(57)【要約】【課題】イオナイザーが中和する対象被測定物の表面電荷によってこの被測定物に生じる電位差Ｖｈを推測する帯電電位の評価方法及び評価装置を提供する。【解決手段】ＣＰＭ３の電位差Ｖｃの測定値を以下の数式１を用いて、ＨＧＡの導電パターン及びロードビーム間の電位差Ｖｈに換算する。【数１】2004317264.tif 000019ここで、ｄｈは前記ＨＧＡの導電パターン及びロードビーム間の距離、ｄｃはＣＰＭ３の導電性プレートと前記アース面間の距離、εｈは前記ＨＧＡの絶縁下地層の比誘電率、εｃはＣＰＭ３の導電性プレートとアース面の間の領域の比誘電率を示している。【選択図】    図４
2004317264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）誘電体を挟んで対向する第１導電体及び第２導電体を有する被測定物の、前記誘電体の比誘電率の値および前記一対の導電体間の距離を取得するステップ、
（ｂ）所定の雰囲気において、アース面に所定距離を空けて対面する導電性プレートの電位Ｖｃを測定するステップ、
（ｃ）以下の数１を用いて、前記雰囲気における前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の電位差Ｖｈを換算するステップ、
を有することを特徴とする帯電電位の評価方法、
【数１】
2004317264.tif 000016
ただし、ｄｈは前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の距離、ｄｃは前記導電性プレートと前記アース面間の距離、εｈは前記被測定物の前記誘電体の比誘電率、εｃは前記導電性プレートと前記アース面の間の比誘電率である。
【請求項２】
イオナイザーからイオンを発生させて、導電性プレートとアース面を設置する雰囲気を形成する請求項１記載の帯電電位の評価方法。
【請求項３】
前記被測定物の第１導電体は一対の開放端子を有しており、この第１導電体を帯電させて前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間に電位差Ｖ’を生じさせたのち、前記開放端子の一方をアースに接続したときに前記第１導電体が損傷する電位差Ｖ’の値をＶｄとし、前記（ｃ）工程で求められたＶｈの値が前記Ｖｄの値より小さくなるように、前記イオナイザーが発生する正イオンと負イオンの相対量を調節する請求項２記載の帯電電位の評価方法。
【請求項４】
同じ雰囲気内に前記アース面と前記導電性プレートを複数組設置し、それぞれの前記導電性プレートの前記電位Ｖｃの測定値の平均値を前記Ｖｃとする請求項１ないし３のいずれかに記載の帯電電位の評価方法。
【請求項５】
前記被測定物は、磁気ヘッドが接続された第１導電体と、第２導電体であるロードビームが、誘電体である絶縁下地層を介して対向しているヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）である請求項１ないし４のいずれかに記載の帯電電位の評価方法。
【請求項６】
前記ヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）の第１導電体の上には絶縁性材料からなる保護層が設けられている請求項５に記載の帯電電位の評価方法。
【請求項７】
アース面と、このアース面に所定の距離を空けて対面する導電性プレートと、この導電性プレートの電位Ｖｃを測定する電位測定手段と、
誘電体を挟んで対向する第１導電体及び第２導電体を有する被測定物の、前記誘電体の比誘電率の値および前記一対の導電体間の距離を入力する入力手段と、
前記導電性プレートの電位Ｖｃの測定値から、以下の数２の演算を行って、前記導電プレートと同じ雰囲気での前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の電位差Ｖｈを換算する変換手段とを有することを特徴とする帯電電位の評価装置。
【数２】
2004317264.tif 000017
ただし、ｄｈは前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の距離、ｄｃは前記導電性プレートと前記アース面間の距離、εｈは前記被測定物の前記誘電体の比誘電率、εｃは前記導電性プレートと前記アース面との間の比誘電率である。
【請求項８】
アース面と、このアース面に所定の距離を空けて対面する導電性プレートと、この導電性プレートの電位Ｖｃを測定する電位測定手段とを有し、
誘電体を挟んで対向する第１導電体及び第２導電体を有する被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の距離ｄｈ、前記被測定物の前記誘電体の比誘電率εｈ、前記導電性プレートと前記アース面間の距離ｄｃ、前記導電性プレートと前記アース面の間の比誘電率εｃが以下の数３に示される関係を満たすように、前記距離ｄｃと比誘電率εｃとを設定し、あるいは調整可能とし、
前記電位Ｖｃを、前記被測定物の第１導電体と第２の導電体間の電位差Ｖｈとして得ることができることを特徴とする帯電電位の評価装置。
【数３】
2004317264.tif 000018
【請求項９】
前記導電性プレートと前記アース面間の距離ｄｃが、前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の距離ｄｈと等しく、前記導電性プレートと前記アース面の間の領域の比誘電率εｃが、前記被測定物の前記誘電体の比誘電率εｈと等しくなるように設定され、あるいは調整可能とされた請求項８記載の帯電電位の評価装置。
【請求項１０】
前記導電性プレートと前記アース面の間の領域の比誘電率εｃが、前記被測定物の前記誘電体の比誘電率εｈと相違し、
前記導電性プレートと前記アース面間の距離ｄｃを設定し、あるいは調整して前記数３を満たすことができる請求項８記載の帯電電位の評価装置。
【請求項１１】
イオンを発生させて、前記導電性プレートと前記アース面を所定の雰囲気とするイオナイザーが設けられている請求項７ないし１０のいずれかに記載の帯電電位の評価装置。
【請求項１２】
