 제15의 어느 하나의 정전기량 계측 장치와, 정전기량 계측 장치에서 계측된 정전기량을 표시하는 표시 수단과, 계측 대상물에 대전하고 있는 정전기를 제전하는 제전 수단을 구비한다.

이 구성에 의해, 정전기를 갖고 있는 부품 등을 조기에 제전할 수가 있어서, 제조 공정에서의 부적합함을 방지할 수 있다.

이하, 도면을 이용하여, 본 발명의 실시의 형태에 관해 설명한다.

(실시의 형태 1)

실시의 형태 1에 관해 설명한다.

(참고례)

우선, 실시의 형태 1에 대한 참고례로서, 표면 전위계에 의한 정전기량 계측의 문제점을 설명한다. 표면 전위계는, 계측 대상물에 프로브를 근접시켜서 정전기량을 계측하고, 현재의 다양한 장면에서, 정전기량의 계측에 가장 많이 이용되고 있다.

(1) 계측 대상물과 프로브와의 면적의 괴리(乖離) 의존성

도 1은, 본 발명의 참고례로서의 표면 전위계로의 정전기량 계측을 도시하는 설명도이다. 표면 전위계는, 프로브를 계측 대상물에 근접시키고, 정전 유도에 의해, 대전물로부터의 정전계 강도를 검출 전극에 받음으로써 정전기량을 계측한다. 이 때, 계측 대상물과 프로브의 거리에 의해 정전기량을 계측할 수 있는 영역의 면적(계측 면적)이 정하여진다. 표면 전위계는, 이 계측 면적에서 얻어진 평균치를, 정전기량으로서 산출한다.

도 1(A)와 같이, 계측 면적이 계측 대상물보다도 작은 경우에는, 표면 전위계는, 계측 대상물의 일부 측정 영역의 평균을 정전기량으로서 산출한다. 그러나 도 1(B)와 같이, 계측 면적이 계측 대상물보다도 큰 경우에는, 표면 전위계는, 계측 대상물 이외도 포함한 측정 영역의 평균을 정전기량으로서 산출하기 때문에, 계측 대상물에 본래적으로 대전하고 있는 정전기량보다도 작은 값을 산출하여 버린다.

(2) 계측 대상물과 프로브와의 거리 의존성

도 2는, 본 발명의 참고례로서의 표면 전위계로의 정전기량 계측을 도시하는 설명도이다. 도 2에서 분명한 바와 같이, 프로브와 계측 대상물과의 거리에 의해, 산출되는 정전기량은 변동하여 버린다. 공장 등의 제조 현장에서는, 계측 대상물과 프로브와의 거리를 일정하게 유지하는 것은 곤란하다. 공장의 라인이나 설비의 형상은, 다양하기 때문이다.

(3) 전계 방향에의 의존성

도 3은, 본 발명의 참고례로서의 표면 전위계로의 정전기량 계측을 도시하는 설명도이다. 도 3(A)는, 계측 대상물이 접지면에 가까운 상태를 나타내고 있고, 도 3(B)는, 계측 대상물이 접지면으로부터 먼 상태를 나타내고 있다. 도 3(A)와 같이, 계측 대상물이 접지면에 가까운 경우에는, 전계가 접지면에 끌어당겨져 버려, 표면 전위계에서 계측되는 정전기량이 작아지고, 역으로, 도 3(B)와 같이, 계측 대상물이 접지면에서 먼 경우에는, 아래의 전계만이 접지면에 끌어당겨지기 때문에 표면 전위계에서 계측되는 정전기량은 커진다. 이와 같이, 계측 대상물의 설치 위치에 의해서도, 계측되는 정전기량은 달라져 버린다.

공장 등의 제조 현장에서는, 제조 라인의 구조·형상, 계측 대상물의 크기, 형상 등에 의해, 표면 전위계의 프로브를 닿게 하는 상황은 다양하다. 이와 같이 프로브를 닿게 하는 상황에 의존하여, 산출되는 정전기량이 변동하는 것은 바람직하지 않다.

(전체 개요)

다음에, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 정전기량 계측 장치의 전체 개요에 관해 설명한다. 도 4는, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 정전기량 계측 장치의 블록도이다.

정전기량 계측 장치(1)는, 수신부(2), 측정부(3) 및 산출부(4)를 구비한다. 수신부(2)는, 계측 대상물(10)에 주어진 진동에 의해 생기는 가상 전자파를 수신한다. 측정부(3)는, 가상 전자파의 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나를 측정한다. 산출부(4)는, 측정부(3)의 측정 결과에 의거하여(즉, 측정된 가상 전자파의 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나에 의거하여), 계측 대상물(10)의 정전기량을 산출한다. 정전기량 계측 장치(1)는, 이들 수신부(2), 측정부(3) 및 산출부(4)를 구비함에 의해, 계측 대상물(10)의 정전기량을 계측할 수 있다.

여기서, 정전기량 계측 장치(1)가 정전기량을 계측하기 위해 이용하는 최초의 데이터는, 수신부(2)가 수신한 가상 전자파이다. 가상 전자파는, 계측 대상물(10)에 부여되는 진동에 의해 생긴다. 도 5는, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 계측 대상물의 가상 전자파 발생을 도시하는 설명도이다.

계측 대상물(10)은, 대(11)의 위에 설치된다. 이 대(11)는, 공장에서는, 계측 대상물(10)인 전자 부품이나 화학품이 흐르는 제조 라인이라도 좋다. 계측 대상물(10)은, 이 제조 라인을 흐르고 있고, 정전기량 계측 장치(1)는, 이 제조 라인을 흐르는 계측 대상물(10)의 정전기량을 계측한다.

도 5는, 왼쪽부터 (A), (B), (C)의 순서로 설명하고 있다. 우선, 도 3(A)에 도시되는 바와 같이, 대(11)는, 상하로 진동한다. 예를 들면, 진동을 발생시키는 기구가 대(11)에 조립되어 있거나, 대(11)의 저면에 진동 발생 장치가 설치되어 있거나 음파 조사하거나 함으로써, 대(11)는, 상하로 진동한다. 여기서, 대(11)에 설치되어 있는 계측 대상물(10)은, 어떠한 이유로 정전기를 대전하고 있고, 전하(101)를 갖고 있다.

이 상하 진동에 의해, 계측 대상물(10)도, 상하로 이동한다. 이 계측 대상물(10)의 상하 이동에 맞추어서, 전하(101)도 상하로 이동한다. 이 전하(101)의 상하 이동은, 도 5(B)에도시되는 바와 같다. 이 전하(101)의 상하 이동에 있어서, 어느 평면을 기준(도 5에서는, 파선으로 나타나고 있다)으로 하여 생각하면, 전하(101)는, 기준보다 위(정의 영역)에 위치하는 상태와, 기준보다 아래(부의 영역)에 위치하는 상태를 반복한다. 이 기준의 정부를 전하(101)가 왕래하는 것은, 도 5(C)에 도시되는 바와 같이, 전하(101)에 의한 가상적인 교류 전류로 간주할 수 있다.

이 가상적 교류 전류에 의해 발생하는 전계의 파(波)가, 수신부(2)가 수신하는 가상 전자파(또는 전자계)이다.

이 가상 전자파는, 대(11)(결과적으로는 계측 대상물(10))에 가하여지는 상하 이동의 진동수와 같은 주파수를 갖는다.

