JP7218664B2 - Surface conductivity measuring device - Google Patents
Surface conductivity measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7218664B2 JP7218664B2 JP2019080121A JP2019080121A JP7218664B2 JP 7218664 B2 JP7218664 B2 JP 7218664B2 JP 2019080121 A JP2019080121 A JP 2019080121A JP 2019080121 A JP2019080121 A JP 2019080121A JP 7218664 B2 JP7218664 B2 JP 7218664B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- cylinder
- dielectric
- measured
- dielectric cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
本発明は、表面導電率測定装置に関する。 The present invention relates to a surface conductivity measuring device.
例えばミリ波やマイクロ波などの高周波領域における誘電体材料の誘電率や誘電正接などの測定については、様々な測定方法が考案されており、例えば、導波管法、空洞共振器法、誘電体共振器法などが存在する。
また、高周波領域における導体の導電率や抵抗などの測定についても、種々の方法が提案されている。
For example, various measurement methods have been devised for measuring the dielectric constant and dielectric loss tangent of dielectric materials in high-frequency regions such as millimeter waves and microwaves. There are resonator methods and the like.
Various methods have also been proposed for measuring the conductivity and resistance of conductors in the high frequency range.
ところで、上述のような誘電体材料の誘電率や誘電正接、導体の導電率や抵抗などの電気的特性を測定するのに、例えばJIS R 1627 マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法などを用いる場合がある。
しかしながら、これを、測定対象の導体の表面導電率を測定する表面導電率測定装置として用いる場合に、表面に凹凸を有する導体の表面導電率を測定すると、凹凸が潰れて、測定精度が低下してしまうことがわかった。
By the way, in order to measure the electrical properties such as the dielectric constant and dielectric loss tangent of the dielectric material as described above, and the electrical conductivity and resistance of the conductor, for example, JIS R 1627 Test method for dielectric properties of fine ceramics for microwave use. may be used.
However, when using this as a surface conductivity measuring device for measuring the surface conductivity of a conductor to be measured, if the surface conductivity of a conductor having unevenness on the surface is measured, the unevenness will collapse and the measurement accuracy will decrease. It turned out to be
本発明は、測定対象の導体の表面の凹凸が潰れるのを防ぎ、表面導電率の測定精度を向上させることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent the unevenness of the surface of a conductor to be measured from collapsing and to improve the measurement accuracy of the surface conductivity.
1つの態様では、表面導電率測定装置は、測定対象の第1導体の第1被測定面と測定対象の第2導体の第2被測定面とが平行になるように、第1導体及び第2導体をそれぞれ固定する第1支持部材及び第2支持部材と、第1導体と第2導体との間に位置し、かつ、第1被測定面及び第2被測定面にそれぞれ上面及び底面が平行になるように第1被測定面及び第2被測定面の中心部に位置する誘電体円柱と、誘電体円柱の側面の複数点に固定される複数の棒状部を有し、第1導体と誘電体円柱の上面との間、及び第2導体と誘電体円柱の底面との間に、それぞれ間隙がある状態で誘電体円柱を固定する固定部材と、第1導体と第2導体に挟まれ、第1導体と第2導体との間の距離を高さとする円筒であって、当該円筒の中心に誘電体円柱が位置するように誘電体円柱の周囲に設けられた円筒と、円筒の側面に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する励振部材とを備える。 In one aspect, the surface conductivity measuring device is such that the first surface to be measured of the first conductor to be measured and the second surface to be measured of the second conductor to be measured are parallel to each other . a first supporting member and a second supporting member for fixing the two conductors respectively ; It has a dielectric cylinder positioned at the center of the first surface to be measured and the second surface to be measured so as to be parallel, and a plurality of rod-shaped portions fixed to a plurality of points on the side surface of the dielectric cylinder . and the top surface of the dielectric cylinder, and between the second conductor and the bottom surface of the dielectric cylinder, a fixing member for fixing the dielectric cylinder with a gap , respectively ; a cylinder sandwiched between the first conductor and the second conductor having a height equal to the distance between the first conductor and the second conductor, the cylinder provided around the dielectric cylinder so that the dielectric cylinder is positioned at the center of the cylinder; and an excitation member that is inserted through an opening provided on the side surface of the and functions as an excitation line.
1つの側面として、測定対象の導体の表面の凹凸が潰れるのを防ぎ、表面導電率の測定精度を向上させることができるという効果を有する。 As one aspect, it has the effect of preventing the unevenness of the surface of the conductor to be measured from collapsing and improving the measurement accuracy of the surface conductivity.
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる表面導電率測定装置について、図1~図23を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる表面導電率測定装置は、高周波領域における導体(導体材料)の表面の導電率を測定する表面導電率測定装置である。
ここでは、表面導電率測定装置は、例えば約1GHz以上、特に、例えば約1GHz~約20GHz程度の高周波領域における導体の表面比導電率を測定する表面比導電率測定装置である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A surface conductivity measuring device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 23. FIG.