前記被測定物の第１導電体は一対の開放端子を有しており、この第１導電体を帯電させて前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間に電位差Ｖ’を生じさせたのち、前記開放端子の一方をアースに接続したときに前記第１導電体が損傷する電位差Ｖ’の値をＶｄし、前記Ｖｈの値が前記Ｖｄの値より小さくなったことを知らせる表示手段を有する請求項１１記載の帯電電位の評価装置。
【請求項１３】
前記被測定物が、磁気ヘッドが接続された第１導電体と、第２導電体であるロードビームが、誘電体である絶縁下地層を介して対向しているヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）である請求項７ないし１２のいずれかに記載の帯電電位の評価装置。
【請求項１４】
前記ヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）の第１導電体の上には絶縁性材料からなる保護層が設けられている請求項１３記載の帯電電位の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体を介して対向する第１導電体及び第２導電体を有する被測定物の、帯電電荷によって生じる帯電電位の評価方法及び評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製品を組み立てる工程における静電気不良を低減するために除電装置が用いられる。除電装置には、例えばイオナイザーがある。
【０００３】
これは、コロナ放電、紫外線、放射線などによって、大気中の水分や二酸化炭素等をイオン化させ、ファンなどを用いてこれらのイオンを除電する場所にあてて電荷を中和するものである。
【０００４】
イオナイザーから発生する全イオン中には、正イオンと負イオンとがなるべく同じ量存在している必要がある。
【０００５】
一般的なイオナイザーのイオンバランスの評価は、図１に示されるチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３を用いて行われる。  チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３は、支持台５の上面が電気的に接地されたアース面６であり、アース面６から所定距離離れた位置に、金属プレート４が設けられ、金属プレート４とアース面６との間の電位差を非接触式の電位差計７で測定するものである。
【０００６】
金属プレート４の形状は、一辺の長さが６インチの正方形てある。金属プレート４とアース面６との間の距離は、金属プレート４とアース面６が、空気を誘電体とする容量２０ｐＦのコンデンサとなるように規定されている。具体的には、金属プレート４とアース面６との間の距離は約２ｃｍである。
【０００７】
チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３の金属プレート４を帯電させると、金属プレート４の帯電量に応じた電位差が検出される。
一般的なイオナイザーのイオンバランスの評価方法を説明する。
【０００８】
図１に示されるように、イオナイザー１の開口部２から流れ出るイオンを、イオナイザーの評価装置であるチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３の金属プレート４にあてて、金属プレート４を帯電させる。
【０００９】
イオナイザーから発生する全イオン中に、正イオンと負イオンが同じ量存在している場合には金属プレート４は電気的に中和された状態になり、電位差計７の出力は０Ｖになる。正イオンの方が負イオンより多く存在している場合には金属プレート４は正に帯電し、電位差計７の出力は正になる。一方、負イオンの方が正イオンより多く存在している場合には金属プレート４は負に帯電し、電位差計７の出力は負になる。そして、正イオンと負イオンのいずれか一方の比率が多くなればなるほど，すなわちイオナイザーのイオンバランスが悪くなるほど電位差計７の出力の絶対値が大きくなる。
イオナイザーは、例えば特許文献１に記載されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２５２０７２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記イオナイザーは、ハードディスクなどの記録再生用として使用される磁気ヘッドの製造工程において、製品の表面電荷を電気的に中和するために用いられる。
【００１２】
ハードディスクなどの記録再生用として使用される薄膜磁気素子は、再生用の磁気抵抗効果型素子と記録用のインダクティブ素子とを有する複合型の薄膜磁気素子であり、図２に示されるスライダ１０内に収納されている。このスライダ１０は、板ばね材料により形成されているロードビーム１１の先端部１１ａに、フレキシャ（図示せず）を介して取付けられている。スライダ１０がロードビーム１１に取付けられ状態のものを、ヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）という。
【００１３】
再生用の磁気抵抗効果型素子は、Ｃｕ等の導電性材料からなる導電パターン１３に接続されている。導電パターン１３とロードビーム１１の間には、ポリイミドからなる絶縁下地層１２が設けられている。また、導電パターン１３の上にはポリイミドからなる保護層１４が設けられている。なお、製造工程において、ロードビーム１１は治具を介してアースされている。
【００１４】
なお、図２ではインダクティブ素子の導電パターンの図示を省略している。また、磁気抵抗効果型素子（ＭＲ素子）Ｍを模式的に図示している。
【００１５】
上記のことく導電パターン１３とロードビーム１１は、絶縁下地層１２を介して対向しているので、導電パターン１３、絶縁下地層１２、ロードビーム１１はコンデンサを形成している。
【００１６】
ポリイミドからなる保護層１４を摩擦するなどして帯電させると、導電パターン１３にも電荷が発生し導電パターン１３とロードビーム１１間に電位差が生じる。この状態で導電パターン１３のパッド１３ａの一方をアースに接続するとＭＲ素子Ｍに瞬間的な電流（放電電流）が流れる。放電電流が大きすぎると、ＭＲ素子Ｍが破壊されて、ＭＲ素子Ｍの電極間が開放状態となったり、所定の電気抵抗値以外の抵抗値を示すようになる。
