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放電発生状況評価装置及び評価方法 新技術説明会

国内特許コード P150011362
整理番号 S2013-0320-N0
掲載日 2015年2月19日
出願番号 特願2013-090307
公開番号 特開2014-215076
登録番号 特許第6041213号
出願日 平成25年4月23日(2013.4.23)
公開日 平成26年11月17日(2014.11.17)
登録日 平成28年11月18日(2016.11.18)
発明者
  • 大塚 信也
  • 坪井 浩太郎
  • 岩井 将
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 放電発生状況評価装置及び評価方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】静電気放電(ESD)試験装置を用いた試験において、基板などの試験サンプルで放電が発生したタイミング及び絶縁破壊電圧を明らかにする。
【解決手段】本発明は、静電気放電試験器より試験サンプルにインパルス電圧又は電流を印加することにより発生した放電又は絶縁破壊状況を評価する。電磁波アンテナは、静電気放電試験器駆動時および放電又は絶縁破壊発生時にそれぞれ静電気放電試験器と試験サンプルより発生する放射電磁波信号を計測する。評価部本体は、静電気放電試験器駆動時に発生した放射電磁波信号より求めた印加電圧発生時刻と、絶縁破壊発生時に発生した放射電磁波信号から求めた放電発生時刻との時間差から求めた電圧印加後の絶縁破壊発生タイミングTFO、及び絶縁破壊電圧VFOを取得し、かつ表示する。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要



最近の静電気放電試験装置には、気中放電の発生を知らせる機能がついている。例えば、非特許文献1には、気中放電時の放電が確認できる「放電検出機能」を有する静電気試験器についての記述がある。しかし、この放電検出機能だけでは、いつどのタイミングで放電が発生したかはわからず、放電発生時の瞬時電圧は不明であり、放電抑制の対策技術を考えるための十分な情報が得られなかった。

他方、静電気放電ESDは、立ち上がり時間が1ns以下であり、電圧も数100V~30kV程度と高く、このような急峻な高電圧波形をオシロスコープで測定するための分圧器などのプローブは、市販されておらず、現状では測定できない問題があった。

産業上の利用分野



本発明は、静電気放電試験器より試験サンプルにインパルス電圧又は電流を印加することにより発生した放電又は絶縁破壊状況を評価する放電発生状況評価装置及び評価方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
静電気放電試験器より試験サンプルにインパルス電圧又は電流を印加することにより発生した放電又は絶縁破壊状況を評価する放電発生状況評価装置において、
静電気放電試験器駆動時および放電又は絶縁破壊発生時にそれぞれ前記静電気放電試験器と試験サンプルより発生する放射電磁波信号を計測する電磁波アンテナと、
前記静電気放電試験器駆動時に発生した放射電磁波信号より求めた印加電圧発生時刻と、放電又は絶縁破壊発生時に発生した放射電磁波信号から求めた放電発生時刻との時間差から求めた電圧印加後の絶縁破壊発生タイミングTFO、及びその時刻に基づき推定された絶縁破壊電圧VFOを取得し、かつ表示する評価部本体と、
を備えることから成る放電発生状況評価装置。

【請求項2】
さらに、放電又は絶縁破壊発生時に発生した発光信号を取得する光センサを備えた請求項1に記載の放電発生状況評価装置。

【請求項3】
前記光センサを少なくとも2つ備え、かつ、前記光センサにそれぞれ長さの異なる複数本の光ファイバを取り付けて構成した光センサシステムの少なくとも2つを、異なる方向に配置して、前記光ファイバの受光端部側を測定対象の各分割部位に対向配置したことと複数本の光ファイバの長さの相違に基づき、さらに、前記放射電磁波信号に基づいて、複数箇所での発生場所とその発生タイミングを共に特定する請求項2に記載の放電発生状況評価装置。

【請求項4】
前記静電気放電試験器に入力した試験条件と試験回路の電気回路的条件を前記評価部本体に送って、試験サンプルに印加されるインパルス電圧波形を推定するシミュレーションを行ない、かつ、このインパルス電圧波形のピーク値の前の波頭で絶縁破壊が発生した場合は瞬時値を、また、ピーク値の後の波尾で発生した場合はピーク値を、それぞれ前記絶縁破壊電圧VFOとして取得する請求項1に記載の放電発生状況評価装置。

【請求項5】
前記評価部本体は、推定されたインパルス電圧波形に重乗して、前記絶縁破壊発生タイミングTFO、及び前記絶縁破壊電圧VFOを表示する請求項4に記載の放電発生状況評価装置。

【請求項6】
さらに、試験サンプル上の発光画像を撮影する画像カメラを備え、かつ、前記評価部本体は、この取得した発光画像を表示する請求項1に記載の放電発生状況評価装置。

【請求項7】
静電気放電試験器より試験サンプルにインパルス電圧を印加することにより発生した放電又は絶縁破壊状況を評価する放電発生状況評価方法において、
静電気放電試験器に対して、試験条件を入力し、
前記試験条件に基づき前記静電気放電試験器より、試験サンプルに対して、絶縁破壊を発生させるインパルス電圧を印加し、
静電気放電試験器駆動時および放電又は絶縁破壊発生時にそれぞれ発生する放射電磁波信号を取得し、
前記静電気放電試験器駆動時に発生した放射電磁波信号より求めた印加電圧発生時刻と、放電又は絶縁破壊発生時に発生した放射電磁波信号から求めた放電発生時刻との時間差から求めた電圧印加後の絶縁破壊発生タイミングTFO、及び絶縁破壊電圧VFOを取得して、表示することから成る放電発生状況評価方法。

【請求項8】
前記放射電磁波信号の取得と同時に、放電又は絶縁破壊発生時に発生する発光信号を光センサで取得する請求項7に記載の放電発生状況評価方法。

【請求項9】
前記光センサを少なくとも2つ備え、かつ、前記光センサにそれぞれ長さの異なる複数本の光ファイバを取り付けて構成した光センサシステムを、少なくとも2つ異なる方向に配置して、前記光ファイバの発光信号検出端側を測定対象の各分割部位に対向配置したことと複数本の光ファイバの長さの相違に基づき、さらに、前記放射電磁波信号に基づいて、複数箇所での発生場所とその発生タイミングを共に特定する請求項8に記載の放電発生状況評価方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013090307thum.jpg
出願権利状態 登録
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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