The surface conductivity measuring device according to this embodiment is a surface conductivity measuring device that measures the surface conductivity of a conductor (conductor material) in a high frequency region.
Here, the surface conductivity measuring device is, for example, a surface specific conductivity measuring device for measuring the surface specific conductivity of a conductor in a high frequency range of, for example, about 1 GHz or higher, particularly, for example, about 1 GHz to about 20 GHz.
なお、表面導電率測定装置を、表面比導電率測定装置、又は、高周波表面導電率測定装置ともいう。
例えば、表面比導電率測定装置は、例えばJIS R 1627 マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法における試験装置に、後述の円筒及び固定部材を設けて、誘電体円柱を側面の複数点で固定することによって構成することができる。
The surface conductivity measuring device is also called a surface specific conductivity measuring device or a high frequency surface conductivity measuring device.
For example, the surface specific conductivity measuring device is, for example, a test device in JIS R 1627 Microwave fine ceramic dielectric property test method, provided with a cylinder and a fixing member described later, and fixed the dielectric cylinder at multiple points on the side surface. It can be configured by
ここで、例えばJIS R 1627 マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法における装置(試験装置;測定装置)は、誘電体共振器法(誘電体円柱共振器法)を用いた装置であって、以下のように構成される。
つまり、この装置は、図2に示すように、2つの円板状の導体板(導体円板)及び誘電体円柱(誘電体円柱試料)を、導体円板、誘電体円柱、導体円板の順に重ねた3層構造の共振器(誘電体共振器)を備える。
Here, for example, the device (testing device; measuring device) in JIS R 1627 Microwave fine ceramic dielectric property testing method is a device using a dielectric resonator method (dielectric cylindrical resonator method), It is configured as follows.
In other words, as shown in FIG. 2, this apparatus measures two disc-shaped conductor plates (conductor discs) and dielectric cylinders (dielectric cylinder sample) as conductor discs, dielectric cylinders, and conductor discs. It has a three-layer structure resonator (dielectric resonator) stacked in order.
なお、図2では、上下の導体円板と誘電体円柱が接触している状態が示されているが、本実施形態では、後述するように、円筒7及び固定部材6を設けることで、上下の導体円板との間に間隙がある状態で誘電体円柱5がその側面の複数点で固定されることになる。
また、図2では、誘電体円柱試料とされているが、本実施形態では、後述するように、測定試料は上下の導体円板(後述の第1導体1及び第2導体3に相当)である。
FIG. 2 shows a state in which the upper and lower conductor discs and the dielectric cylinder are in contact with each other. The
In addition, in FIG. 2, the dielectric cylinder sample is used, but in the present embodiment, as described later, the measurement samples are upper and lower conductor discs (corresponding to the
また、この3層構造の共振器を構成する上下の導体円板の間に、一端(先端)に結合ループを有し、他端がコネクタになっている2本一対の結合励振ケーブル(励振線;励振部材)の先端側部分が挿入される。
なお、結合ループを、ループアンテナ、微小ループアンテナ、ループ状の極小アンテナともいう。
Also, between the upper and lower conductor discs constituting this three-layer structure resonator, there is a pair of two coupling excitation cables (excitation lines; excitation member) is inserted.
Note that the coupling loop is also called a loop antenna, a minute loop antenna, or a loop-like minimal antenna.
また、これらの2本の結合励振ケーブルは、支持台(後述の第2支持部材4に相当)に支持され、ケーブル固定ネジで固定される。
また、下側の導体円板(後述の第2導体3に相当)は、支持台上に載せられて支持される。また、上側の導体円板(後述の第1導体1に相当)は、支持板(後述の第1支持部材2に相当)によって支持される。
Also, these two coupled excitation cables are supported by a support base (corresponding to a
Also, the lower conductor disk (corresponding to the
そして、2本の結合励振ケーブルのコネクタは、それぞれ、同軸ケーブル10、11によって、例えばネットワークアナライザなどの測定器(共振測定器;測定部)12に接続される(例えば図3参照)。なお、全透過レベルを測定する際には、基準レベル測定ケーブルが接続される。
なお、測定中に動かないようにする必要がある場合など、必要に応じて、例えば図4、図5に示すように、支持板の上側にばね(ここでは板ばね)を設け、あるいは、例えば図6、図7に示すように、支持板の上側に押さえ部材を設けて、支持板及びこれに支持された上側の導体円板が下方へ向けて押さえつけられるようにしても良い。
The connectors of the two coupled excitation cables are connected to a measuring device (resonance measuring device; measuring section) 12 such as a network analyzer by
If necessary, such as when it is necessary to prevent movement during measurement, for example, as shown in FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, a pressing member may be provided on the upper side of the support plate so that the support plate and the upper conductor disk supported by the support plate are pressed downward.