【００１７】
図１５の回路図で示される装置（デバイス帯電モデル；ＣＤＭ）を使いＨＧＡの放電電流に対する耐性（ＥＳＤ耐性）を測定することができる。
【００１８】
デバイス帯電モデル１７には、供給電圧を変化させることのできる電源Ｃを有している。ＨＧＡ１８のＭＲ素子にセンス電流を供給するためのパットＰ，Ｐの一方を切り換えスィッチＳに接続する。まず、切り換えスィッチＳを端子Ｓ１に接続して電源Ｃのマイナス端子につなげることにより。ＨＧＡをチャージする。次に、切り換えスィッチＳを端子Ｓ２に接続してＨＧＡにチャージされている電荷を瞬間的にアースに流すことにより、ＨＧＡに放電電流を流す。電源Ｃの供給電圧を変化させてＨＧＡのチャージ電圧を変化させながら上記の測定を繰り返し、ＭＲ素子が損傷して再生信号に乱れが生じるときのチャージ電圧をＨＧＡのＥＳＤ耐圧とする。
【００１９】
ハードディスクの製造工程、例えはＨＧＡ工程においてＭＲ素子をＥＳＤ耐圧以下に管理する必要があり、このために前記イオナイザーを用いることができる。すなわち、イオナイザーを用いて、ＨＧＡの表面電荷を電気的に中和し、ＨＧＡがＥＳＤ耐圧をこえないように管理する。
【００２０】
イオナイザーを用いて中和されたＨＧＡの表面電荷は、イオナイザーのイオンバランスを反映したものになる。イオナイザーのイオンバランスが正または負のいずれか一方にくずれると、ＨＧＡの表面電荷も正または負のいずれかにかたより、導電パターン１３とロードビーム１１間に電位差が生じる。
【００２１】
したがって、ＨＧＡがＥＳＤ耐圧をこえないようにイオナイザーのイオンバランスを調節する必要がある。
【００２２】
ここでイオナイザーのイオンバランスの評価基準が問題となる。従来は、イオナイザーのイオンバランスをチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）の電圧表示の値で示し、この値がデバイス帯電モデル；ＣＤＭ）を使って求められたＨＧＡのＥＳＤ耐性を示す電圧の数値以下になるようにイオナイザーのイオンバランスを調節していた。
【００２３】
しかし、図１に示されるチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３は、空気を誘電体とする容量２０ｐＦのコンデンサである。一方、図２に示されるＨＧＡの導電パターン１３、絶縁下地層１２、ロードビーム１１が形成するコンデンサは，誘電体である絶縁下地層１２がポリイミドからなるものであり空気よりも比誘電率が大きく、また導電パターン１３とロードビーム１１との間の距離は１０〜２０μｍと、チャージプレートモニタの金属プレート４とアース面６との間の距離（約２ｃｍ）よりも著しく小さい。すなわち、ＨＧＡの導電パターン１３、絶縁下地層１２、ロードビーム１１が形成するコンデンサの容量はチャージプレートモニタの容量と著しく異なる。
【００２４】
したがって、ＨＧＡがＥＳＤ耐圧をこえないように製造工程を管理するため、イオナイザーのイオンバランスを調節するさいに、チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）の電圧表示の値を、ＨＧＡのＥＳＤ耐性を示す電圧の数値以下になるようにすることが適切な方法であるのかが問題になる。
【００２５】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、誘電体を介して対向する第１導電体及び第２導電体を有する被測定物の、帯電電荷によって第１導電体及び第２導電体間に生じる帯電電位を評価する方法及び評価装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明の帯電電位の評価方法は、
（ａ）誘電体を挟んで対向する第１導電体及び第２導電体を有する被測定物の、前記誘電体の比誘電率の値および前記一対の導電体間の距離を取得するステップ、
（ｂ）所定の雰囲気において、アース面に所定距離を空けて対面する導電性プレートの電位Ｖｃを測定するステップ、
（ｃ）以下の数４を用いて、前記雰囲気における前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の電位差Ｖｈを換算するステップ、
を有することを特徴とするものである。
【００２７】
【数４】
2004317264.tif 000003
【００２８】
ただし、ｄｈは前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の距離、ｄｃは前記導電性プレートと前記アース面間の距離、εｈは前記被測定物の前記誘電体の比誘電率、εｃは前記導電性プレートと前記アース面の間の比誘電率である。なお、前記被測定物の第２導電体は接地されているものとする。
【００２９】
本発明では、被測定物の帯電電荷によってこの被測定物に生じる電位差Ｖｈを推測する。
【００３０】
一般に、コンデンサの電極に蓄えられた電荷Ｑ、容量Ｃ、電極間の電位差Ｖの間には、以下の（数５）に示される関係がある。
【００３１】
【数５】
2004317264.tif 000004
【００３２】
ここで、コンデンサの電極に蓄えられた電荷の電荷密度をｑ、電極の面積をＳ、コンデンサの誘電体の誘電率をε’、容量を形成する誘電体の断面積をＳ’、電極間の距離をｄ、電極間の電位差をＶとすると以下の（数６）に示される関係式が得られる。
【００３３】
【数６】
2004317264.tif 000005
【００３４】
本発明では、電極の面積をＳと容量を形成する誘電体の断面積Ｓ’は等しいので以下の（数７）が得られる。
【００３５】
【数７】
2004317264.tif 000006
【００３６】
従って、前記導電性プレートと前記アース面間の距離ｄｃ、前記導電性プレートと前記アース面の間の誘電率ε’ｃ、前記導電性プレートの電位Ｖｃ、前記導電性プレートの電荷密度ｑｃの間には、以下の（数８）に示される関係が成り立つ。
【００３７】
【数８】
2004317264.tif 000007
