チャージプレートモニターの正しい選び方、使い方【図解】

除電器の性能評価の目安となるのがイオンバランスです。イオンバランスとは、プラスイオンとマイナスイオンの混合比のことです。両者が等しいとき、イオンバランスがＯＶ（ゼロボルト）と表現します。評価方法は、除電器から出てくるイオン中に電極を置き、電極の静電位を測定します。測定した極性と静電位で、プラスとマイナスのどちら側にどれくらいずれているかを調べ、それをイオンバランスとして表現します。

除電器の性能評価の重要項目は、イオンの品質（イオンバランス）です。というのも、イオンバランスは除電した結果、最終的に何Ｖまで静電気を除去できるかを表すためです。その意味では、イオンバランスは０Ｖであるのが理想的です。

除電器の方式によりイオンバランスは異なります。ＡＣ型除電器では電源の50／60ヘルツの脈動がイオンバランスとして出てきます。またＤＣ型除電器では、場所によりイオンバランスが変化しやすく、パルス型除電器ではパルス周波数がそのまま大きなイオンバランスの脈動として現われます。これらをいかに０Ｖに近づけるかが除電器の１つの性能評価基準になります。

除電器が20ＰＦの静電容量の帯電電極にためた静電気を中和する時間をディケイタイム（除電に要する所要時間、減衰時間：decay time）といいます。除電器の除電速度を表すもので、除電器から出てくるイオンの濃度を測定し評価するものです。一般的にはディケイタイムは短いほど除電能力は強力です。しかし、短ければよいものでもありません。というのも、半導体のように脆弱な対象物を除電する場合、極端に濃度の濃いイオンをかけて瞬時に除電すると、半導体に大きな誘導電流を流すことになり、これを破壊する恐れがあるからです。

ディケイタイムは　短いほど除電は速いが、極端に濃度の濃いイオンをかけると半導体を壊す恐れあり。

イオナイザーの評価方法

イオナイザーの評価としては、社内基準的な方法で行うこともできますが、ISO等国際標準的な各国との整合性が重要となっています。社内の基準で評価、管理の正当性を主張しても買手の意志とそぐわなければその評価は認められません。

現在の主流となっている評価方法に「帯電プレートモニタ」と呼ばれる測定器を使う方法があります。これは、米国ANSI規格に承認されたＥＯＳ/ＥＳＤ　ANSI/ＥＳＤ-S.3.1-1991規格で規定されています。この規格はイオナイザーに特性評価結果をユーザーに提供するために制定された標準です。帯電プレートモニタの構成要素は表１の通りです。

表１　帯電プレートモニタの基本的な構成要素

①　絶縁された15Cmx15Cm角の導電板（金属プレート）

②　士5000V以上出力できる直流高電圧電源

③　15cmx15cm角の導電板が20pF土2pFの静電容量を持つ構造

④　15Cmx15Cm角の導電板の電位を連続的に測定できる静電気電位計

⑤　初期電位から1/10電位までの減衰時間を知るためのタイマー

図１　帯電プレート

イオナイザーの試験測定機器

イオナイザーの性能測定を行うために、この規格で推奨する､試験機器は帯電プレートモニタ（帯電プレートの詳細は図１参照）です。帯電プレートモニタによる測定方法は、再現性も高く計測器メーカー各社がこの規格に準じて帯電プレートモニタを製作しており、測定値のバラツキが少ないという利便性があります。

試験機器・帯電プレートモニタの導電板は、15cmX15角で電気的接続がない試験器に取り付けたときの最小静電気容量は15pFです､銅板と試験回路を含む総静電気容量は、20pF±２ｐＦです。図１４に示す導電板の間隔“Ａ”には、支持絶縁体、または加電圧接点以外に接地やその他いかなるものも近づけてはいけません。絶縁した導電板は、試験電圧に帯電した時、５分以内に試験電圧の10％以上減衰してはいけません。

導電板の電圧は、表１に適合した試験機器により測定します。試験機器の応言時間は、導体板電圧の変化を測定するのに十分な精度がある必要があります。