同様に、必要に応じて、上下の導体円板(例えば銅箔など)を固定するために、例えば図6に示すように、支持板や支持台によってこれらの周囲を挟んでも良いし、例えば図7に示すように、支持板や支持台にこれらを吸着、接着などで固定しても良い。
このような装置を用いることで、図8に示すような共振波形及び共振ピーク波長が得られる。
Similarly, in order to fix the upper and lower conductor discs (eg, copper foil, etc.) as necessary, as shown in FIG. As shown in 7, these may be fixed to a support plate or a support base by suction, adhesion, or the like.
By using such an apparatus, a resonance waveform and a resonance peak wavelength as shown in FIG. 8 can be obtained.
このQ値又は先鋭度とも呼ばれる共振ピークの鋭さは、測定系の構造のほか、誘電体円柱での電磁界エネルギの損失、導体円板での電磁界エネルギの損失などで決定されるため、別の測定結果と合わせて計算することで、誘電体円柱の損失と導体円板の損失を切り分けて計算することができる。
これにより、該当周波数(特定周波数)における導体表面の導電率、即ち、導体の表面比導電率を求めることができる。つまり、上述のような装置の共振器の高周波共振波形から導体の表面比導電率を計算することができる。
The sharpness of the resonance peak, which is also called the Q value or sharpness, is determined by the structure of the measurement system, the loss of electromagnetic field energy in the dielectric cylinder, the loss of electromagnetic field energy in the conductor disc, etc. By calculating together with the measurement result of , the loss of the dielectric cylinder and the loss of the conductor disc can be separately calculated.
Thereby, the conductivity of the conductor surface at the corresponding frequency (specific frequency), that is, the surface specific conductivity of the conductor can be obtained. That is, the surface specific conductivity of the conductor can be calculated from the high frequency resonance waveform of the resonator of the device as described above.
このように、上述のような装置では、上下の導体円板が測定試料(測定対象;測定導体)となり、その表面が被測定面(被測定導体面)となり、導体の表面比導電率(電気的特性;電気的物性値)を測定することができる。
ところで、例えば、電子機器に用いられる配線板は、絶縁材料と導体材料から形成され、これらの各種絶縁材料と導体材料の特性を求めたいという要求がある。
In this way, in the apparatus described above, the upper and lower conductor discs serve as measurement samples (objects to be measured; conductors to be measured), and the surface thereof serves as the surface to be measured (conductor surface to be measured). physical properties; electrical properties) can be measured.
By the way, for example, wiring boards used in electronic devices are formed from insulating materials and conductive materials, and there is a demand to obtain properties of these various insulating materials and conductive materials.
例えば約1GHz以上、特に、例えば約1GHzから約20GHz程度の周波数での誘電体材料の誘電率や誘電正接の測定については、様々な測定方法が考案されており、例えば導波管法、空洞共振器法、誘電体共振器法などが存在する。
また、例えば、導体の電気的特性(例えば表面比導電率)の測定に関しては、誘電体共振器法において、誘電率や誘電正接を高精度に決定することができれば、例えばJIS R 1627 マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法などを用いることで、導出可能である。
For example, various measurement methods have been devised for measuring the dielectric constant and dielectric loss tangent of dielectric materials at frequencies of about 1 GHz or more, particularly about 1 GHz to about 20 GHz. There are the instrument method, the dielectric resonator method, and the like.
In addition, for example, regarding the measurement of the electrical properties of a conductor (for example, the surface specific conductivity), if the dielectric constant and the dielectric loss tangent can be determined with high accuracy in the dielectric resonator method, for example, JIS R 1627 for microwave It can be derived by using a test method for dielectric properties of fine ceramics.
しかしながら、例えばJIS R 1627 マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法などを、測定対象の導体の表面導電率を測定する表面導電率測定装置として用いる場合に、表面に凹凸を有する導体の表面導電率を測定すると、凹凸が潰れて、測定精度が低下してしまうことがわかった。
例えば、金属箔(例えば銅箔)の表面比導電率を上述のような方法によって測定しようとすると、図9に示すように、測定中に金属箔の表面の凹凸が潰れて平坦になってしまうため、その特性が変化し、本来の表面比導電率の値が得られないという問題が発生する場合があることがわかった。
However, when using, for example, JIS R 1627, a method for testing dielectric properties of fine ceramics for microwaves, as a surface conductivity measuring device for measuring the surface conductivity of a conductor to be measured, the surface conductivity of a conductor having unevenness on the surface When measuring the rate, it was found that the unevenness was crushed and the measurement accuracy was lowered.
For example, when attempting to measure the surface specific conductivity of a metal foil (e.g., copper foil) by the method described above, as shown in FIG. Therefore, it has been found that the characteristics may change, and the problem that the original surface specific conductivity value cannot be obtained may occur.