【００３８】
また、前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の距離ｄｈ、前記被測定物の前記誘電体の誘電率ε’ｈ、前記第１導電体及び第２導電体間の電位差Ｖｈ、前記第１導電体の電荷密度ｑｈの間には、以下の（数９）に示される関係が成り立つ。
【００３９】
【数９】
2004317264.tif 000008
【００４０】
前記被測定物と前記導電性プレートを同一の雰囲気下、例えはイオン雰囲気、電荷雰囲気下におくと、前記導電性プレートの電荷密度ｑｃと前記被測定物の前記第１導電体の電荷密度ｑｈは等しくなる。
【００４１】
従って、（数８）と（数９）からｑｃ、ｑｈを消去して、（数１０）が得られ、この換算式によって前記導電性プレートの電位Ｖｃの測定値から、前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の電位差Ｖｈを推測することができる。なお、（数式１０）では、前記導電性プレートと前記アース面の誘電率ε’ｃは比誘電率εｃに、前記誘電体の誘電率ε’ｈは比誘電率εｈに置きかわっている。
【００４２】
【数１０】
2004317264.tif 000009
【００４３】
本発明では、イオナイザーからイオンを発生させて、導電性プレートとアース面を設置する雰囲気を形成することができる。
【００４４】
そして、被測定物を前記イオナイザーによって帯電させたとき、この被測定物に生じる電位差Ｖｈを推測し、この電位差Ｖｈの値に基づいて、イオナイザーのイオンバランスを評価することができる。
【００４５】
本発明では、前記被測定物の第１導電体は一対の開放端子を有しており、この第１導電体を帯電させて前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間に電位差Ｖ’を生じさせたのち、前記開放端子の一方をアースに接続したときに前記第１導電体が損傷する電位差Ｖ’の値をＶｄし、前記（ｃ）工程で求められたＶｈの値が前記Ｖｄの値より小さくなるように、イオナイザーが発生する正イオンと負イオンの相対量を調節するごとができる。
【００４６】
なお、同じ雰囲気内に前記アース面と前記導電性プレートを複数組設置し、それぞれの前記導電性プレートの前記電位Ｖｃの測定値の平均値を前記Ｖｃとすることが好ましい。
【００４７】
本発明では、前記被測定物は、例えば、磁気ヘッドが接続された第１導電体と、第２導電体であるロードビームが、誘電体である絶縁下地層を介して対向しているヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）である。なお、前記第１導電体の上には絶縁性材料からなる保護層が設けられていることが好ましい。
【００４８】
本発明の帯電電位の評価装置は、アース面と、このアース面に所定の距離を空けて対面する導電性プレートと、この導電性プレートの電位Ｖｃを測定する電位測定手段と、
誘電体を挟んで対向する第１導電体及び第２導電体を有する被測定物の、前記誘電体の比誘電率の値および前記一対の導電体間の距離を入力する入力手段と、前記導電性プレートの電位Ｖｃの測定値から、以下の数１１の演算を行って、前記導電プレートと同じ雰囲気での前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の電位差Ｖｈを換算する変換手段とを有することを特徴とするものである。
【００４９】
【数１１】
2004317264.tif 000010
【００５０】
ただし、ｄｈは前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の距離、ｄｃは前記導電性プレートと前記アース面間の距離、εｈは前記被測定物の前記誘電体の比誘電率、εｃは前記導電性プレートと前記アース面との間の比誘電率である。
本発明の帯電電位の評価装置では、被測定物に生じる電位差Ｖｈの値を推測することができる。
【００５１】
あるいは、本発明の帯電電位の評価装置は、アース面と、このアース面に所定の距離を空けて対面する導電性プレートと、この導電性プレートの電位Ｖｃを測定する電位測定手段とを有し、
誘電体を挟んで対向する第１導電体及び第２導電体を有する被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の距離ｄｈ、前記被測定物の前記誘電体の比誘電率εｈ、前記導電性プレートと前記アース面間の距離ｄｃ、前記導電性プレートと前記アース面の間の比誘電率εｃが以下の数１２に示される関係を満たすように、前記距離ｄｃと比誘電率εｃとを設定し、あるいは調整可能とし、
前記電位Ｖｃを、前記被測定物の第１導電体と第２の導電体間の電位差Ｖｈとして得ることができることを特徴とするものである。
【００５２】
【数１２】
2004317264.tif 000011
【００５３】
本発明では、前記導電性プレートと前記アース面間の距離ｄｃと比誘電率εｃを調節することによって、前記導電性プレートの電位Ｖｃの測定値が、前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の電位差Ｖｈをあらわすことになり、前記被測定物の、前記誘電体の比誘電率の値および前記一対の導電体間の距離を入力する入力手段や前記導電性プレートの電位Ｖｃの測定値を、前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の電位差Ｖｈに換算する変換手段の必要がなくなる。
【００５４】
例えば、前記導電性プレートと前記アース面間の距離ｄｃを、前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間の距離ｄｈと等しくし、前記導電性プレートと前記アース面の間の領域の比誘電率εｃを、前記被測定物の前記誘電体の比誘電率εｈと等しくなるように設定し、あるいは調整可能とすることにより、前記被測定物の距離ｄｈ、比誘電率εｈ、前記評価装置の距離ｄｃ、比誘電率εｃを数式１２に示される関係を満たすようにできる。
【００５５】
または、前記導電性プレートと前記アース面の間の領域の比誘電率εｃが、前記被測定物の前記誘電体の比誘電率εｈと相違するときは、