이 가상 전자파는, 수신부(2)와 계측 대상물(10) 사이의 각도, 거리, 면적 차분(差分) 등의 변동이 있어도, 수신부(2)는, 가상 전자파를 수신할 수 있다.

이와 같이, 계측 대상물(10)에 진동이 부여되어 발생하는 가상 전자파를, 수신부(2)가 수신하여 최종적인 정전기량을 산출함으로써, 정전기량 계측 장치(1)는, 설비나 계측 대상물에 의해 곤란해지는 프로빙 등에 기인하는 측정 결과의 변동이나 오차는 생기기 어렵다. 수신부(2)는, 도 5에서 설명한 메커니즘으로 발생하는 가상 전자파를 수신한다. 가상 전자파는, 강도, 주파수 및 위상을 갖는다. 수신부(2)는, 수신한 가상 전자파를 측정부(3)에 출력한다. 측정부(3)는, 이 가상 전자파의 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나를 측정한다. 이 측정 결과를, 측정부(3)는, 산출부(4)에 출력한다. 산출부(4)는, 예를 들면, 이 가상 전자파의 강도로부터, 전하(101)의 전위를 산출할 수 있다. 이 전하(101)의 전위는, 계측 대상물(10)에 대전하고 있는 정전기량을 나타내고 있다.

산출부(4)는, 이 가상 전자파의 강도와 정전기량과의 대응 관계로부터, 계측 대상물(10)의 정전기량을 산출한다. 이 정전기량은, 수신부(2)에서의 가상 전자파의 수신이, 계측 환경에 의존하지 않기 때문에, 극히 정확한 값이다. 물론, 가상 전자파를 생기게 하는 기구나 가상 전자파를 수신하는 수신부(2)의 기구도 간이하기 대문에, 공장 등의 제조 현장에, 정전기량 계측 장치(1)를 조립하는 것은 용이하다. 이 때문에, 정전기량 계측 장치(1)는, 제조 라인을 흐르는 다량의 전자 부품이나 화학품의 정전기량을, 연속적으로 계측할 수 있다.

실시의 형태 1의 정전기량 계측 장치(1)는, 진동에 의해 생기는 가상 전자파를 이용함으로써, 공장 등의 제조 라인이라도, 대량의 전자 부품이나 화학품 등의 정전기량을 정확하게 계측할 수 있다.

다음에, 각 부분의 상세에 관해 설명한다.

(계측 대상물)

계측 대상물(10)은, 정전기량의 계측을 받고 싶은 대상물이다. 공장의 라인 등을 흐르는 여러가지의 부품이나 제품이다.

예를 들면, 반도체나 액정이라는 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(10)은, 부품 패키지, 전자 부품, 반도체 집적부품, 반도체 웨이퍼, 액정 유리재 등, 제조 라인을 흐르는 것이거나, 장치류, 포장재, 작업자와 같은 작업 주체(主體)거나 한다. 또한, 전기기계·전자 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(10)은, 전자 부품, 전자 소자, 전자 기판, 전자 기기이거나, 장치류나 포장재이거나 한다.

또한, 화학품 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(10)은, 화학품, 섬유 제품, 필름 제품 등이다. 식품이나 약품 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(10)은, 식품, 약품, 절연 재료, 장치 등이다. 수지나 필름 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(10)은, 수지 제품, 수지 부재, 필름 제품, 필름 부재 등을 위시하여, 절연 재료 등을 포함한다. 마찬가지로, 기계나 수송 기기의 분야에서는, 계측 대상물(10)은, 기계 부품, 수송용 기기, 도전(導電) 재료, 패키지 등을 포함한다. 또한, 종이나 섬유 제품의 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(10)은, 종이나 섬유 제품을 포함한다. 금속 분야의 제조 현장에서는, 계측 대상물(10)은, 금속 제품, 금속 재료 등을 포함한다.

이들의 각 분야에서의 이들의 계측 대상물(10)은, 모두 정전기량의 대전이 큰 경우에는, 제조 부적합이나 제품의 부적합을 생기게 하기 때문이다. 물론, 작업자나 작업용의 기구 등도, 계측 대상물(10)의 대상으로 하여도 좋다. 이들의 계측 대상물(10)은, 제조 라인을 흐를 때에, 진동이 부여되어 정전기량이 계측되어도 좋고, 계측 에어리어 등의 특별한 장소에서 계측되어도 좋다.

(수신부)

수신부(2)는, 가상 전자파를 수신한다. 가상 전자파는, 전계의 파이기 때문에, 수신부(2)는, 안테나를 구비함으로써, 수신 가능하다. 여기서, 가상 전자파는, 계측 대상물(10)의 상하 진동의 진동수와 동등한 주파수를 갖는다. 예를 들면, 계측 대상물(10)의 상하 진동이 100Hz라면, 가상 전자파의 주파수도 100Hz이다. 수신부(2)는, 이 100Hz를 수신 가능한 안테나를 구비함으로써, 가상 전자파를 수신할 수 있다. 또한, 수신한 가상 전자파에 대해, 필요에 응하여 앰프나 필터 등을 구비함으로써, 가상 전자파의 강도를 검출하는데 필요한 게인을, 얻을 수 있다.

수신부(2)는, 수신한 가상 전자파의 정보(가상 전자파를 전기 신호로 변환한 데이터나, 더욱 여러가지로 가공한 데이터, 또는 파형(波形)으로서의 데이터 등)를, 측정부(3)에 출력한다. 측정부(3) 및 산출부(4)는, 수신부(2)에서 출력된 가상 전자파에 의거하여 처리를 실행하면 좋기 때문에, 측정부(3) 및 산출부(4)는, 수신부(2)와 격리한 위치에 설치되어도 좋다. 이에 대해, 수신부(2)는, 계측 대상물(10)로부터 발하여지는 가상 전자파를 수신할 필요가 있기 때문에, 계측 대상물(10)의 가가운 곳에 위치할 필요가 있다.

수신부(2)와 측정부(3)는, 유선 또는 무선으로 데이터의 교환 가능하게 접속되어 있으면 좋다. 이 때문에, 정전기량 계측 장치(1)는, 도 6과 같이 수신부(2)와 그 이외의 부분으로 분할하여 설치되어도 좋다. 도 6은, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 정전기량 계측 장치(1)의 접지(接地) 상태를 도시하는 모식도이다.

도 6에 도시되는 정전기량 계측 장치(1)는, 공장 등의 제조 현장에 설치되어 있다. 제조 라인(20)의 위를, 전자 부품, 화학품, 기계 부품 등의 계측 대상물(10)이 차례차례로 흐르고 있다. 수신부(2)는, 이 제조 라인(20)의 어느 하나의 장소에서, 계측 대상물(10)로부터 발하여지는 가상 전자파를 수신할 필요가 있다. 이 때문에, 예를 들면 제조 라인(20)의 선단에, 수신부(2)는 설치되어, 가상 전자파를 수신한다. 수신부(2)는, 제조 라인(20)의 선단에 고정적으로 설치되어 있어도, 제조 라인(20)상을 차례차례로 계측 대상물(10)이 흘러 오기 때문에, 차례차례로 계측 대상물(10)의 가상 전자파를 수신할 수 있다.

한편, 측정부(3)와 산출부(4)는, 복수의 계측 대상물(10)의 각각의 정전기량을 산출하는 것으로 되기 때문에, 가상 전자파의 발생 현장과 격리한 위치에서도 행할 수 있다. 특히, 측정부(3)와 산출부(4)는, 전용의 연산 장치나 범용의 컴퓨터에 실장되는 것이 많기 때문에, 가상 전자파의 발생 현장(즉, 제조 라인(20)에 인접하는 위치)에서 격리한 위치에 설치되는 편이 편리하다. 이 때문에, 측정부(3)와 산출부(4)는, 도 6과 같이, 가상 전자파의 발생 현장과 격리한 위치에 설치된다.

이와 같은 상황의 경우에는, 수신부(2)와 측정부(3)는, 유선 또는 무선의 네트워크로 접속되어, 수신한 가상 전자파의 데이터를, 수신부(2)는 출력한다.

이와 같이, 수신부(2)는, 가상 전자파의 발생 현장에 가까운 장소에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 도 6과 같이, 수신부(2)는, 어느 장소에 고정되고 계측 대상물(10)이 이동하는 것이라도 좋고, 계측 대상물(10)에 대해, 수신부(2)가 이동함으로써, 복수의 계측 대상물(10)의 각각에 대한 가상 전자파의 수신을 실행하여도 좋다.

(측정부)

측정부(3)는, 수신부(2)에서 출력된 가상 전자파의 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나를 측정한다. 가상 전자파는, 강도, 주파수 및 위상의 요소를 갖고 있다. 이들의 요소의 각각은, 가상 전자파의 근원인 전하(101)(이 전하(101)는, 정전기의 대전에 의해 생기고 있는 전하이다)의 전위나 그 부호(정이나 부)를 나타낸다.

이 때문에, 정전기량 계측 장치(1)는, 이들의 요소의 적어도 하나에 주목함으로써, 정전기량을 계측할 수 있다.

측정부(3)는, 수신한 가상 전자파를 데이터 처리함으로써, 그 강도를 측정한다. 필요에 응하여 시간 주파수 변환함으로써, 주파수나 위상도 측정할 수 있다. 측정부(3)에 의한 강도, 주파수 및 위상의 측정은, 공지의 기술이 이용되면 좋고, 상세한 설명은 여기서는 생략한다. 일반적인 신호 처리가 이용될 수 있으면 좋다.

측정부(3)는, 강도, 주파수 및 위상의 전부를 측정하여도 좋고, 필요에 응하여, 이들의 하나를 측정하여도 좋다. 물론, 이들 요소의 복수를 측정하여도 좋다. 측정부(3)는, 측정한 이들의 결과를, 산출부(4)에 출력한다. 이 때문에, 측정부(3)와 산출부(4)란, 전기적으로 접속되어 있다. 전기적인 접속은, 유선 또는 무선에 의한 네트워크 접속으로 실현되면 좋다.

(산출부)

산출부(4)는, 측정부(3)로부터 출력된 측정 결과인, 가상 전자파의 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나에 의거하여, 계측 대상물(10)의 정전기량을 산출한다. 이 때, 산출부(4)는, 강도, 주파수 및 위상의 어느 하나만에 의거하여, 정전기량을 산출하여도 좋고, 강도, 주파수 및 위상의 복수의 요소의 조합에 의거하여, 정전기량을 산출하여도 좋다.

어느 것으로 하여도, 가상 전자파의 강도, 주파수 및 위상은, 발생하고 있는 정전기의 상태를 나타내는 지표로서, 산출부(4)는, 이들의 요소에 의거하여, 정전기의 전위나 그 부호를 추정할 수 있다.

(대응 관계식에 의거한 산출)

산출부(4)는, 가상 전자파의 강도와 정전기량과의 대응 관계식에 의거하여, 계측 대상물(10)의 정전기량을 산출할 수도 있다. 이 강도는, 계측 대상물(10)에 대전하여 있는 전하(101)의 전하량(즉 계측 대상물(10)이 갖는 정전기량)과, 소정의 대응 관계를 갖고 있다. 도 7은, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 측정된 전자파의 강도와 계측 대상물(10)의 표면 전위의 관계를 도시하는 그래프이다. 여기서 표면 전위는 정전기량으로 간주할 수 있다. 도 7(1)는 계측 대상물(10)이 부(負)로 대전하고 있는 경우, 도 7(2)는 계측 대상물(10)이 정(正)으로 대전하고 있는 경우를 나타내고 있다. 도 7(1)와 (2)는 모두 계측 대상물(10)의 정전기량이 높으면 전자파 강도도 높고, 계측 대상물(10)의 정전기량이 낮으면 전자파 강도도 낮다. 또한, 전자파 강도와 정전기량은 직선 관계이기 대문에, 계측 대상물(10)의 진동, 계측 거리, 주파수가 일정하면, 그 대응 관계는 다음에 나타내는 비례 관계식으로 표시할 수 있다.

V=A×I (V : 정전기량, A : 정수, I : 전자파 강도)

산출부(4)는, 얻어진 가상 전자파의 강도를 이 대응 관계식에 대입한다. 이 대입의 결과, 대응 관계식의 연산이 행하여져서, 산출부(4)는, 결과로서의 정전기량을 산출할 수 있다. 산출부(4)가, 이 대응 관계식을 이용하는 경우에는, 경험칙에 응하여, 적절히 이 대응 관계식을 변경하면, 보다 정확한 정전기량을 산출할 수 있게 된다.

(관계 테이블을 이용한 산출)

또한, 산출부(4)는, 가상 전자파의 강도와 정전기량과의 대응 관계를 나타내는 관계 테이블에 의거하여, 정전기량을 산출하여도 좋다. 대응 관계식과 달리, 이산치(離散値)에 의거한 산출로 되지만, 처리 부하가 작은 메리트가 있다. 관계 테이블은, 경험적으로 변경이나 업데이트되는 것이 가능하고, 산출부(4)는, 사용의 축적에 응하여, 보다 정밀도가 높은 정전기량의 산출을 행할 수 있다.

관계 테이블은, 대응 관계식과 마찬가지로, 산출부(4)가 구비하는 메모리에 기억되면 좋다. 메모리는, 산출부(4)가 구비하여도 좋고, 산출부(4)나 다른 요소에 공통으로 되는 메모리라도 좋다.

또한, 산출부(4)는, 대응 관계식 및 관계 테이블의 적어도 한쪽에 의거하여 정전기량을 산출하면 좋고, 계측 대상물(10)의 특성이나 계측 현장의 특성에 응하여, 어느 것을 이용하는지를 적절히 선택하면 좋다. 또한, 경우에 따라서는, 산출부(4)는, 대응 관계식 및 관계 테이블의 양쪽을 이용하여 정전기량을 산출하여도 좋다.

또한, 여기서의 대응 관계식 및 관계 테이블은, 가상 전자파의 강도와 정전기량과의 관계를 나타내는 것이지만, 가상 전자파의 주파수와 정전기량과의 관계를 나타내는 것이라도 좋다.

또한, 산출부(4)는, 강도를, 주파수에 의한 보정을 행하고 나서, 대응 관계식이나 관계 테이블에 대입함으로써, 주파수에 의존하는 요소를 보정한 다음, 정전기량을 산출하는 것도 알맞다.

또한, 산출부(4)가 가상 전자파의 강도에 의거하여, 대응 관계식 및 관계 테이블의 적어도 하나에 의거하여 정전기량을 산출하는 것을 설명하였지만, 가상 전자파의 주파수에 의거하여, 대응 관계식 및 관계 테이블의 적어도 하나에 의거한 정전기량을 산출하는 것이라도 좋다.

또한, 산출부(4)는, 주파수에 의거한 보정을 행하여 정전기량을 산출하여도 좋다.

(위상에 의한 정부의 산출)

산출부(4)는, 가상 전자파의 위상으로부터, 계측 대상물이 갖고 있는 정전기의 정부를 산출할 수 있다. 가상 전자파는, 당연하지만 위상을 갖고 있는데, 이 위상은, 정전기의 정부를 나타낸다. 정전기의 정부가 판단됨으로써, 계측 대상물(10)의 정전기를 제전하는 수단이 판명되는 메리트가 있다. 예를 들면, 계측 대상물(10)이, 정 전위의 정전기를 대전하고 있는 경우에는, 부전하를 갖는 이온 등을 내뿜는 것으에서 계측 대상물(10)의 정전기를 제전할 수 있다. 역으로, 계측 대상물(10)이, 부전위의 정전기를 대전하고 있는 경우에는, 정전하를 갖는 이온 등을 내뿜음으로써, 계측 대상물(10)의 정전기를 제전할 수 있다.

도 8은, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 측정된 위상을 도시하는 그래프이다.

도 8(1)는, 어느 계측 대상물(10)로부터의 가상 전자파의 위상을 도시하고 있고, 위상은, 부범위에 포함되어 있다. 즉, 계측 대상물(10)은, 부전위의 정전기를 갖고 있다.

한편, 도 8(2)는, 어느 계측 대상물(10)로부터의 가상 전자파의 위상을 도시하고 있고, 위상은 정의 범위에 포함되어 있다. 즉, 계측 대상물(10)이, 정 전위의 정전기를 갖고 있을 알 수 있다.

이와 같이, 산출부(4)는, 가상 전자파의 위상에 의거하여, 계측 대상물(10)이 갖고 있는 정전기의 정부를 판단할 수 있다. 산출부(4)는, 이상과 같이 산출한 정전기량이나 정전기의 정부를, 정전기량 계측 장치(1)가 구비하는 표시부에 출력하여, 이용자에게 결과를 통지한다.

이상과 같이, 실시의 형태 1에서의 정전기량 계측 장치(1)는, 계측 대상물(10)의 진동에 의해 생기는 가상 전자파에 의거하여, 그 정전기량을 계측할 수 있다. 가상 전자파를 수신할 수 있다면 정전기량을 계측할 수 있기 때문에, 계측 대상물(10)과의 근접이 곤란한 공장이나 제조 현장이라도, 정전기량 계측 장치(1)는, 용이하게 계측할 수 있다. 이 때문에, 공장이나 제조 현장의 구조나 특성에 얽매이는 일 없이, 전자 부품, 기계 부품, 식품 및 화학품이라는, 정전기량의 계측이 필요한 대상물에 대해, 용이하며 확실하게 정전기량을 계측할 수 있다. 이들의 결과, 공장이나 제조 현장에서, 부품이나 제품의 고장, 출하 후의 완성품 등의 부적합을, 미연에 방지할 수가 있어서, 제조에서의 수율을 높일 수 있다.

수율이 높아지면, 당연하지만 제조 비용이 내려가고, 일본 국내의 제조 현장의 해외 유출을 방지할 수 있다.

(실시의 형태 2)

다음에 실시의 형태 2에 관해 설명한다. 실시의 형태 2에서는, 산출부(4)에서의 정전기량의 산출 정밀도의 향상에 관해 설명한다.

산출부(4)는, 실시의 형태 1에 설명한 바와 같이, 가상 전자파의 강도에 의거하여, 계측 대상물(10)의 정전기량을 계측한다. 이 때, 수신부(2)와 계측 대상물(10)과의 위치 관계나 주위의 환경에 의해, 가상 전자파의 강도가 영향을 받는 일이 있다. 이 경우에는, 측정부(3)에서 측정된 가상 전자파의 강도가, 정확지 않을 가능성도 있다.

산출부(4)는, 이와 같은 가상 전자파의 수신에 있어서의 환경 의존성을 더욱 배제하기 위해, 계측 대상물의 진폭에 의거한 신뢰성치를 이용하여, 정전기량의 산출 정밀도를 더욱 향상시킬 수도 있다. 도 9는, 본 발명의 실시의 형태 2에서의 산출부의 내부 블록도이다. 도 9는, 산출부(4)가, 신뢰성치를 이용하여, 정전기량의 산출 정밀도를 향상시키는 경우의 구성을 나타내고 있다.

산출부(4)는, 신뢰성치 산출부(41), 무게 부여 처리부(42), 정전기량 산출부(43)를 구비한다. 신뢰성치 산출부(41)는, 계측 대상물의 진폭에 의거하여, 신뢰성치를 산출한다. 진폭이 큰 경우에는, 수신부(2)에 도달한 가상 전자파는, 주위의 환경의 영향을 그다지 받고 있지 않다고 생각된다. 한편, 그 진폭이 작은 경우에는, 수신부(2)에 도달한 가상 전자파는, 주위의 환경의 영향을 받고 있다고 생각된다. 주위의 환경의 영향을 받고 있는 경우에는, 노이즈나 페이딩 등에 의해, 영향이 나오기 때문이다.

신뢰성치 산출부(41)는, 진폭과 소정치를 비교하여, 신뢰성치의 지표가 되는 수치를 산출한다. 예를 들면, 진폭을 4단계로 분류할 수 있도록 하여, 가장 낮은 단계부터 가장 높은 단계에 걸처서, 값「0」 내지 값「3」으로 분류한다.

신뢰성치 산출부(41)는, 산출한 신뢰성치를 무게 부여 처리부(42)에 출력한다. 무게 부여 처리부(42)는, 신뢰성치를 가상 전자파의 강도에 승산하여 무게 부여한다. 즉, 신뢰성치가 큰 경우(값「3」 등)에는, 무게 부여 후의 가상 전자파의 강도는 커진다. 한편, 신뢰성치가 작은 경우(값「1」 등)의 경우에는, 가상 전자파의 강도는 작아진다. 가상 전자파의 강도는, 신뢰성치에 따라, 그 크기가 보정되게 된다.

정전기량 산출부(43)는, 이 무게 부여 후의 강도에 의거하여, 정전기량을 산출한다. 도 10은, 본 발명의 실시의 형태 2에서의 무게 부여와 산출되는 정전기량과의 관계를 도시하는 테이블이다. 산출부(4)는, 이 테이블을 이용하여, 신뢰성치에 따른 무게 부여에 의해, 주변 환경에 맞춘 정전기량을 산출할 수 있다.

테이블의 종축은, 신뢰성치를 나타내고 있고, 신뢰성이 높은 족부터, 값「3」, 「2」, 「1」, 「0」을 표시하고 있다. 산출부(4)가, 전자 회로, 반도체 집적 회로 및 소프트웨어로 구성되는 경우에는, 2비트의 신호로, 신뢰성치가 표시된다. 테이블의 횡축은, 측정부(3)에서 측정된 무게 부여 전의 가상 전자파의 강도이고, 단위계(單位系)는 특히 고려하고 있지 않다. 무게 부여 처리부(42)는, 이 강도에 대해, 신뢰성치에 의한 무게 부여를 행한다. 이 무게 부여된 강도에 의거하여, 정전기량 산출부(43)가 정전기량을 산출한다. 테이블의 내부의 각각에 기재된 값은, 정전기량 산출부(43)에 의해 산출된 정전기량이다. 또한, 단위계는 고려되어 있지 않다.

이 테이블에 표시되는 바와 같이, 계측 대상물의 진폭에 의거한 신뢰성치를, 정전기량 산출의 무게 부여에 이용함으로써, 신뢰성치가 낮은 경우에는, 정전기량이 적게(또는 많게) 산출된다. 이에 의해, 주변 환경을 고려한 정전기량이, 산출부(4)에 의해 산출되게 된다.

또한, 신뢰성치 산출부(41)는, 계측 대상물 진폭에 의거하여 신뢰성치를 산출하지만, 그 밖의 요소에 의거하여 신뢰성치를 산출하여도 좋다. 진폭의 평균치나 분산 등이 이용된다. 또한, 도 10에 도시되는 테이블은, 신뢰성치가 낮은 쪽이, 정전기량이 작아지는 관계를 나타내고 있지만, 역으로 신뢰성치가 낮은 쪽이, 정전기량이 커지는 관계에 의거하여, 산출부(4)는, 정전기량을 산출하여도 좋다.

이상과 같이, 실시의 형태 2에서의 정전기량 계측 장치(1)는, 가상 전자파의 요소에 의거한 신뢰성치에 의해, 주변 환경을 고려한 높은 정밀도로, 정전기량을 계측할 수 있다.

(실시의 형태 3)

다음에, 실시의 형태 3에 관해 설명한다. 실시의 형태 3에서는, 계측 대상물(10)에 진동을 부여하는 여러가지의 양태에 관해 설명한다.

도 11은, 본 발명의 실시의 형태 3에서의 정전기량 계측 장치의 블록도이다. 도 11의 정전기량 계측 장치(1)는, 계측 대상물(10)에 진동을 부여하는 진동 부여 수단(5)을 구비하고 있다. 진동 부여 수단은, 물리적인 진동을 대(11)에 주어서 계측 대상물(10)에 진동을 주거나, 음파에 의해, 계측 대상물(10)에 진동을 주거나 하는 기능을 발휘한다.

(개별 부여와 전체 부여)

진동 부여 수단(5)은, 계측 대상물(10)에 직접적으로 진동을 부여하는 경우도 있고, 대(11)에 진동을 부여하는 일도 있다. 예를 들면, 계측 대상물(10)이, 전자 부품, 전기 부품, 기계 부품, 식품, 화학품, 금속 부재, 수지 부재 등의 부품 요소인 경우에는, 진동 부여 수단(5)은, 제조 라인으로 보내지는 이들의 부품 요소에 진동을 부여하는 개별 부여를 행하여도 좋다. 또는, 부품 요소가 올려져 있는 제조 라인 그 자체에 진동을 부여하는 전체 부여를 행하여도 좋다.

전자의 경우에는, 제조 라인에 진동이 부여되는 것은 아니고, 진동 부여 수단(5)은, 제조 라인과 계측 대상물(10)의 사이에 설치되는 대(11)에 진동을 부여한다. 또는, 제조 라인을 흐르는 부품 요소의 각각에 대해, 진동 부여 수단(5)은, 음파를 조사함으로서 진동을 부여한다. 부품 요소의 각각에 개별 부여하는 경우에는, 수신부(2)가, 계측 대상 이외의 부품 요소로부터의 가상 전자파를 잘못 수신하지 않고서 끝나는 메리트가 있다.

후자의 경우에는, 진동 부여 수단(5)은, 제조 라인 그 자체를 진동시킨다. 이 때, 진동 부여 수단(5)은, 이른바 바이브레이터 등을 이용하여 물리적으로 제조 라인을 진동시켜도 좋고, 음파를 조사하여 제조 라인을 진동도 좋다.

도 12는, 본 발명의 실시의 형태 3에서의 개별 부여와 전체 부여를 도시하는 모식도이다. 도 12(A)는, 제조 라인을 흐르는 복수의 부품 요소의 각각에 대해, 진동 부여 수단(5)이 진동을 부여하는 상태를 도시하고 있다. 도 12(B)는, 제조 라인 그 자체에, 진동 부여 수단(5)이 진동을 부여하는 상태를 도시하고 있다.

도 12(A)에서는, 제조 라인(20)에, 계측 대상물(10)이 흐른다. 여기서, 제조 라인(20)의 위에, 어느 순간에서는, 계측 대상물(10A, 10B, 10C)이 흐르고 있다. 계측 대상물(10A, 10B, 10C)의 각각은, 대(11)에 올려져 있다. 진동 부여 수단(5)은, 계측 대상물(10A)의 대(11)만에 진동을 부여한다. 이에 의해, 계측 대상물(10A)만이 가상 전자파를 발생한다. 수신부(2)는, 이 계측 대상물(10A)의 가상 전자파를 수신하고, 정전기량 계측 장치(1)는, 계측 대상물(10A)의 정전기량을 계측한다. 또한, 진동 부여 수단(5)은, 물리적인 진동을 부여할 뿐만 아니라, 음파를 조사하는 것이라도 좋다.

도 12(B)에서는, 제조 라인(20)에, 복수의 계측 대상물(10)이 흐르고 있다. 이 때, 진동 부여 수단(5)은, 제조 라인(20) 그 자체를 진동시킨다. 예를 들면, 제조 라인(20)의 저면에, 진동 부여 수단(5)이 설치되고, 진동 부여 수단은 물리적인 진동을 제조 라인(20)의 저면에 가한다. 이 작용에 의해, 제조 라인(20) 전체가 진동하고, 결과적으로 계측 대상물(10)이 진동하다. 또한, 이 때, 진동 부여 수단(5)이 설치된 영역을 통과하는 계측 대상물(10)이 가장 진동하는 것으로 되기 때문에, 수신부(2)는, 이 부근에 설치되면 좋다. 또는, 제조 라인(20) 전체가 진동되고 있는 경우에, 수신부(2)가, 설치의 사정이 좋은 장소에 설치되고, 흘러 오는 진동하고 있는 계측 대상물(10)로부터의 가상 전자파를 수신하는 구성이라도 좋다.

(물리적인 진동 부여와 음파 조사)

상술한 바와 같이, 진동 부여 수단(5)은, 진동 부재를 이용한 물리적인 진동 부여와, 스피커 등을 이용한 음파 조사에 의한 진동 부여를 이용할 수 있다. 도 13은, 본 발명의 실시의 형태 3에서의 진동 부여의 상태를 도시하는 모식도이다. 도 13(A)는, 진동 부재(51)에 의해, 제조 라인(20)에 진동이 부여되는 상태를 도시하고 있다. 물론, 제조 라인(20)에 진동이 부여됨으로써, 결과적으로 계측 대상물(10)에 진동이 부여된다.

한편, 도 13(B)는, 스피커(52)에 의해, 계측 대상물(10)에 진동이 부여되는 상태를 도시하고 있다. 스피커(52)는, 소정의 진폭이나 주파수를 갖는 음파를 조사할 수가 있고, 이 음파는 공기 진동으로 된다. 이 공기 진동은, 당연히 계측 대상물(10)을 진동시킨다.

여기서, 도 13(A)에 도시하는 바와 같이, 진동 부재(51)는, 제조 라인(20)의 저면에 설치 가능하다. 공장 등의 제조 현장에서는, 제조 라인(20)의 상방에는, 커버나 다른 라인 등의 저해 공간이 존재하고 있다. 이 때문에, 이 저해 공간을 회피하여 진동을 부여하여야 한다. 종래 기술에서는 진동의 부여나 진동으로부터 진폭 등을 검출하는 장치가 대규모적이였기 때문에, 이와 같은 저해 공간이 있는 경우에는, 진동 부여 수단이나 계측 장치를 설치할 수가 없었다. 그러나, 진동 부재(51)는, 제조 라인(20)의 저면에 설치할 뿐이면 좋고, 정전기량 계측 장치(1)도, 수신부(2)만을, 가상 전자파의 검출 가능한 범위에 설치할 뿐이면 좋기 때문에, 이와 같은 저해 공간의 영향을 받지 않는다.

마찬가지로, 도 13(B)에 도시하는 바와 같이, 스피커(52)는, 제조 라인(20) 또는 계측 대상물(10)에 대해 격리한 위치에서 음파를 조사하면 좋기 때문에, 저해 공간의 영향을 받지 않는다.

이와 같이, 진동 부여 수단(5)은, 진동 부재(51)를 이용하여, 계측 대상물(10)에 대해(이것은, 대(11) 및 제조 라인(20)을 포함한다) 진동을 직접적으로 부여하는 직접 부여(도 13(A))를 행하여도 좋고, 스피커(52)를 이용하여, 계측 대상물(10)에 음파를 부여함으로써 진동시키는 간접 부여(도 13(B))를 행하여도 좋다. 물론, 직접 부여와 간접 부여를 혼재하여 이용하여도 좋다. 어느 경우라도, 대전하고 있는 계측 대상물(10)은 가상 전자파를 발생한다. 수신부(2)는, 가상 전자파를, 수신할 뿐이면 좋기 때문이다. 이 때문에, 진동 부여 수단(5)의 설치 위치 및 수신부(2)의 설치 위치에 높은 자유도가 생기고, 저해 공간의 영향을 받지 않는다. 즉, 본 발명의 정전기량 계측 장치(1)는, 장치, 기구, 그 밖의 구조나 특성에 의해 설치 공간에 자유도가 적은 제조 현장에서, 알맞게 사용할 수 있다. 이 결과, 본 발명의 정전기량 계측 장치(1)는, 제조 현장에서의 다양한 부품이나 제품의 정전기량을, 용이하며 확실하게 계측할 수 있다.

(제품중의 일부의 정전기량의 계측)

계측 대상물(10)이, 제조 라인(20)을 흐르는 부품 요소인 경우에는, 도 12, 13에 도시하는 바와 같이, 진동하는 부품 전체로부터의 가상 전자파를 수신함으로써, 정전기량을 계측할 수 있다. 또한, 계측 대상물(10)이 제품인 경우에도, 진동하는 제품 전체로부터의 가상 전자파를 수신함으로써, 제품 전체의 정전기량을 계측할 수 있다.

그러나, 제품의 일부(예를 들면, 복수의 부품이 실장된 제품인 경우에, 이 부품의 어느 하나)의 정전기량을 계측하고 싶은 경우가 있다. 이 경우에는, 진동 부여 수단(5)은, 제품 전체에 진동을 부여하고, 수신부(2)는, 제품중의 정전기량을 계측하고 싶은 영역에 대해, 수신 지향을 행한다. 이 결과, 수신부(2)는, 제품중의 일부의 영역부터의 (즉, 계측 대상의 부품부터의) 가상 전자파를 수신할 수 있게 되고, 정전기량 계측 장치(1)는, 이 계측 대상이 되는 부품이나 영역의 정전기량을 계측할 수 있다.

(진동 특성)

진동 부여 수단(5)은, 계측 대상물(10)에 진동을 부여한다. 여기서, 진동이 부여된 계측 대상물(10)은, 이 진동에 응한 가상 전자파를 발신한다. 가상 전자파는, 수신부(2)에 의해 수신된 다음, 정전기량 계측 장치(1)에서의 정전기량의 산출에 이용된다. 가상 전자파의 강도나 주파수는, 수신부(2)나 측정부(3)에서의 처리의 용이성에 관련된다.

가상 전자파의 강도 및 주파수는, 계측 대상물(10)에 부여된 진동의 진폭과 진동수에 대응한다. 이 때문에, 진동 부여 수단(5)이 부여하는 진동의 진폭과 진동수는, 수신부(2) 및 측정부(3)의 적어도 한쪽의 사양에 의거하여 정해지는 것이 바람직하다. 수신부(2) 및 측정부(3)는, 수신하기 쉬움이나 측정이 하기 쉬운 계측 대상물의 진폭이나 주파수를 갖고 있는 것이 많기 때문이다.

이 때문에, 정전기량 계측 장치(1)는, 수신부(2) 및 측정부(3)의 특성에 대응한 진동 부여 수단(5)을 이용하는 것이 알맞다.

(음파 부여)

상술한 바와 같이, 진동 부여 수단(5)은, 스피커(52)를 이용하여 음파를 조사하고, 계측 대상물(10)에서 진동을 발생시킬 수도 있다.

스피커(52)는, 음파를 발생하는 음파 발생기의 하나이다. 스피커(52)는, 음파를 조사하는 진동판을 갖고 있다. 전기적인 신호 또는 기계적인 진동에 의해, 이 진동판이 진동한다. 도 14는, 본 발명의 실시의 형태 3에서의 스피커에 의한 음파 조사의 설명도이다.

음파 발생기의 하나인 스피커(52)는, 진동판(521)을 구비하고 있다. 진동판(521)이 진동함으로써, 음파(522)가 발생하고, 이 음파(522)가 계측 대상물(10)에 조사된다. 이 때, 진동판(521)과 계측 대상물(10)이, 직접적 또는 간접적으로 대향하는 것이 바람직하다. 도 14에서는, 진동판(521)과 계측 대상물(10)이 직접적으로 대향하고 있다. 이와 같은 직접적인 대향뿐만 아니라, 진동판(521)과 계측 대상물(10)과의 사이에, 부재가 개재하는 것 같은 간접적인 대향이라도 좋다. 진동판(521)이, 직접적 또는 간접적으로 계측 대상물(10)과 대향함으로써, 발생하는 음파(522)가, 계측 대상물(10)에 조사되기 쉬워지기 때문이다. 조사되기 쉬움으로써, 계측 대상물(10)이, 확실하게 진동하게 되고, 가상 전자파를 송출한다. 특히, 대향하고 있는 경우에는, 음파(522)의 주파수와 같은 주파수로, 계측 대상물(10)이 진동하기 때문에, 수신부(2)에서의 수신 조정이 용이해진다.

물론, 완전한 대향뿐만 아니라, 다소의 뒤틀림이나 각도가 있는 상태에서의 대향이라도 좋다.

또한, 스피커(52)는, 계측 대상물(10)의 크기에 맞추어서, 음파를 수속시키는 수속 기능을 갖고 있는 것도 알맞다. 음파를 수속시킬 수 있면, 계측 대상물(10)이 작은 경우라도, 수속 기능이 음파를 수속시켜서 계측 대상물(10)에 음파를 조사할 수 있어서, 소형 부품과 같은 계측 대상물(10)을, 가상 전자파를 발생시킬 만큼의 진동을 생기게 할 수 있다.

또한, 진동 부여 수단(5)은, 진동자를 갖고 있고, 이 진동자가 계측 대상물(10)의 단부에 설치된 것이라도 좋다. 계측 대상물(10)의 단부에 진동자가 설치됨으로써, 이 진동자로부터의 진동으로 계측 대상물(10)은, 진동한다. 진동자가 계측 대상물(10)의 단부에 설치됨으로써, 계측 대상물(10)은, 확실하게 진동을 발생시킨다. 이 진동이, 가상 전자파의 발생에 이어지기 때문에, 정전기량 계측 장치(1)는, 확실하게 정전기량을 계측할 수 있다.

(구체적인 실시례)

다음에, 구체적인 실시례에 관해 설명한다.

도 15는, 본 발명의 실시의 형태 3에서의 진동 부여의 상태를 도시하는 모식도이다. 스피커(52)는, 음파를 발생시키고, 스피커(52)의 진동면에 직경 60㎜, 높이 1㎜, 두께 5㎜의 아크릴통(53)을 설치하고, 그 상면 개구에 계측 대상물로서 폴리이미드 필름(54)을 부착한다. 또한 펑션 제너레이터(55)를 통하여 하면 개구에 부착한 스피커(52)를 구동하고, 2 내지 10Hz의 주파수의 음파를 조사한다. 자기 모노폴 안테나(22), 프리앰프(23)을 통하여 오실로스코프(25)에 의해, 가상 전자파의 강도의 시간 의존성을 계측하였다. 또한, 이 실시례에서는, 스피커(52)의 음압을 확산시키지 않기 때문에, 아크릴통(53)을 사용하고 있고, 스피커(52)로부터 발생시키는 2 내지 10Hz의 음파를 아크릴통(53) 내부에 조사하여, 폴리이미드 필름(54)을 1 내지 3㎜ 정도의 진폭으로 진동시킨다.

도 16은, 도 15의 구성에서 2Hz의 음파를 아크릴통 내에 조사한 경우가 대전하지 않은 폴리이미드 필름(54)과 대전하고 있는 폴리이미드 필름(54)의 계측 결과를 도시하고 있다. 도 16은, 본 발명의 실시의 형태 3의 실시례에서의 계측 결과를 도시하는 그래프이다.

도 16으로부터 분명한 바와 같이, 대전이 없는 경우에는, 2Hz의 음파 조사에도 관계없이, 가상 전자파의 강도는 변화하지 않는다. 대전이 있는 경우에는, 음파의 주파수에 동조하여, 가상 전자파의 강도에, ±20dB 정도의 큰 변화가 관측되었다. 즉, 계측 대상물에 음파에 의한 진동이 부여되면, 가상 전자파의 강도에 계측 대상물의 정전기량이 나타나는 것이 뒷받침되었다.

또한, 도 17은, 본 발명의 실시의 형태 3의 실시례에서의 계측 결과를 도시하는 그래프이다. 도 17은, 스피커(52)에 의한 음파의 진동수를 2Hz로부터 10Hz로 순차적으로 변화시킨 경우를 나타내고 있다. 도 17은, 스피커(52)의 음파의 진동수에 추종하여, 가상 전자파의 강도가 변화하고 있는 것을 나타내고 있다. 이와 같이, 진동 부여 수단의 사양에 의해, 생기는 가상 전자파의 특성이 달라짐을 알 수 있고, 정전기량 계측 장치(1)는, 이 점을 고려하여 사양이 결정되어야 할 것이다.

자기 단극자 안테나(22) 등의 성능에도 의하지만, 계측 대상물이 폴리이미드 필름인 경우에는, 스피커(52)에 의한 음파 조사의 진동수가 수10Hz이라면, 충분히 가상 전자파의 강도를 검출할 수 있다. 즉, 정전기량을 검출할 수 있다. 또한, 가상 전자파의 강도와 정전기량은 비례 관계에 있고, 정전기량 계측 장치(1)는, 가상 전자파의 강도에 의해, 계측 대상물의 정전기량을 계측할 수 있다.

또한, 계측 대상물의 진폭이 큼으로서, 가상 전자파의 검출 감도가 올라간다. 예를 들면, 폴리이미드 필름과 같이, 계측 대상물 전체를 진동시킴으로써 계측 대상물 전체의 정전기량을 계측하는 경우에는, 1㎛ 이상의 진폭을 얻을 수 있기 쉬운 수Hz 내지 수kHz의 주파수의 음파가 이용되는 것이 유효하다. 또한, 계측 대상물에 의해서는, 계측 대상물의 상방에 스피커(52)를 배치하고, 이 스피커(52)로부터의 음파를 계측 대상물에 직접적으로 조사하는 것이라도 좋다.

역으로, 계측 대상물이 딱딱한 재료이거나 주위가 고정되어 있거나 하는 경우에는, 계측 대상물에 부분적으로 음파를 조사하여도, 충분한 가상 전자파를 얻을 수가 없다. 이 경우에는, 계측 대상물을 싣고 있는 대를 직접적으로 진동시키는 등이 적당하다.

이상과 같이, 계측 대상물의 진폭과 조사되는 음파의 진동수와의 관계는, 계측 대상물의 특성에 따르고 변화한다. 이 때문에, 실제의 정전기량 계측일 때에는, 이들의 값을 최적으로 조정하면 좋다.

이상과 같이, 스피커(52)를 이용한 진동 부여 수단은, 정전기량의 검출을 용이하게 한 가상 전자파를 생성할 수 있다.

(실시의 형태 4)

다음에, 실시의 형태 4에 관해 설명한다. 실시의 형태 4에서는, 정전기 제거(除去) 장치에 관해 설명한다.

정전기 제거 장치는, 실시의 형태 1 내지 3에서 설명된 정전기량 계측 장치(1)에 의해 계측된, 계측 대상물(10)의 정전기를 제거한다. 도 18은, 본 발명의 실시의 형태 4에서의 정전기 제거 장치의 블록도이다. 도 18에 도시되는 바와 같이, 정전기 제거 장치(8)는, 실시의 형태 1 내지 3에서 설명한 정전기량 계측 장치(1), 계측된 정전기량을 표시하는 표시 수단(6) 및 대전하고 있는 정전기를 제거하는 제전 수단(7)을 구비하고 있다.

표시 수단(6)은, 액정 화면, 컴퓨터 화면, LED 화면 등의 표시 기능을 갖고 있고, 사용자에 대해 계측된 정전기량을 표시한다. 경우에 따라서는 음성으로 통지하여도 좋다. 이 표시 수단(6)의 표시에 의해, 사용자는 대상물의 정전기량을 확인할 수 있다.

제전 수단(7)은, 접지나 그 밖의 공지의 기능을 이용하여, 계측 대상물(10)의 정전기를 제거한다. 특히, 정전기량의 정부 및 크기에 응하여, 제거의 특성을 바꿀 수 있기 때문에, 확실하게 정전기를 제거할 수 있다. 이 때, 계측 대상물(10)의 정전기를 직접적 또는 간접적으로 제거한다.

이상과 같이, 실시의 형태 4의 정전기 제거 장치(8)는, 계측된 정전기량이나 그 특성에 맞추어서, 계측 대상물(10)의 정전기를 제거할 수 있다.

(실시의 형태 5)

실시의 형태 1 내지 3에서 설명한 정전기량 계측 장치(1)는, 전자 회로, 반도체 집적 회로, 전자 기판 등의 하드웨어로 실현되어도 좋고, 소프트웨어로 실현되어도 좋다. 또한, 하드웨어와 소프트웨어의 혼재에 의해 실현되어도 좋다. 하드웨어로 실현되는 경우에는, 전용의 연산 장치로 실현되어도 좋고, 범용의 컴퓨터로 실현되어도 좋다. 전용의 연산 장치로 실현되는 경우에는, 수신부(2)는, 안테나 등의 고주파 부재를 구비하고, 측정부(3)나 산출부(4)는, 전자 회로나 반도체 집적 회로로 실현된다. 또한, 컴퓨터로 실현되는 경우에는, 중앙 연산 처리 장치가, 측정부(3)나 산출부(4)의 기능을 실현한다. 이 때, 중앙 연산 처리 장치는, 측정부(3)나 산출부(4)의 기능을 실현하는 프로그램을 판독하여 실행함으로써, 이들의 기능을 실현한다.

실시의 형태 1 내지 3에서 설명된 정전기량 계측 장치(1)는, 컴퓨터 프로그램이나 전용 장치에 의한 정전기량 계측 방법으로서 파악할 수도 있다. 도 19는, 본 발명의 실시의 형태 5에서의 정전기량 계측 방법을 도시하는 플로 차트이다.

정전기량 계측 방법은, 우선 스텝 ST1의 진동 부여 스텝에서, 계측 대상물(10)에 진동을 부여한다. 진동의 부여에 관해서는, 실시의 형태 2, 3에서 설명한 바와 같다. 계속해서, 스텝 ST2의 수신 스텝에서, 계측 대상물(10)에 주어진 진동에 의해 생기는 가상 전자파를 수신한다. 뒤이어, 스텝 ST3의 측정 스텝에서, 가상 전자파의, 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나를 측정한다. 또한, 스텝 ST4의 산출 스텝에서, 측정 스텝에서의 측정 결과에 의거하여, 계측 대상물(10)의 정전기량을 산출한다. 최후로, 스텝 ST5의 표시 스텝에서, 산출된 정전기량이 표시된다.

정전기량 계측 방법은, 이들의 스텝에 의해, 정전기량을 산출할 수 있다. 또한, 스텝 ST1부터 스텝 ST5의 전부가 필수의 구성 요건은 아니고, 어느 하나의 스텝이, 별도의 방법 중에서 사용되어도 좋다. 또한, 이들의 스텝의 전부 또는 일부가 컴퓨터상에서 동작 가능한 프로그램으로서 제공되어도 좋다.

이상, 실시의 형태 1 내지 5에서 설명된 정전기량 계측 장치는, 본 발명의 취지를 설명하는 한 예이고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서의 변형이나 개조를 포함한다.

1 : 정전기량 계측 장치
2 : 수신부
3 : 측정부
4 : 산출부
5 : 진동 부여 수단
51 : 진동 부재
52 : 스피커
10 : 계측 대상물
11 : 대
20 : 제조 라인
101 : 전하

Claims (20)

1. 계측 대상물에 주어진 진동에 의해 생기는 가상 전자파를 수신하는 수신부와,
   상기 수신부가 수신한 가상 전자파의, 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나를 측정하는 측정부와,
   상기 측정부의 측정 결과에 의거하여, 상기 계측 대상물의 정전기량을 산출하는 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 계측 대상물은, 제조 현장에서 사용되는, 전자 부품, 전자 소자, 반도체 집적 소자, 전자 기판, 전자 기기, 기계 부품, 수송용 기기, 화학품, 식품, 종이 제품, 필름 제품, 금속 제품, 약품 및 섬유 제품의 어느 하나의 제품 요소인 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제품 요소는, 제조 현장에서의 제조 라인을 흐르는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 산출부는, 상기 가상 전자파의 강도와 정전기량의 대응 관계식 및 상기 가상 전자파의 강도와 정전기량의 관계 테이블의 적어도 한쪽에 의거하여, 상기 계측 대상물의 정전기량을 산출하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 산출부는, 상기 계측 대상물의 진폭에 의거하여 신뢰성치를 산출하고, 상기 가상 전자파의 강도에 의거하여 산출되는 정전기량에 상기 신뢰성치를 무게 부여하여, 상기 계측 대상물의 정전기량을 산출하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 신뢰성치는, 상기 계측 대상물의 진폭이 작은 경우에 작고, 상기 계측 대상물의 진폭이 큰 경우에 큰 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 산출부는, 상기 가상 전자파의 위상에 의거하여, 상기 계측 대상물에 대전하고 있는 정전기의 정부를 판별하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 계측 대상물에 진동을 부여하는 진동 부여 수단을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 계측 대상물이 부품 요소인 경우에, 상기 진동 부여 수단은, 제조 라인으로 보내지는 개별적의 상기 계측 대상물에 진동을 부여하는 개별 부여 및 상기 계측 대상물이 실려 있는 상기 제조 라인 그 자체에 진동을 부여하는 전체 부여의 적어도 한쪽으로, 계측 대상물에 진동을 부여하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 계측 대상물이, 복수의 부품이 실장된 제품인 경우에, 상기 진동 부여 수단은, 상기 제품에 진동을 부여하고,
    상기 수신부는, 상기 제품의 각 영역을 지향하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동 부여 수단은, 진폭 및 진동수의 적어도 한쪽을, 상기 수신부 및 상기 측정부의 적어도 한쪽의 사양에 의거하여 정하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동 부여 수단은, 상기 계측 대상물이 실려 있는 지지대에 진동을 부여하는 직접 부여 및 상기 계측 대상물에 음파를 부여하는 간접 부여의 적어도 한쪽으로, 상기 계측 대상물에 진동을 부여하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동 부여 수단은, 음파를 발생하는 음파 발생기를 가지며, 상기 계측 대상물은, 상기 음파 발생기가 갖는 진동판과 직접 또는 간접적으로 대향하는 또는 어느 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 음파 발생기는, 상기 계측 대상물의 크기에 맞추어서, 음파를 수속시키는 수속 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
15. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동 부여 수단은, 상기 계측 대상물의 단부에 설치되는 진동자를 가지며, 상기 진동자의 진동에 의해, 상기 계측 대상물에 진동을 부여하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 장치.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 정전기량 계측 장치와,
    상기 정전기량 계측 장치에서 계측된 정전기량을 표시하는 표시 수단과,
    상기 계측 대상물에 대전하고 있는 정전기를 제전하는 제전 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거 장치.
17. 계측 대상물에 주어진 진동에 의해 생기는 가상 전자파를 수신하는 수신 스텝과,
    상기 수신 스텝에서 수신된 가상 전자파의, 강도, 주파수 및 위상의 적어도 하나를 측정하는 측정 스텝과,
    상기 측정 스텝에서의 측정 결과에 의거하여, 상기 계측 대상물의 정전기량을 산출하는 산출 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 산출 스텝은, 상기 가상 전자파의 강도와 정전기량의 대응 관계식 및 상기 가상 전자파의 강도와 정전기량의 관계 테이블의 적어도 한쪽에 의거하여, 상기 계측 대상물의 정전기량을 산출하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 방법.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 계측 대상물에 진동을 부여하는 진동 부여 스텝을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 방법.
20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산출 스텝에서 산출된 정전기량을 표시하는 표시 스텝을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 정전기량 계측 방법.

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