そこで、本実施形態では、測定対象の導体の表面の凹凸が潰れるのを防ぎ、表面導電率の測定精度を向上させるべく、以下のような構成を採用している。
つまり、本実施形態の表面導電率測定装置は、図1に示すように、測定対象の第1導体1を支持する第1支持部材2と、測定対象の第2導体3を支持し、第1支持部材2に平行な第2支持部材4と、誘電体円柱5と、固定部材6と、円筒7と、励振部材8とを備える。
Therefore, in this embodiment, the following configuration is adopted in order to prevent the unevenness of the surface of the conductor to be measured from collapsing and to improve the measurement accuracy of the surface conductivity.
That is, as shown in FIG. 1, the surface conductivity measuring apparatus of the present embodiment includes a
なお、第1導体1及び第2導体3は、測定時に備え付けられる。
この場合、第1支持部材2に支持された第1導体1と第2支持部材4に支持された第2導体3は、平行になり、これらの間に間隙がある状態で挟まれる誘電体円柱5の上面及び下面(底面)とも平行になる。
誘電体円柱5は、第1導体1と第2導体3の間に位置し、かつ、第1導体1及び第2導体3の中心部に位置する。
Note that the
In this case, the
The
固定部材6は、第1導体1との間及び第2導体3との間に間隙がある状態で誘電体円柱5を側面の複数点(多点)で固定する(例えば図10、図11参照)。
円筒7は、第1導体1と第2導体3に挟まれ(即ち、第1支持部材2と第2支持部材4に挟まれ)、中心に誘電体円柱5が位置するように設けられている。
この円筒7は、誘電体円柱5の上面と第1導体1との間及び誘電体円柱5の底面と第2導体3との間に間隙(空隙)を設けるために用いられるものであり、その高さは誘電体円柱5の高さよりも高くなっている。
The fixing
The
This
つまり、第1支持部材2に支持された第1導体1と第2支持部材4に支持された第2導体3との間の距離が円筒7の高さによって決められ、円筒7によって、第1支持部材2に支持された第1導体1と第2支持部材4に支持された第2導体3の高さ方向の位置決めが行なわれることになる。
励振部材8は、円筒7に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する。
That is, the distance between the
The
本実施形態では、固定部材6は、円筒7に支持され、誘電体円柱5を側面の複数点(多点)で支持する複数(ここでは4つ)の支持部を有する第3支持部材9である(例えば図10、図11参照)。
ここでは、第3支持部材9は、絶縁体からなり、例えば樹脂製の支持体からなる。
また、本実施形態では、第1導体1及び第2導体3は、表面に凹凸を有する箔(金属箔)である。ここでは、第1導体1及び第2導体3は、銅箔である。具体的には、密着のために表面を粗くして片面に凹凸ができている電解銅箔である。
In this embodiment, the fixed
Here, the
Moreover, in this embodiment, the
ここで、図10、図11を参照しながら、本実施形態の誘電体円柱5の支持構造の具体的な構成例について説明する。
被測定物である第1導体1及び第2導体3は、例えば銅、アルミ、真鍮などの箔(ここでは銅箔)であり、大きさは例えば約10cm×10cmである。
上下の箔は、図示していないが、第1支持部材2としての支持板や第2支持部材4としての支持台の平面へ接着や吸着によって支持する。なお、支持板や支持台を支持体ともいう。
Here, a specific configuration example of the support structure for the
The
Although not shown, the upper and lower foils are supported by adhesion or adsorption to the plane of a support plate as the
誘電体円柱5は、通常、高さ約3mm~約30mm、直径約5~約30mm、比誘電率は約10~約100のものを用いる。ここでは、例えば、高さ約4.7mm、直径約10mm、比誘電率約38のものを用いる。
誘電体円柱5の材質としては、セラミックの焼結体、あるいは、酸化金属の結晶体(例えばAl2O3結晶:サファイア)などを用いる。
The
As the material of the
測定周波数は1~20GHzであり、例えば7GHzでの表面比導電率の測定結果が得られる。
円筒7は、誘電体円柱5よりも高さが約10~約300μm程度高くする。例えば、高さ約4.7mmの誘電体円柱5に対しては、円筒7の高さは約4.75mmとする。また、円筒7の直径は、例えば約50mmとする。また、円筒7の材質は、例えばCuやAlを用いる。
The measurement frequency is 1 to 20 GHz, and the measurement result of surface specific conductivity is obtained at 7 GHz, for example.