前記導電性プレートと前記アース面間の距離ｄｃを設定し、あるいは調整して前記被測定物の距離ｄｈ、比誘電率εｈ、前記評価装置の距離ｄｃ、比誘電率εｃを数１２に示される関係を満たすようにできる。
【００５６】
本発明では、イオンを発生させて、前記導電性プレートと前記アース面を所定の雰囲気とするイオナイザーが設けられたものにできる。
【００５７】
そして、被測定物を前記イオナイザーによって帯電させたとき、この被測定物に生じる電位差Ｖｈを推測し、この電位差Ｖｈの値に基づいて、イオナイザーのイオンバランスを評価することができる。
【００５８】
また、本発明では、前記被測定物の第１導電体が一対の開放端子を有し、この第１導電体を帯電させて前記被測定物の前記第１導電体及び第２導電体間に電位差Ｖ’を生じさせたのち、前記開放端子の一方をアースに接続したときに前記第１導電体が損傷する電位差Ｖ’の値をＶｄとし、前記Ｖｈの値が前記Ｖｄの値より小さくなったことを知らせる表示手段を有することが好ましい。
【００５９】
前記被測定物は、例えば、磁気ヘッドが接続された第１導電体と、第２導電体であるロードビームが、誘電体である絶縁下地層を介して対向しているヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）である。前記第１導電体の上には絶縁性材料からなる保護層が設けられていることが好ましい。
【００６０】
【発明の実施の形態】
本発明の帯電電位の評価方法を具体的に説明する。
【００６１】
本実施の形態では、ハードディスクなどの記録再生用として使用される薄膜磁気素子が収納されたスライダがロードビームに取付けられた、ヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）を電気的に中和するイオナイザーのイオンバランスを評価する。
【００６２】
ＨＧＡは従来技術として示したものと同じであり、図２に示される構造を有している。
【００６３】
前記薄膜磁気素子は、再生用の磁気抵抗効果型素子と記録用のインダクティブ素子とを有する複合型の薄膜磁気素子であり、図２に示されるスライダ１０内に収納されている。このスライダ１０は、板ばね材料により形成されているロードビーム１１の先端部１１ａに、フレキシャ（図示せず）を介して取付けられている。再生用の磁気抵抗効果型素子は、Ｃｕ等の導電性材料からなる導電パターン１３に接続されている。導電パターン１３とロードビーム１１の間には、ポリイミドからなる絶縁下地層１２が設けられている。また、導電パターン１３の上にはポリイミドからなる保護層１４が設けられている。
【００６４】
なお、図２ではインダクティブ素子の導電パターンの図示を省略している。また、磁気抵抗効果型素子（ＭＲ素子）Ｍを模式的に図示している。
【００６５】
図３の左図にＨＧＡの部分断面図を示す。ＨＧＡでは導電パターン１３（第１導電体）とロードビーム１１（第２導電体）とが絶縁下地層１２（誘電体）を挟んで対向しており．コンデンサを形成している。図３の右図に示されるように、導電パターン１３に電荷が発生すると導電パターン１３とロードビーム１１間に電位差Ｖｈが生じる。
【００６６】
本実施の形態のイオナイザーの評価方法では、まず、ＨＧＡの絶縁下地層１２の比誘電率εｈの値および導電パターン１３とロードビーム１１の距離ｄｈを取得する。
【００６７】
絶縁下地層１２はポリイミドによって形成されているので比誘電率εｈは２〜４である。また、導電パターン１３とロードビーム１１の距離ｄｈは１０〜２０μｍである。
【００６８】
次に、図１に示されるように、イオナイザー１の開口部２から流れ出るイオンを、電荷測定装置であるチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）の金属プレート４（導電性プレート）にあてて、すなわちイオナイザー１の開口部２から流れ出るイオンの雰囲気中で、金属プレート４を帯電させる。
【００６９】
本実施の形態によって評価されるイオナイザー１は、従来技術として示したものと同じであり、コロナ放電、紫外線、放射線などによって、大気中の水分や二酸化炭素等をイオン化させ、ファンなどを用いてこれらのイオンを除電する場所にあてて電荷を中和するものである。
【００７０】
チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３は、支持台５の上面が電気的に接地されたアース面６であり、アース面６から所定距離離れた位置に、金属プレート４が設けられ、金属プレート４の電位を非接触式の電位差計７で測定するものである。非接触式の電位差計７の測定結果は表示部８に表示される。
【００７１】
金属プレート４の形状は、一辺の長さが６インチの正方形てある。金属プレート４とアース面６との間の距離は、金属プレート４とアース面６か、空気を誘電体とする容量２０ｐＦのコンデンサとなるように規定されている。
【００７２】
図４の左図にチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３の側面図を示す。金属プレート４とアース面６との間の距離ｄｃは約２ｃｍである。また、金属プレート４とアース面６の間の領域９は、空気が存在しているだけであり、この領域９の比誘電率εｃは１である。
【００７３】
図４の右図に示されるように、金属プレート４を帯電させると、金属プレート４に電位Ｖｃが生じ、この電位が非接触式の電位差計７によって検出される。
【００７４】
イオナイザー１から発生する全イオン中に、正イオンと負イオンが同じ量存在している場合には金属プレート４は電気的に中和された状態になり、電位差計７の出力は０Ｖになる。正イオンの方が負イオンより多く存在している場合には金属プレート４は正に帯電し、電位差計７の出力は正になる。一方、負イオンの方が正イオンより多く存在している場合には金属プレート４は負に帯電し、電位差計７の出力は負になる。そして、正イオンと負イオンのいずれか一方の比率が多くなればなるほど，すなわちイオナイザー１のイオンバランスが悪くなるほど電位差計７の出力の絶対値が大きくなる。
【００７５】
さらに、電位Ｖｃの測定値を以下の数式１３を用いて、前記ＨＧＡの導電パターン１３及びロードビーム１１間の電位差Ｖｈに換算する。
【００７６】
【数１３】
2004317264.tif 000012
【００７７】
ここで、ｄｈは前記ＨＧＡの導電パターン１３及びロードビーム１１間の距離、ｄｃは金属プレート４とアース面６間の距離、εｈは前記ＨＧＡの絶縁下地層１２の比誘電率、εｃは金属プレート４とアース面６の間の領域９の比誘電率を示している。
【００７８】
ｄｈ＝１０（μｍ）、εｈ＝２のとき、本実施の形態では、ｄｃ＝２（ｃｍ）＝２００００（μｍ）、εｃ＝１であるので、以下の数式１４が成り立つ。
【００７９】
【数１４】
2004317264.tif 000013
【００８０】
従って、イオナイザー１を用いてＨＧＡを電気的に中和すると、ＨＧＡの導電パターン１３及びロードビーム１１間の電位差Ｖｈは、チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３の、金属プレート４の電位Ｖｃの測定値の４０００分の１であると推測される。
【００８１】
ＨＧＡ工程において、ＭＲ素子が損傷して再生信号に乱れが生じるＥＳＤ耐圧以下に管理する必要があり、このために、イオナイザーを用いて、ＨＧＡの表面電荷を電気的に中和し、ＨＧＡがＥＳＤ耐圧をこえないように管理する。
【００８２】
従来の技術欄で説明したように、図１５の回路図で示される装置（デバイス帯電モデル；ＣＤＭ）１７を使いＨＧＡの放電電流に対する耐性（ＥＳＤ耐性）を測定することができる。つまり、ＨＧＡの導電パターン１３を帯電させて導電パターン１３及びロードビーム１１に電位差Ｖ’を生じさせたのち、パッド１３ａ，１３ａ（開放端子）の一方をアースに接続したときに前記ＭＲ素子が損傷する電位差Ｖ’の値をＥＳＤ耐圧Ｖｄとする。例えば、最近のＨＧＡのＥＳＤ耐圧Ｖｄは３Ｖであり、ＨＧＡの導電パターン１３及びロードビーム１１間の電位差Ｖｈが３Ｖをこえた状態でパッドに金属が接触すると、ＭＲ素子が破壊される。
【００８３】
つまり、ＨＧＡの導電パターン１３及びロードビーム１１間の電位差Ｖｈの値が前記Ｖｄの値より小さくなるように、イオナイザーが発生する正イオンと負イオンの相対量を調節すればよい。
【００８４】
このごとと、数式１４に示される結果とを考えあわせると、チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）の金属プレート４を帯電させたとき、チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３の、金属プレート４の電位Ｖｃが１２（ｋＶ）以上の値になるイオナイザーから発生するイオン雰囲気中ではＨＧＡのＭＲ素子が損傷する危険性があると考えられる。
【００８５】
すなわち、ＨＧＡのＭＲ素子の損傷を防ぐためには、イオナイザーから発生するイオンによって帯電した、チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）の金属プレート４の電位Ｖｃが、ＨＧＡのＥＳＤ耐圧の４０００倍より小さくなるようにイオナイザーのイオンバランスを調節すればよい。
【００８６】
従来のように、チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）の電圧表示の値がＨＧＡのＥＳＤ耐圧Ｖｄの数値以下になるようにイオナイザーのイオンバランスを調節するには、イオナイザーから発生する全イオン中の、正イオンと負イオンの相対量を厳密に制御する必要があり、イオナイザーの価格が高くなるという問題があった。しかし、本発明では、イオナイザーから発生する全イオン中の、正イオンと負イオンの相対量を従来ほど厳密に制御する必要がなく、イオナイザーの価格を低く抑えることができる。
【００８７】
なお、図８に示されるように、ＨＧＡの周囲にチャージプレートモニタ（ＣＰＭ；電荷測定装置）３を複数設置し、それぞれのチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３の電位差Ｖｃの測定値の平均値を数式１３を用いて、ＨＧＡの導電パターン１３及びロードビーム１１間の電位差Ｖｈに換算することが好ましい。
【００８８】
次に、本発明の帯電電位の評価装置の第１の実施の形態を、図５のブロック図を参照して説明する。
【００８９】
この評価装置を用いると、イオナイザーのイオンバランスを評価することができる。本実施の形態でも、薄膜磁気素子が収納されたスライダがロードビームに取付けられた、ヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）を電気的に中和するイオナイザーのイオンバランスを評価する。ＨＧＡの構造は図２及び図３に示されたものと同じである。
【００９０】
本発明の評価装置は、従来のチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）と同じく、金属プレート（導電性プレート）２１と、この金属プレート２１から所定距離離れた位置に設けられたアース面２２と、金属プレート２１の電位Ｖｃを測定する電位差計２４とを有している。
【００９１】
さらに、誘電体を挟んで対向する第１導電体及び第２導電体を有する被測定物（ＨＧＡ）の、前記誘電体（絶縁下地層）の比誘電率の値εｈおよび前記一対の導電体間（導電パターン１３及びロードビーム１１間）の距離ｄｈを入力する入力部２７と、金属プレート２１の電位Ｖｃの測定値から以下の数１５の演算をおこなって、金属プレート２１と同じイオン雰囲気での前記ＨＧＡの導電体間（導電パターン１３及びロードビーム１１間）の電位差Ｖｈを換算する変換部２６とを有している。
【００９２】
【数１５】
2004317264.tif 000014
【００９３】
ただし、ｄｃは金属プレート２１とアース面２２間の距離、εｃは金属プレート２１とアース面２２の間の領域２３の比誘電率を示している。
【００９４】
例えば、金属プレート２１とアース面２２との間の距離ｄｃは２ｃｍである。また、金属プレート２１とアース面２２の間の領域２３は、空気が存在しているだけであり、この領域の比誘電率εｃは１である。
【００９５】
変換部２６は例えばディジタル演算回路であり、電位差計２４の電圧出力がＡ／Ｄコンバータ２５によってディジタル信号に変換されて、変換部２６に入力される。
【００９６】
また、ＨＧＡのＭＲ素子が損傷する電位差の値（ＨＧＡのＥＳＤ耐圧）をＶｄとし、前記Ｖｈの値と前記Ｖｄの値を比較する比較演算回路２８と、前記Ｖｈの値が前記Ｖｄの値より小さくなったことを知らせる表示部２９とが設けられている。表示部２９は、前記Ｖｈの値と前記Ｖｄの値を表示するものであってもよい。
【００９７】
また、比較演算回路２８にＨＧＡのＥＳＤ耐圧Ｖｄを入力する入力部３０も設けられている。
【００９８】
なお、本実施の形態の評価装置の外形状は図１に示されるチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）３と同様である。
【００９９】
まず、ＨＧＡの絶縁下地層１２の比誘電率εｈの値および導電パターン１３とロードビーム１１の距離ｄｈを、入力部２７から入力する。また入力部３０から比較演算回路２８にＨＧＡのＥＳＤ耐圧Ｖｄを入力する。
【０１００】
絶縁下地層１２がポリイミドによって形成されているとき、比誘電率εｈは例えば２である。また、導電パターン１３とロードビーム１１の距離ｄｈは例えば１０μｍである。
【０１０１】
次に、図１に示されるイオナイザー１の開口部２から流れ出るイオンを、金属プレート２１にあてて、前記イオンの雰囲気中で金属プレート２１を帯電させる。金属プレート２１を帯電させると、金属プレート２１に電位Ｖｃが生じ、この電位Ｖｃが電位差計２４によって検出される。電位差計２４の検出部２４ａは非接触式である。
【０１０２】
電位Ｖｃの測定値がディジタル変換されて、変換部２６に入力されると、ＨＧＡの導電体間（導電パターン１３及びロードビーム１１間）の電位差Ｖｈが出力され、比較演算回路２８によってＨＧＡのＥＳＤ耐圧Ｖｄと前記Ｖｈの値を比較し、前記Ｖｈの値が前記Ｖｄの値より小さくなったとき、そのことを表示部２９によって知らせる。
【０１０３】
本発明のイオナイザーの評価装置では、イオナイザーが中和する被測定物に生じる電位差Ｖｈの値に基づいて、イオナイザーのイオンバランスを評価することができる。
【０１０４】
本発明の帯電電位の評価装置の第２の実施の形態を図６を参照して説明する。
本実施の形態の評価装置Ｅ１でも、薄膜磁気素子が収納されたスライダがロードビームに取付けられた、ヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）を電気的に中和するイオナイザーのイオンバランスを評価することができる。ＨＧＡの構造は図２及び図３に示されたものと同じである。
【０１０５】
本実施の形態でも、金属プレート（導電性プレート）３１と、この金属プレート３１から所定距離離れた位置に設けられたアース面３２と、金属プレート３１の電位Ｖｃを測定する電位差計３３とを有している。
【０１０６】
さらに、ＨＧＡの絶縁下地層１２の比誘電率の値εｈおよび導電パターン１３及びロードビーム１１間の距離ｄｈ、金属プレート３１とアース面３２間の距離ｄｃ、金属プレート３１とアース面３２の間の領域３４の比誘電率εｃが以下の数式１６に示される関係を満たしている。
【０１０７】
【数１６】
2004317264.tif 000015
【０１０８】
例えば、、金属プレート３１とアース面３２間の距離ｄｃを、ＨＧＡの導電パターン１３及びロードビーム１１間の距離ｄｈと等しくし、金属プレート３１とアース面３２の間の領域を、ＨＧＡの絶縁下地層１２と同じ材料（ボリイミド）で埋めて評価装置の比誘電率εｃをＨＧＡの比誘電率εｈと等しくする。
【０１０９】
本実施の形態では、評価装置の距離ｄｃ及び比誘電率εｃを、ＨＧＡの距離ｄｈ及び比誘電率εｈにあわせて調節することによって、金属プレート３１の電位Ｖｃの測定値を、ＨＧＡの導電パターン１３及びロードビーム１１間の電位差Ｖｈとして得ることができる。従って、前述した第１の実施の形態の評価装置と比べて、入力手段や変換手段の必要がなくなる。
【０１１０】
または、図７に示される評価装置Ｅ２のように、金属プレート３１とアース面３２の間の領域の比誘電率εｃが、ＨＧＡの絶縁下地層１２の比誘電率εｈと相違しており、金属プレート３１とアース面３２間の距離ｄｃを設定することにより、ＨＧＡの距離ｄｈ、比誘電率εｈ、評価装置の距離ｄｃ、比誘電率εｃを数式１６に示される関係を満たすようにできる。
【０１１１】
なお、図８に示される方法と同様、ＨＧＡの周囲に本発明の評価装置を複数設置し、各評価装置の出力Ｖｈの平均値を算出する演算処理部を設けて、この平均値をＨＧＡの導電パターン１３及びロードビーム１１間の電位差とすることが好ましい。
【０１１２】
【実施例】
イオナイザーから発生するイオンの正イオンと負イオンの相対量（イオンバランス）を変化させて、イオンバランスがどの程度くずれると、ヘッド−ジンバル−アセンブリ（ＨＧＡ）のＭＲ素子が損傷するかを調べた。ＨＧＡは図２に示された構造のものを用いた。実験に用いたＨＧＡのＣＤＭ試験によるＥＳＤ耐圧は３Ｖである。
【０１１３】
イオナイザーから発生するイオンを、容量２０ｐＦのチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）の金属プレートにあてて帯電させ、金属プレートの帯電量に応じた電位差を検出し、この電位差の大きさによってイオナイザーから発生するイオンの正イオンと負イオンの相対量（イオンバランス）をあらわす。
【０１１４】
まず図９に示されるように、ＨＧＡのロードビームをアースに接続した上で、ＨＧＡに前記イオナイザーから発生するイオンをあてて、ＭＲ素子と接続されている導電パターンを帯電させる。次に、導電パターンのパッド（開放端子）の一方をアースに接続して、ＭＲ素子に瞬間的に電流を流す。そのあとで、ＭＲ素子の再生出力、アシンメトリー、直流抵抗を測定した。また、放電の瞬間の電流も測定した。
【０１１５】
さらに、図１０に示されるように、ＨＧＡのロードビームの下に絶縁性材料からなる支持台をおいてＨＧＡを浮遊させて、ＨＧＡの容量を１ｐＦ程度に小さくした上で、ＨＧＡに前記イオナイザーから発生するイオンをあてて、ＭＲ素子と接続されている導電パターンを帯電させた。次に、導電パターンのパッド（開放端子）の一方をアースに接続して、ＭＲ素子に瞬間的に電流を流し、ＭＲ素子の再生出力、アシンメトリー、直流抵抗、放電の瞬間の電流を測定した。
【０１１６】
なお、イオナイザーから発生するイオンのイオンバランスを変化させて、このイオンを容量２０ｐＦのチャージプレートモニタ（ＣＰＭ）にあてたとき、チャージプレートモニタの金属プレートの電位の大きさが０Ｖから６０Ｖの間で変化するようにした。
【０１１７】
結果を図１１から図１４に示す。図１１は再生出力の測定結果、図１２はアシンメトリーの測定結果、図１３は直流抵抗の測定結果、図１４は放電の瞬間の電流の測定結果である。
【０１１８】
それぞれのグラフにおいて、符号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅはＨＧＡのロードビームをアースに接続したときの結果であり、符号ｆ，ｇ，ｈ，ｉはＨＧＡを浮遊させたときの結果である。なお、測定は全て同じＨＧＡを用いておこなった。
【０１１９】
ＨＧＡのロードビームをアースに接続したときには、チャージプレートモニタの電位の大きさが６０Ｖになるように、イオナイザーから発生するイオンのイオンバランスがくずれても、ＭＲ素子の再生出力、アシンメトリー、直流抵抗は全く変化しない。また、放電の瞬間の電流はチャージプレートモニタの電位の大きさが６０Ｖのときにのみ、わずかに検出される。
【０１２０】
実施の形態欄で説明したように、ＨＧＡの導電パターン及びロードビーム間の電位差Ｖｈは、チャージプレートモニタ（ＣＰＭ）の電位Ｖｃの測定値の４０００分の１であると推測されので、チャージプレートモニタの電位の大きさが６０Ｖのとき、ＨＧＡの導電パターン及びロードビーム間の電位差Ｖｈは１５ｍＶであると考えられる。ＨＧＡのＥＳＤ耐圧は３Ｖであるので、ＭＲ素子の静電破壊が生じないのは当然であるといえる。
【０１２１】
一方、ＨＧＡを浮遊させたときには、チャージプレートモニタの電位の大きさが１５Ｖになるように、イオナイザーから発生するイオンのイオンバランスがくずれると、ＭＲ素子の再生出力、アシンメトリー、直流抵抗に乱れが生じ、いわゆるソフトＥＳＤが発生していることがわかる。また、チャージプレートモニタの電位差の大きさが２５Ｖになるように、イオナイザーから発生するイオンのイオンバランスがくずれると、ＭＲ素子の再生出力、アシンメトリー、直流抵抗が大きく変化し、いわゆるハードＥＳＤ（ＭＲ素子の破壊）が発生していることがわかる。また、放電の瞬間の電流はチャージプレートモニタの電位の大きさに比例した大きさで検出される。
【０１２２】
以上の結果から、ＨＧＡのＥＳＤ耐圧が３Ｖであるからといって、チャージプレートモニタの金属プレートの電位の大きさが３Ｖになるように、イオナイザーから発生するイオンのイオンバランスがくずれたときに、ＭＲ素子が損傷するわけではないことがわかる。
【０１２３】
また、ＭＲ素子の損傷を防ぐためには、ＨＧＡのロードビームを確実にアースと接続することが重要であることがわかった。
【０１２４】
以上本発明をその好ましい実施例に関して述べたが、本発明の範囲から逸脱しない範囲で様々な変更を加えることができる。
【０１２５】
なお、上述した実施例はあくまでも例示であり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【０１２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、被測定物の帯電電荷によってこの被測定物に生じる電位差Ｖｈを推測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＨＧＡ、ＣＰＭ、イオナイザーの斜視図、
【図２】ＨＧＡの分解斜視図、
【図３】ＨＧＡの断面図、
【図４】ＣＰＭの側面図、
【図５】本発明の第１の実施の形態のイオナイザーの評価装置のブロック図、
【図６】本発明のイオナイザーの評価装置の第２の実施の形態を示す側面図、
【図７】本発明のイオナイザーの評価装置の第３の実施の形態を示す側面図、
【図８】本発明のイオナイザーの評価方法の他の実施の形態を説明するための平面図、
【図９】実施例の実験方法を説明するための模式図、
【図１０】実施例の実験方法を説明するための模式図、
【図１１】ＨＧＡに前記イオナイザーから発生するイオンをあてたのち、ＭＲ素子に瞬間的に電流を流したあとのＭＲ素子の再生出力のグラフ、
【図１２】ＨＧＡに前記イオナイザーから発生するイオンをあてたのち、ＭＲ素子に瞬間的に電流を流したあとのＭＲ素子のアシンメトリーのグラフ、
【図１３】ＨＧＡに前記イオナイザーから発生するイオンをあてたのち、ＭＲ素子に瞬間的に電流を流したあとのＭＲ素子の直流抵抗のグラフ、
【図１４】ＨＧＡに前記イオナイザーから発生するイオンをあてたのち、ＭＲ素子に瞬間的に流した電流のグラフ、
【図１５】デバイス帯電モデルの回路図、
【符号の説明】
１  イオナイザー
２  開口部
３  ＣＰＭ
４、２１、３１  金属プレート
５  支持部
６、２２、３２  アース面
７、２４、３３  電位差計
２６  変換部
２７、３０  入力部
２８  比較演算部
２９  表示部
【図１】
2004317264.tif 000020
【図２】
2004317264.tif 000021
【図３】
2004317264.tif 000022
【図４】
2004317264.tif 000023
【図５】
2004317264.tif 000024
【図６】
2004317264.tif 000025
【図７】
2004317264.tif 000026
【図８】
2004317264.tif 000027
【図９】
2004317264.tif 000028
【図１０】
2004317264.tif 000029
【図１１】
2004317264.tif 000030
【図１２】
2004317264.tif 000031
【図１３】
2004317264.tif 000032
【図１４】
2004317264.tif 000033
【図１５】
2004317264.tif 000034