The height of the
誘電体円柱5を支持する第3支持部材9(固定部材6)は、例えばCuのような導体、PET樹脂、メタクリル酸メチルのような絶縁体からなる。また、この第3支持部材9は、例えば、長さ約10mm、断面寸法約1mm×約1mmの棒状の支持部9Aを例えば4本備え、これらの棒状の支持部9Aを空中で支持する円環状の支持部9Bを備える。
ところで、上述のように、本実施形態では、円筒7は、誘電体円柱5に周囲に設けられており、誘電体円柱5の高さよりも高くなっている。
A third supporting member 9 (fixing member 6) that supports the
By the way, as described above, in this embodiment, the
このため、円筒7が、第1支持部材2に支持された第1導体1と第2支持部材4に支持された第2導体3との間に挟まれて、第1導体1と第2導体3との間の距離が決められることになる。
そして、固定部材6としての第3支持部材9によって、誘電体円柱5の上面と第1導体1との間及び誘電体円柱5の底面と第2導体3との間に間隙がある状態で、誘電体円柱5が側面の複数点で支持されて固定されることになる。
For this reason, the
With the third supporting
このように、第1導体1及び第2導体3と誘電体円柱5が直接接触しないように(即ち、第1導体1及び第2導体3と誘電体円柱5とを非接触とし)、誘電体円柱5の周囲に(即ち、導体1、3の周辺部に)円筒7を設け、誘電体円柱5と第1導体1及び第2導体3との間に間隙がある状態で誘電体円柱5を側面の複数点で支持して固定するようにしている。
In this way, the
これにより、表面比導電率測定における導体1、3(ここでは金属箔)の凹凸形状変化の問題を解消し、測定精度を向上させることができる。
つまり、従来のように第1導体1及び第2導体3(ここでは金属箔)と誘電体円柱5が直接接触していると(例えば図9参照)、例えば図12に示すように、測定中に、測定に大きな影響を及ぼす中心付近(ここでは金属箔の中心付近)で表面の凹凸の潰れが生じ、平らになって、傷が入ったような状態になっていた。
This solves the problem of changes in the uneven shape of the
That is, if the
そして、図14中、三角マークで示しているように、測定回数が多くなるにつれて測定される比導電率σrの値が変化してしまい、本来の値が得られなくなるという問題が生じていた。
これに対し、上述の実施形態では、図1、図10、図11に示すように、第1導体1及び第2導体3と誘電体円柱5が直接接触しないように、誘電体円柱5の周囲に円筒7を設け、誘電体円柱5と第1導体1及び第2導体3との間に間隙がある状態で誘電体円柱5を側面の複数点で支持して固定するようにしている。この場合、第1導体1及び第2導体3と円筒7が直接接触することになる。
Then, as indicated by triangular marks in FIG. 14, the value of the measured specific conductivity .sigma.r changes as the number of measurements increases, resulting in a problem that the original value cannot be obtained.
On the other hand, in the above-described embodiments, as shown in FIGS. 1, 10 and 11, the
これにより、図13に示すように、測定中に、表面の凹凸に潰れが生じ、平らになって、傷が入ったような状態になる部分を、測定結果への影響の小さな周辺領域(ここでは金属箔の周辺領域)へ移動させることができる。
この結果、表面の凹凸の潰れによる特性変化の影響が微小になり、図14中、四角マークで示しているように、測定回数が多くなっても測定される比導電率σrの値が変化しないようにすることができ、測定精度を向上させることができる。
As a result, as shown in FIG. 13, during measurement, the unevenness of the surface is crushed, flattened, and scratched. can be moved to the surrounding area of the metal foil).
As a result, the influence of characteristic changes due to the flattening of the unevenness of the surface becomes minute, and as indicated by the square marks in FIG. 14, the measured specific conductivity σr does not change even if the number of measurements increases , and the measurement accuracy can be improved.
なお、本実施形態のように、円筒7及び固定部材6を設ける場合、ばねや押さえ部材(例えば図4~図7参照)を設けなくても良いが、固定の都合で必要であれば、ばねや押さえ部材(例えば図4~図7参照)を設けても良い。
また、同様に、必要に応じて、第1導体1及び第2導体3(ここでは銅箔)を固定するために、例えば図15に示すように、第1支持部材2としての支持板や第2支持部材4としての支持台によってこれらの周囲を挟んでも良いし、例えば図16に示すように、第1支持部材2としての支持板や第1支持部材4としての支持台にこれらを吸着、接着などで固定しても良い。
In addition, when the
Similarly, in order to fix the
ところで、上述のようにして、円筒7によって、誘電体円柱5の上面と第1導体1との間及び誘電体円柱5の底面と第2導体3との間に設けた空隙(間隙)は、誘電体円柱5の高さの約1/10以下であることが好ましい。
ここで、図17は、直径約10mm、高さ約4.7mm、誘電率約38の誘電体円柱を用いた図18に示すような構成で、空隙とQ値の関係を求めた結果を示している。
By the way, as described above, the space (gap) provided by the
Here, FIG. 17 shows the result of obtaining the relationship between the gap and the Q value in the configuration as shown in FIG. ing.
図17に示すように、空隙を、誘電体円柱5の高さの約10分の1とした場合に、Q値(Qu)の誤差も約10%程度となっており、空隙が大きければ大きいほど、本来のQ値とのかい離が大きくなることが分かる。
このため、空隙の大きさは、誘電体円柱5の高さの約10分の1程度までとすることが望ましい。
As shown in FIG. 17, when the gap is about 1/10 of the height of the
For this reason, it is desirable that the size of the gap is up to about one tenth of the height of the
したがって、本実施形態にかかる表面導電率測定装置によれば、測定対象の導体(ここでは第1導体1及び第2導体3)の表面の凹凸が潰れるのを防ぎ、表面導電率の測定精度を向上させることができる。
ここで、図21は、図19に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造、即ち、第3支持部材9(固定部材6)によって誘電体円柱5を側面の複数点で支持する構造、図20に示すような比較例の誘電体円柱支持構造、即ち、円環状の支持部材Xによって誘電体円柱5の側面を円環状に全周にわたって支持する構造について、表面比導電率を測定した場合にどのようになるかをシミュレーションした結果を示している。
Therefore, according to the surface conductivity measuring device according to the present embodiment, it is possible to prevent the unevenness of the surface of the conductor to be measured (here, the
Here, FIG. 21 shows the dielectric cylinder support structure of this embodiment as shown in FIG. When the surface specific conductivity is measured for the dielectric cylinder support structure of the comparative example as shown in FIG. It shows the result of simulating what happens to
なお、ここでは、いずれの場合も、支持部材(支持体)は、樹脂製とし、その厚さは約1mmとしている。なお、誘電体円柱5は、セラミック製とし、直径約1cmとしている。また、図19に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造では、複数(ここでは4つ)の支持部は、約1mm角としている。
図21に示すように、図19に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造では、真値に近い値が出ているのに対し、図20に示すような比較例の誘電体円柱支持構造では、大きな誤差が生じてしまっており、まともな測定ができていないことがわかる。
In either case, the supporting member (supporting body) is made of resin and has a thickness of about 1 mm. The
As shown in FIG. 21, in the dielectric columnar support structure of this embodiment as shown in FIG. In the structure, a large error has occurred, and it can be seen that proper measurement cannot be performed.
例えば、図20に示すような比較例の誘電体円柱支持構造では、大きな誤差が生じてしまうのに対し、図19に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造では、誤差を約1%以内に小さく抑えることができていることがわかる。
このように、上述の本実施形態の誘電体円柱支持構造を採用することで、電磁界分布に影響を与え、測定に大きな影響を及ぼす誘電体円柱付近で、表面に凹凸のある導体の表面形状に影響をほとんど与えずに、表面比導電率(σr)の測定精度を向上させることができることがわかる。
For example, in the dielectric cylinder support structure of the comparative example shown in FIG. 20, a large error occurs. It can be seen that it is possible to keep it small within.
In this way, by adopting the dielectric cylinder support structure of the present embodiment described above, the surface shape of the conductor having unevenness on the surface near the dielectric cylinder affects the electromagnetic field distribution and greatly affects the measurement. It can be seen that the measurement accuracy of the surface specific conductivity (σr) can be improved with almost no effect on .
なお、上述の実施形態では、固定部材6を、円筒7に支持され、誘電体円柱5を側面の複数点で支持する複数の支持部9Aを有する第3支持部材9とした誘電体円柱支持構造を採用しているが、これに限られるものではない。
例えば図22、図23に示すように、励振部材(励振線)8として、誘電体円柱5を挟んで両側に設けられた第1励振部材8X及び第2励振部材8Yを備え、固定部材6として、第1励振部材8Xの先端部と誘電体円柱5の側面の第1点を接着する第1接着部材13X、及び、第2励振部材8Yの先端部と誘電体円柱5の側面の第2点を接着する第2接着部材13Yとしても良い。
In the above-described embodiment, the fixed
For example, as shown in FIGS. 22 and 23, as the excitation member (excitation line) 8, a
このように、第1励振部材8X及び第2励振部材8Yとしての励振線の先端部と誘電体円柱5の側面を第1接着部材13X及び第2接着部材13Yとしての接着剤(固定部材6)によって接着して支持することで、第1導体1及び第2導体3(例えば銅箔;測定試料)との間に間隙がある状態で誘電体円柱5を側面の複数点(ここでは2点)で固定するようにしても良い。
In this way, the end portions of the excitation lines as the
なお、この場合、励振線8X、8Y及び接着剤13X、13Yが、誘電体円柱5を側面の複数点で支持する支持部材として機能することになる。
ここで、接着剤13X、13Yは、絶縁材料からなるものであることが好ましい。接着剤13X、13Yの材料としては、例えばα-シアノアクリレート、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル系接着剤などを用いることができる。
In this case, the
Here, the
また、この変形例の構成と上述の実施形態の構成を組み合わせて用いることも可能である。
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
It is also possible to combine the configuration of this modified example with the configuration of the above-described embodiment.
It should be noted that the present invention is not limited to the configurations described in the above-described embodiment and modifications, and can be variously modified without departing from the scope of the present invention.
Further remarks will be disclosed below with respect to the above-described embodiments and modifications.
(付記1)
測定対象の第1導体を支持する第1支持部材と、
測定対象の第2導体を支持し、前記第1支持部材に平行な第2支持部材と、
前記第1導体と前記第2導体の間に位置し、かつ、前記第1導体及び前記第2導体の中心部に位置する誘電体円柱と、
前記第1導体との間及び前記第2導体との間に間隙がある状態で前記誘電体円柱を側面の複数点で固定する固定部材と、
前記第1導体と前記第2導体に挟まれ、中心に前記誘電体円柱が位置するように設けられた円筒と、
前記円筒に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する励振部材とを備えることを特徴とする表面導電率測定装置。
(Appendix 1)
a first support member that supports the first conductor to be measured;
a second support member supporting a second conductor to be measured and parallel to the first support member;
a dielectric cylinder located between the first conductor and the second conductor and located at the center of the first conductor and the second conductor;
a fixing member that fixes the dielectric cylinder at a plurality of points on the side surface with a gap between the first conductor and the second conductor;
a cylinder sandwiched between the first conductor and the second conductor and provided so that the dielectric cylinder is positioned at the center;
and an excitation member that is inserted through an opening provided in the cylinder and functions as an excitation line.
(付記2)
前記固定部材は、前記円筒に支持され、前記誘電体円柱を側面の複数点で支持する複数の支持部を有する第3支持部材であることを特徴とする、付記1に記載の表面導電率測定装置。
(付記3)
前記励振部材は、前記誘電体円柱を挟んで両側に設けられた第1励振部材及び第2励振部材であり、
前記固定部材は、前記第1励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第1点を接着する第1接着部材、及び、前記第2励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第2点を接着する第2接着部材であることを特徴とする、付記1又は2に記載の表面導電率測定装置。
(Appendix 2)
The surface conductivity measurement according to
(Appendix 3)
The excitation member is a first excitation member and a second excitation member provided on both sides of the dielectric cylinder,
The fixing member includes a first bonding member that bonds the tip portion of the first excitation member and a first point on the side surface of the dielectric cylinder, and a first bonding member that attaches the tip portion of the second excitation member and the side surface of the dielectric cylinder. 3. The surface conductivity measuring device according to
(付記4)
前記第1導体及び前記第2導体は、表面に凹凸を有する箔であることを特徴とする、付記1~3のいずれか1項に記載の表面導電率測定装置。
(付記5)
前記第1導体及び前記第2導体は、銅箔であることを特徴とする、付記1~4のいずれか1項に記載の表面導電率測定装置。
(Appendix 4)
The surface conductivity measuring device according to any one of
(Appendix 5)
The surface conductivity measuring device according to any one of
(付記6)
前記励振部材に接続され、導電率を測定する測定部を備えることを特徴とする、付記1~5のいずれか1項に記載の表面導電率測定装置。
(Appendix 6)
The surface conductivity measuring device according to any one of
1 第1導体
2 第1支持部材
3 第2導体
4 第2支持部材
5 誘電体円柱
6 固定部材
7 円筒
8 励振部材
8X 第1励振部材
8Y 第2励振部材
9 第3支持部材
9A 棒状の支持部
9B 円環状の支持部
10、11 同軸ケーブル
12 測定器(共振測定器;測定部)
13X 第1接着部材
13Y 第2接着部材
REFERENCE SIGNS
13X first
Claims (5)
前記第1導体と前記第2導体との間に位置し、かつ、前記第1被測定面及び前記第2被測定面にそれぞれ上面及び底面が平行になるように前記第1被測定面及び前記第2被測定面の中心部に位置する誘電体円柱と、
前記誘電体円柱の側面の複数点に固定される複数の棒状部を有し、前記第1導体と前記誘電体円柱の前記上面との間、及び前記第2導体と前記誘電体円柱の前記底面との間に、それぞれ間隙がある状態で前記誘電体円柱を固定する固定部材と、
前記第1導体と前記第2導体に挟まれ、前記第1導体と前記第2導体との間の距離を高さとする円筒であって、当該円筒の中心に前記誘電体円柱が位置するように前記誘電体円柱の周囲に設けられた前記円筒と、
前記円筒の側面に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する励振部材とを備えることを特徴とする表面導電率測定装置。 A first support member for fixing the first conductor and the second conductor such that the first surface to be measured of the first conductor to be measured and the second surface to be measured of the second conductor to be measured are parallel. and a second support member;
The first surface to be measured and the second surface to be measured are located between the first conductor and the second conductor, and the top surface and the bottom surface are parallel to the first surface to be measured and the second surface to be measured, respectively . a dielectric cylinder positioned at the center of the second surface to be measured ;
a plurality of rod-shaped portions fixed to a plurality of points on the side surface of the dielectric cylinder, between the first conductor and the top surface of the dielectric cylinder , and between the second conductor and the bottom surface of the dielectric cylinder; a fixing member for fixing the dielectric cylinder with a gap between them;
A cylinder sandwiched between the first conductor and the second conductor and having a height equal to the distance between the first conductor and the second conductor, wherein the dielectric cylinder is positioned at the center of the cylinder. the cylinder provided around the dielectric cylinder ;
A surface conductivity measuring device, comprising: an excitation member that is inserted through an opening provided in a side surface of the cylinder and functions as an excitation line.
ことを特徴とする、請求項1に記載の表面導電率測定装置。 The fixing member has an annular portion whose outer edge is supported by the cylinder, and the plurality of rod-shaped portions each extend between the side surface of the dielectric cylinder and the inner edge of the annular portion.
The surface conductivity measuring device according to claim 1, characterized in that:
前記固定部材は、前記第1励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第1点を接着する第1接着部材、及び、前記第2励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第2点を接着する第2接着部材を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の表面導電率測定装置。 The excitation member is a first excitation member and a second excitation member provided on both sides of the dielectric cylinder,
The fixing member includes a first bonding member that bonds the tip portion of the first excitation member and a first point on the side surface of the dielectric cylinder, and a first bonding member that attaches the tip portion of the second excitation member and the side surface of the dielectric cylinder. 3. The surface conductivity measuring device according to claim 1, further comprising a second adhesive member for adhering the second point.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019080121A JP7218664B2 (en) | 2019-04-19 | 2019-04-19 | Surface conductivity measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019080121A JP7218664B2 (en) | 2019-04-19 | 2019-04-19 | Surface conductivity measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020176947A JP2020176947A (en) | 2020-10-29 |
| JP7218664B2 true JP7218664B2 (en) | 2023-02-07 |
Family
ID=72935525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019080121A Active JP7218664B2 (en) | 2019-04-19 | 2019-04-19 | Surface conductivity measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7218664B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025115723A1 (en) * | 2023-11-27 | 2025-06-05 | Emラボ株式会社 | Open type resonator, and method for measuring conductivity using same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000046756A (en) | 1998-05-29 | 2000-02-18 | Kyocera Corp | Method of measuring conductivity at metal layer interface |
| JP2003227855A (en) | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Tohoku Seiki Kogyo Kk | Surface resistance measuring method and device therefor |
| JP2017011642A (en) | 2015-06-26 | 2017-01-12 | 富士通株式会社 | Dielectric resonator, measuring apparatus and measuring method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63142273A (en) * | 1986-12-04 | 1988-06-14 | Murata Mfg Co Ltd | Measurement of skin resistance and measuring instrument for use therein |
-
2019
- 2019-04-19 JP JP2019080121A patent/JP7218664B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000046756A (en) | 1998-05-29 | 2000-02-18 | Kyocera Corp | Method of measuring conductivity at metal layer interface |
| JP2003227855A (en) | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Tohoku Seiki Kogyo Kk | Surface resistance measuring method and device therefor |
| JP2017011642A (en) | 2015-06-26 | 2017-01-12 | 富士通株式会社 | Dielectric resonator, measuring apparatus and measuring method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020176947A (en) | 2020-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI482973B (en) | Wire material for spring, contact probe, and probe unit | |
| JP4242199B2 (en) | IC socket | |
| CN109655770B (en) | Differential Magnetic Field Probes | |
| CN111398370B (en) | Dielectric test system and method for micro-nano-sized patterned film array | |
| JP5374079B2 (en) | Inspection contact structure | |
| CN101819262A (en) | Frequency-conversion ferromagnetic resonance measuring system | |
| JP7218664B2 (en) | Surface conductivity measuring device | |
| CN117630498A (en) | Substrate dielectric constant testing device based on a cylindrical cavity with a metal disc inserted in the center | |
| JP2010223841A (en) | Electric characteristic measurement system and method for measuring electric characteristic | |
| JP2006337361A (en) | Signal probe and probe assembly | |
| JP6510263B2 (en) | Complex permittivity measurement method | |
| JP6288447B2 (en) | High frequency conductivity measuring apparatus and high frequency conductivity measuring method | |
| JP4247992B2 (en) | Semi-coaxial resonator type measuring jig and method for measuring electrical properties of dielectric thin film | |
| TWI740889B (en) | A transmission line | |
| CN104569510B (en) | Stripline resonator fixture | |
| CN114252751B (en) | Strip line resonator test system for complex dielectric constant of high-frequency printed board substrate | |
| JP2003273613A (en) | Dielectric resonator and dielectric characteristic measuring device | |
| JP2004117220A (en) | Dielectric constant measurement method | |
| TW202007975A (en) | Radio-frequency probe card device and space transformer thereof | |
| JP5409500B2 (en) | Thickness measurement method | |
| JP5451509B2 (en) | Thickness measurement method | |
| CN108957047A (en) | Micro-strip device test fixture | |
| JP2011069630A (en) | Permittivity measuring method and measuring apparatus | |
| CN119556011B (en) | System and method for measuring electromagnetic parameters of materials in a strong microwave electric field environment based on parallel strip lines | |
| US11630163B1 (en) | Multi-core cable testing device and method for testing the multi-core cable |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190607 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220111 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221012 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221018 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221219 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20221219 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221227 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230109 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7218664 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |