創立60周年記念号

島田理化技報
No.18

目

次

■巻頭言
創立 60 周年を迎えて… …………………………………………………………………………………………………………… 1
目黒 清

■寄稿
IMT−Advanced を中心とした移動通信システムの国際標準化に関する動向… …………………………………………… 3
早稲田大学 理工学術院 教授 高畑文雄

■ 60 周年記念特集
当社における無線通信技術の変遷……………………………………………………………………………………………… 11
槇 敏夫
当社における産機事業の技術の変遷…………………………………………………………………………………………… 20
安藤英一 竹森雅史 堀崎邦夫

■技術開発
【電子部門】
当社のマイクロ波ロータリージョイント……………………………………………………………………………………… 35
森 智之 細田裕一 島貫昌喜 伊藤久人
240W RF  ドライバー…………………………………………………………………………………………………………… 44
中村 亮 永月 巧 鈴木君尚 大竹正仁
レーダ性能評価システムにおける減衰器，移相器制御データ決定の高速化……………………………………………… 50
浜田深造 永月 巧 川井雄一
Ka 帯衛星通信地球局用アップコンバーター，ダウンコンバーター………………………………………………………… 54
拮石 真一郎 生駒俊治 田添 晃 松永和之
【産機部門】
薄板加熱技術……………………………………………………………………………………………………………………… 61
島津繁之 鈴木聡史 冨田 始
300mmSi ウェーハ対応枚葉式 2 流体洗浄装置の開発……………………………………………………………………… 65
美濃秀志 原崎忠晴
フッ素系洗浄剤対応型洗浄装置の開発………………………………………………………………………………………… 68
立幅義人 成岡正昭 片岡辰雄 渋谷節男

■製品紹介
【電子機器】
地上デジタル中継局用アンテナ共用器………………………………………………………………………………………… 73【産業機器】
高周波発振器（SFT−E シリーズ）ユニット型高周波発振器 SFT−EU5N ／ EU10N… ……………………………………… 75「ソルブ 55®」シリーズ洗浄剤対応２槽式洗浄装置  環境対応型精密洗浄システム  SOL-LABO（ソルラボ）… …… 76■特許登録紹介… ……………………………………………………………………………………………………………… 79

本誌は，再生紙を使用しています。

■巻頭言
創立 60 周年を迎えて代表取締役社長

目黒清

Kiyoshi

MEGURO

戦後の復興期，静岡県島田に集合した諸先輩が「日本の 21 世紀は物理と化学が基幹技術」との認識で「島田理化工業」と命名されスタートした当社は，今年で創立 60 周年を迎えます。会社創業の精神である「技術をもって産業社会に奉仕する」の経営理念のもと，電子機器事業は創立以来のマイクロ波応用機器をベースに，マイクロ波及びミリ波の無線通信機器，エネルギー応用機器を事業内容として今日に至っています。
一方，産業機器事業は超音波と高周波技術を中心に，高周波ミシン・超音波加工機を世に送り出し，大容量の加熱装置，そして半導体洗浄装置・液晶洗浄装置としてその技術が引き継がれてきています。
「WAVE」を通信に，そして洗浄・加熱にと大きな二つの流れに技術を活用，世に製品を送り出してきました。しかし今，技術の流れは，マイクロ波中継は光ファイバー通信に変わり，アナログ変復
調はデジタル・ソフト処理に変わり，様変わりの様相を呈してきました。
当然の如く，既存の技術の延長線のみの製品では，マーケットは受け入れてくれません。
今，何が必要なのか，マーケットは何を求めているのか，しっかり吟味する必要があります。
創立 60 周年を迎え，「還暦」に相応しく，もう一度メーカーの原点に戻り，技術革新が加速的に進展する市場環境の中で「社会の発展に貢献する新しい市場・技術を創造する」企業理念を事業として「現実」のものにしていかなければならないと思っています。
電子機器事業は，来るユビキタスネットワーク社会の中で，次世代ブロードバンドのキーテクノロ
ジーをベースにどういう製品を，そして，産業機器事業は，60 年間蓄積してきた洗浄及び高周波加熱技術をどう市場の流れにマッチした競争力ある製品を送り出していくかです。
そのためには，「技術力の強化」が何よりも重要であり，しかも他社と「差別化した技術」が求められています。
当社の限られた経営資源の中で，技術力の強化は全方位的でなく，特定分野・顧客に経営資源を集中していくことが必要でしょう。
5 〜 10 年後とされる「ユビキタスネットワーク社会」での無線通信技術のキーワードは，「伝送容量の増大」と「機動性向上」であり，それを実現するカギは「パケット通信技術をベースにするコア
ネットワーク」といわれています。
かかる市場動向を受け，電子機器事業の課題は，従来のコンポーネント事業に加え，「システム提案力の強化」がなお一層必要であると認識しています。
産業機器事業は，高周波事業及び洗浄事業共，市場規模の拡大が期待できるでしょうが，事業環境は更に厳しさを増していく事が予想されます。
高周波事業は，現状約 400 億円程度の市場規模と言われていますが，自動車関係の需要拡大・

島田理化技報No.18（2006）

VOC 規制など環境問題に加え，「安全」重視の観点よりガスから電気への流れもあり，市場は拡大していくものと期待していますが，何を事業の「核」にしていくか見極めが必要です。
又，フラットパネル洗浄事業は，液晶・プラズマなど薄型 TV は 2008 年度には 2005 年度出荷額の3 〜 4 倍に増加すると言われ，大幅な需要拡大が期待できますが，相当な価格の値下がりが予想され，益々経営環境が厳しくなる事と予想されます。
経営資源の総合力を勘案して，事業内容を吟味していく事が要請されてきています。
産業機器事業の課題は，バランスのとれた事業構造の構築と生産構造の強化が急務と肝に銘じています。社員一丸となって，ご期待に沿えるように頑張って行きたいと思っています。
最後に，創立 60 周年を迎え，皆様方のご厚情・ご尽力に対しお礼申し上げるとともに，この 60 周
年を一つの節目として，一段と努力していく所存ですので，なお一層のご支援，お力添えをお願い申し上げます。

■寄稿

IMT-Advanced を中心とした移動通信システムの国際標準化に関する動向

早稲田大学
理工学術院 教授

高畑文雄

Fumio TAKAHATA

1．まえがきと名づけたシステムの無線伝送方式に関する標準化作業が集中的に進められることになった。その成現在，携帯電話は人々の生活にとって不可欠な存

果物が，FPLMTS から名称変更された IMT-2000

在になっているが，その起源は，1946 年にアメリ（International Mobile Telecommunications-2000）

カにおいて導入された世界初の大ゾーン構成の都市と 呼 ば れ る シ ス テ ム に 関 す る 数 々 の ITU-R 勧 告

内用自動車電話システムである。その後，30 年近（International Telecommunication Union-Radio

くを費やして小ゾーン構成の自動車・携帯電話シス

Communication Sector；国際電気通信連合無線通テムが世界各国で開発・実用化され，日本において

信部門，CCIR の後身）である。IMT-2000 というは，1979 年に東京 23 区を対象にしたサービスが世名称に含まれる数値 2000 は，西暦 2000 年頃のサー界に先駆けて開始された。当時のシステムはアナロ

ビス開始，2000MHz（2GHz）帯の無線周波数の使グ方式をベースとしたものであり，第 1 世代システ

用，2000kbps（2Mbps）の最大伝送速度の提供にムと呼ばれている。現在の携帯端末からは想像もで由来していると言われている。無線インタフェース

きないほど，当時の通信機器は重く大きく，簡単にのみを標準化しても，バックボーンのネットワー（1）

持ち運べるものではなかった。

クに関する規定を明確にしなければ，サービスを1980 年代に入り，第 2 世代と呼ばれるディジタ

提供することができないことから，ITU-T（ITU-

ル方式をベースとした移動通信システムの研究開

Telecommunication Standardization Sector； 国 際

発 が 進 め ら れ， 日 本 に お い て は，1993 年 に PDC

電気通信連合通信標準化部門）において，ネットワー（Personal Digital Cellular）と呼ばれるシステムがクの枠組みや信号方式などに関する勧告が作成され商用化され，音声通話に加えて，低速データ通信もた。

提供された。その後，デバイス技術などの発展によグローバルな移動通信システムを実現するためにる携帯端末の著しい小型化，i-mode，EZweb など

は，無線周波数帯の割当てを決定しなければならなのモバイル・インターネットと呼ばれる付加価値のい。具体的には，IMT-2000 に関する上記検討結果高いデータ通信の導入などの他，端末の買い上げをを踏まえ，1992 年に開催された WARC-92（World含む新たな料金体系の設定などが大きな起爆剤とな

Administrative Radio Conference； 世 界 無 線 通 信

り，携帯電話は急速に普及することになった。

主 管 庁 会 議 ） に お い て IMT-2000 用 と し て 2GHz

第 2 世代システムまでは，各国各地域独自のシス

帯 の 230MHz，2000 年 に 開 催 さ れ た WRC-2000

テムという色合いが強いが，それらシステムの研究（World Radio Conference-2000； 世 界 無 線 通 信 会

開発と並行して，第 3 世代システムに関しては，全議，WARC の 後 身 ）（ 注 1） に お い て， 追 加 周 波

世界で共通して使用できる小型の移動通信端末の数 帯 と し て，800MHz 帯 の 154MHz，1.7GHz 帯 の実現を目指して，統一された規格を設定すべきと

175MHz，2.5GHz 帯の 190MHz が割り当てられた（2）。

いう機運が高まり，1985 年に CCIR（International

今後の移動通信の発展に的確かつ迅速に対応

Radio Consultative Committee； 国 際 無 線 通 信 諮

す る た め に は， 必 要 不 可 欠 な 数 々 の 勧 告 を 作 成

問委員会）の SG8（Study Group 8；第 8 研究委員

するとともに，新たな無線周波数帯を確保しなけ会）のもとに，IWP8/13（Interim Working Party

れ ば な ら ず， 極 め て 長 い 年 月 を 要 す る。 こ の よ

8/13；中間作業班 8/13）を設置し，FPLMTS（Future

う な 状 況 か ら，1999 年 に は， 上 記 ITU-R SG8 のPublic Land Mobile Telecommunication Systems）

もとに，IMT-2000 の高度化とその後継システム

島田理化技報No.18（2006）（Future Development of IMT-2000 and systems
beyond IMT-2000）の標準化作業を担当する WP8F

［万加入］
10000
移動

（Working Party 8F；作業班 8F）を新たに設置す8000

現在，筆者は，移動通信システムに関連する研究開発ならびに標準化を検討する日本における組織である総務省の情報通信審議会情報通信技術分

加入者数ることを決定し，2000 年から活動を開始した。

科会 ITU-R 部会の部会長代理，ITU-R 部会のもと

6000
4000

5685
4731

7482

8122

9147

9648

6196 6133 6077 6022 5961
5808
固定

逆転

2000

の移動業務委員会（ITU-R SG8 対応）の主査，社

01998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
［年度末］

団 法 人 電 波 産 業 会（ARIB；Association of Radio
Industries and Businesses）の高度無線通信研究委
員会の委員長などを務めているものの，移動通信シ

6678
6263 6223

8665

図1

日本における固定通信と移動通信の加入者数の推移

ステムの標準化作業に実質的に携わっているわけではない。そのため，世界各国の思惑が混在する中で，多数の組織に分かれて検討が進められている標準化

図 2 は，全世界的における固定通信と移動通信のに関する流れを詳細に理解することは容易ではな

加入者数の推移を示したものである。固定通信の普い。このような自身の力不足を省みず，移動通信に及段階にある国々が存在することにより，固定通信関する標準化動向の執筆依頼を受諾した理由は，標の加入者数も増加傾向にあるが，2002 年には，移準化作業に直接従事していない，いわば素人が現状

動通信の加入者数が固定通信の加入者数を超え，世をとりまとめる方が，一般の方々の要求や疑問に的

界的に見ても移動通信の普及が相当な勢いで進んで確に答えることになるのではないかと考えたからでいることがわかる。

ある。
以下，第 2 章において移動通信の需要動向，第 3［百万加入］
2000

1758

章においてルートコンセプトとしての IMT の概念，
第 4 章において IMT-2000 の後継システムとして正1500化の動向，第 5 章において日本における検討体制について紹介する。
（注 1）WRC（World Radiocommunication Conference；世界無線

加入者数

式に名称が確定した IMT-Advanced に関する標準1000 846 905

318

無線通信規則）を改正し，世界的な性質を有する問題を取

図2

2．移動通信の需要動向（3）49001998 1999

り扱うことを目的として開催される。

983

1053
955

740

500

通信会議）
；ITU-R の会議であり，RR（Radio Regulations；

1414

固定

1166
1086

1140

1207

2003

2004
［年］

逆転

移動
2000

2001

2002

世界における固定通信と移動通信の加入者数の推移

図 1 は，日本における移動通信と固定通信の加入

図 3 は， 日 本 に お け る 第 2 世 代 と 第 3 世 代者数の推移を示したものである。同図より，固定通（IMT-2000）の移動通信の全加入者数に占める内信の加入者数はほぼ横ばいの 6000 万加入程度を推訳を示したものである。図中の W-CDMA は NTT移しており，2000 年度末に移動通信の加入者数は，

ド コ モ と ソ フ ト バ ン ク モ バ イ ル，CDMA2000 は

固定通信の加入者数を超え，2005 年度末には 1 億KDDI が提供している第 3 世代移動通信システムの加入に達する勢いであったことがわかる。1996 年に名称である。同図より，2005 年度末には，第 3 世

NTT ドコモグループの携帯・自動車電話の加入者数

代移動通信の加入者数が，全体の加入者数の 50%

が 1000 万を超えたことを考慮すると，ここ 10 年間を超えており，今後第 2 世代から第 3 世代への移行

における移動通信の伸びは目を見張るものがある。

が順調に進むことが予想される。

IMT-Advanced を中心とした移動通信システムの国際標準化に関する動向

携帯端末においては，元来の機能である通話にメール機能が付加され，現在では，端末の高度化にともない，音楽，映像，ゲーム，ウェブ，位置検索，
カードなどの機能が続々と搭載され，人々が普段持ち歩く必需品の様相を見せており，今後の進化は予想もつかないと言っても過言ではない。
［万加入］
10000
8000

加入者数

20

9

0.1

35
53

6000

図 4 IMT，IMT-2000 とその高度化，IMT-Advanced
の概念

4000

IMT-2000 として採用された地上系無線伝送方式

2000

は，複数種類に分類される。その中で日本において0

2001

第 2 世代2002

2003

第 3 世代2004

CDMA2000

2005
［年度末］
W-CDMA（注）棒グラフの横の数字は，第 3 世代の全体に占める割合［%］

図3

日本の移動通信における第 2 世代と第 3 世代の加入者数の推移

3．IMT-2000 とその高度化および IMT-Advanced

実用化されている主要な 2 種類の移動通信システム
は，ともに通信方式として CDMA（Code Division
Multiple Access；符号分割多元接続），複信方式として FDD（Frequency Division Duplex；周波数分
割複信）をベースとするが，無線インタフェース
が異なり，一方はシングルキャリア，他方はマルチキャリアを採用するものである。日本において，前者は W-CDMA，後者は CDMA2000 と呼ばれている。その他，通信方式として CDMA をベースとし，

IMT-2000 の標準化を完了した後，WP8F では，複信方式として TDD（Time Division Duplex；時2000 年 3 月から 2006 年 8 月までの 6 年半にわたり，

分 割 複 信 ） を 採 用 す る UTRA TDD（Universal

20 回の会合を開催し，IMT-2000 の高度化とその後

Terrestrial Radio Access

継システムの標準化に関して，審議を重ねてきた。

（Time Division-Synchronous CDMA；時分割同期

そ の 間， 後 継 シ ス テ ム の 名 称 を IMT-Advanced

符号分割多元接続）と呼ばれる方式，通信方式とと す る こ と を，2005 年 10 月 に 開 催 さ れ た 第 17

して TDMA（Time Division Multiple Access；時

回 WP8F 会合において合意し，同年 11 月に開催

分 割 多 元 接 続 ） を 採 用 す る UWC-136（Universal

さ れ た SG8 会 合 に お い て 採 択 し，ITU-R 決 議 案

Wireless Communications-136） と DECT（Digital

M.［NAME］“Naming for International Mobile

Enhanced Cordless Telecommunications） と 呼 ば

Telecommunications”（IMT の名称）として，2007

れる方式があり，各国においてそれぞれ実用化され年 10 月に開催予定の RA-07（Radiocommunicationている（2）。

Assembly-07；無線通信総会）（注 2）に提出することになった。

TDD） と TD-SCDMA

このように多数に分類される IMT-2000 をベースとした高度化システムに関する詳細仕様を，会議日

図 4 は，上記決議案の内容を示したものであり，程が限定された WP8F 会合の場で審議することは

横軸はユーザに提供する最大伝送速度，縦軸は端末

実質的に困難であるとの判断から，IMT-2000 ファのモビリティ（移動性）を示したものである。既にミリーコンセプトという概念が導入された。具体的勧告済みの IMT-2000 では，最大伝送速度として，には，個々のシステムを商用化している地域の標準

移動性を考慮して，高速移動時 144kbps，歩行時化機関がそれぞれパートナーシップ・プロジェク

384kbps，屋内 2Mbps を目標に設定された。

トを立ち上げ，共同で詳細な技術仕様を取りまと島田理化技報No.18（2006）

め，その結果を WP8F で承認する形態を採用する

Advanced に割り当てるべき無線周波数帯を明確ことになった。日本が積極的に参加しているプロにして標準化を早急に進めるべきと主張する国々

ジェクトは，無線伝送方式として W-CDMA，コア・と IMT-2000 の高度化のみで当面は問題なしとすネットワーク技術としてヨーロッパ標準規格である

る国々によって審議に臨む積極性がわかれる状況

GSM（Global System for Mobile Communications）

である。表 1 は，2006 年 9 月に開催された第 20 回の 発 展 系 を 対 象 と し た 3GPP（Third Generation

WP8F 会合において組織された検討体制を示した

Partnership Project） と 無 線 伝 送 方 式 と し てものであり，特に，IMT-Advanced 用の候補無線

CDMA2000， コ ア・ ネ ッ ト ワ ー ク 技 術 と し て 米

周波数帯に関する他の無線システムとの周波数共用

国 標 準 規 格 で あ る ANSI-41（American Nationalを検討する数々の DG（Drafting Group）が設置さStandard ANSI/TIA/EIA-41）の発展系を対象としれたことが注目に値する。

た 3GPP2（Third Generation Partnership Project 2）（2）

WP8F における審議結果は，最終的に決議，勧告，である 。これら 2 つのパートナーシップ・プロジェ

報告として取りまとめられる。以下，現時点においクトを総称して 3GPPs と呼ぶが，それらの検討結てかなり完成度が高いと判断される主要な決議と勧果を受け，2007 年 5 月に日本で開催予定の第 22 回

告を列挙し，その概要を述べる。

WP8F 会合において，ITU-R 勧告 M. 1457“Detailed① ITU-R 決議案 M.［PRINCIPLES］“Principles for

specification of the radio interfaces of International

the process of development of IMT-Advanced”

Mobile Telecommunications-2000（IMT-2000）”（IMT-Advanced 開発のプロセスの原則に関する決（IMT-2000 の無線インタフェースに関する詳細仕議案）様）で規定されている陸上無線インタフェースに対する第 7 版の改訂を目指している。

IMT-Advanced の標準化に向けた一般的原則を定めている。具体的には，IMT-Advanced の開発

IMT-2000 の後継システムである IMT-Advanced

プロセス，技術的な最低要求条件と評価基準の定では，最大伝送速度として，高速移動環境に対して

義，IMT-Advanced に関する無線インタフェース

100Mbps，低速移動または固定環境に対して 1Gbps

技術の提案募集，合意手順などが述べられている。

が目安として設定されている。その他，図 4 中に本決議案は，第 20 回 WP8F 会合の直後の 2006 年

矢印で示したように，IMT-Advanced は IMT-2000

9 月に開催された SG8 会合において採択され，第 3とその高度化システム，ノマディック（可搬）やロー

章で述べた ITU-R 決議案 M.［NAME］とともに，カルエリアなどの新しい無線アクセスシステムとのRA-07 に送付されることになった。

インタワーキング機能を具備するものと定義されて② ITU-R 勧告 M.1645“Framework and overall

いる。なお，IMT という名称は，IMT-2000 とそのobjectives of the future development of IMT 2000

高度化システムおよび IMT-Advanced を包含する

and systems beyond IMT 2000”（IMT-2000 の高度

総称，すなわちルートコンセプトとして使用される化とその後継システムに関するフレームワーク勧告）

ことになった。

図 4 に示したように IMT（IMT-2000 の高度化と後継システムの総称）の能力について述べてい（注 2）RA（Radio Assembly；無線通信総会）；ITU-R における標準化活動の方向性を決める重要な会議であり，研究課題の設定，勧告の承認などを行う。

る。IMT-2000 の高度化に関する検討は，3GPPs な
どに委ね，その結果を WP8F は標準化機関経由でITU-R 勧告 M. 1457 に反映するという指針を示している。

4．IMT-Advanced に関する標準化の動向③ ITU-R 勧告 M.1768“Methodology for calculationof spectrum requirements for the future

IMT-Advanced と称せられるシステム概念が正

development of the terrestrial component of

式に定義されて以降，IMT-Advanced の標準化へ

IMT-2000 and systems beyond IMT-2000”（ 所 要

向けた作業が大きな論点として浮かび上がってき周波数帯域幅の算出法に関する勧告）た。地域によって移動通信の普及度が異なるため，

IMT において要求される周波数帯域幅の算出法

IMT-Advanced までを包含して必要となる周波数に関する基本的な考え方を述べている。具体的に帯域幅に対して大小の相違が生じ，さらに IMT-

は，将来のサービスを想定し，伝送速度と遅延に関IMT-Advanced を中心とした移動通信システムの国際標準化に関する動向する要求条件をもとに分類している。次に，それら点の合計の所要周波数帯域幅を算出している。移動

サービスのトラヒック量を，都市部と地方部などに通信加入者が大小の市場設定を想定し，それぞれにおける各種使用環境に対して推定し，各種無線通信

必要な周波数帯域が 1720MHz と 1280MHz である

システムで伝送されるトラヒック量を推定した後，と見積もっている。表 2 は，上記検討結果を具体

IMT に必要とされる周波数帯域幅を算出するとい的に示したものであり，既に割り当てられている周う内容である。

波数帯域と新規に必要となる周波数帯域が ITU 地④ I T U - R 勧告 M. 2 0 7 8“E s t im a t e d s p e c t r um

域毎に整理されている。

bandwidth requirements for the future development⑤ ITU-R 勧告 M.2079“Technical and operationalof IMT-2000 and IMT-Advanced”（ 地 上 系 IMT のinformation for identifying spectrum for the

所要周波数帯域幅の推定値に関する勧告）

terrestrial component of future development of

無線伝送パラメータ，周波数利用効率，セルサイ

IMT-2000 and IMT-Advanced”（ 地 上 系 IMT の 周

ズ，各種無線通信システムへのトラヒック分配，人波数特定のための技術・運用情報に関する勧告）

口カバー率などをもとに，IMT における 2020 年時
表1

IMT への候補無線周波数帯について述べている。

第 20 回 WP8F 会合において組織された検討グループと担当項目

グループ

担当項目

WP8F

ITU-R WP8F 全体

WG DEV（DEVELOPING IMT）

途上国への適用

WG SERV（SERVICES）

サービスとマーケット関連

SWG - PRINCIPLES

決議案「Principles」の作成

SWG - IMT.SRVC

サービス勧告／レポートの作成

WG SPEC（SPECTRUM）

スペクトラム関連
周波数共用研究

SWG - SHARING STUDIESDG - SHARING RADAR

レーダとの共用検討（2700−2900MHz ／ 3400−3700MHz）

DG - SHARING（FSS/FS）

固定衛星／固定通信系との共用検討（3400−4200MHz ／ 4400−4900MHz）

DG - SHARING（DVB）

デジタル放送 DVB（Digital Video Broadcasting）との共用検討（470−960MHz）

DG - SHARING（BWA）

固定 BWA（Broadband Wireless Access）との共用検討

DG - SHARING（450MHz）

450MHz 帯の他業務との共用検討
候補無線スペクトル帯域

SWG - SPECTRUM BANDS
DG - BANDS（IMT. CANDI）

PDN レポート［IMT. CANDI］の作成（候補周波数帯の技術および運用状況の情報）

DG - BANDS（ADV/DISADV）

候補周波数帯の適否情報の整理
CPM テキスト作成／ WRC への準備関連

SWG - WRC

無線伝送技術関連

WG TECH（TECHNOLOGY）
SWG - M. 1457 & Q.223

既存勧告の維持改定管理（無線伝送技術勧告と課題 223 対応）

SWG - RADIO ASPECTS

無線関連技術

SAT - COORD（SATELLITE COORDINATION） WP8D（衛星）とのコーディネーション
AH WORKPLAN

各 WG に跨る作業計画などの調整

AH CL（Circular Letter）

サーキュラーレターの作成（WG ; Working Group, SWG ; Sub Working Group, DG ; Drafting Group, AH ; Ad Hoc, SRVC ; Services, FSS ; Fixed Satellite Service,
FS ; Fixed Service, CANDI ; Candidate, ADV/DISAD ; Advantage/Disadvantage, CPM ; Conference Preparatory Meeting, PDN ;Preliminary Draft New, WRC ; World Radiocommunication Conference）

表2

2020 年時点において IMT に必要とされる周波数帯域幅（単位：MHz）

加入者数

所要帯域幅

少

1280

多

1720

第 1 地域
既分配693

第 2 地域
新規
587
1027

既分配
723

第 3 地域
新規
557
997

既分配
749

新規
531
971

（第 1 地域：ヨーロッパ，アフリカ，ロシア，東欧圏，第 2 地域：南北アメリカ大陸，第 3 地域：アジア，オセアニア）

島田理化技報No.18（2006）

表 1 に示したように，候補として挙がっている共用

継 シ ス テ ム が IMT-Advanced に 改 称 さ れ，IMT-

無線周波数帯は，レーダ（2700−2900MHz/3400−

Advanced が 具 備 す べ き 能 力 が 定 義 さ れ た。 さ3700MHz），固定衛星通信および固定通信（3400−

ら に， 国 内 外 に お い て，WiMAX（Worldwide

4200MHz/4400−4900MHz），デジタル放送（470−Interoperability for Microwave Access） な ど の960MHz），固定系 BWA（Broadband Wireless

BWA システムに対する取り組みが活発化するととAccess；ブロードバンドワイヤレスアクセス）シ

もに，総務省のワイヤレスブロードバンド推進研究

ステム（IMT-2000 に分配されている 2.5GHz 帯），

会の報告（2005 年 12 月）の中で「民間標準化団体

その他の各種無線業務（450−470MHz）などである。

等において，標準化や実用化に向けた組織的な取組

周波数共用に関する検討は，2007 年 10 月に開催予の進展と期待」と提言された。このような状況のも定の WRC-07 における周波数帯確定へ向けての重と，ARIB で は，IMT-Advanced，BWA な ど の 次

要課題であり，WRC-07 開催直前の第 22 回 WP8F

世代無線通信技術に関する研究調査，標準化，他の会合までに結論を得るべく，積極的な審議がなされ標準化機関との連携などを専門的に扱う組織が必要ることになる。

であるとの認識のもと，IMT-2000 研究委員会を全

上記の他，2010 年，2015 年，2020 年におけるマー面改組して，2006 年 4 月 1 日に高度無線通信研究

ケットを解析・予測した ITU-R 報告 M.2072“World委員会を設立した。本研究委員会の目的は，「国内mobile telecommunication market forecast”（サー外の関係機関と連携を図りつつ，高度な無線通信シ

ビス・マーケットに関するレポート），IMT におステムに関する技術的検討を行うとともに，その国ける所要周波数帯域幅の算出に必要な無線関連機

際的な標準化に寄与する。」とされている。図 5 は，

能と無線パラメータを特定した ITU-R 報告 M.2074

高度無線通信研究委員会の構成を示したものであ“Radio aspects for the terrestrial component ofり，運営委員会，IMT-2000 部会，IMT-Advanced

IMT-2000 and systems beyond IMT-2000”（IMT-

部会，BWA 部会からなり，それらの役割は以下のAdvanced の無線関連のレポート）などが成果とし通りである。

て挙げられる。
現在，IMT-Advanced の標準化に向けた第一歩の

高度無線通信研究委員会

作業は正念場を迎えており，今までに得られた成果
ならびに WRC-07 までに開催予定の 2 回の WP8F

運営委員会

会 合 に お け る 審 議 結 果 を CPM-07-2（Conference
Preparatory Meeting；会議準備会合，2007 年 2 月
開催予定）（注 3）あるいは RA-07 などにおいて採IMT-2000 部会

IMT-Advanced 部会

BWA 部会

択するという厳しいスケジュールの設定となってい図5

る。
（注 3）CPM（Conference Preparatory Meeting；会議準備会合）；
ITU-R の検討結果を踏まえて，WRC の解決案を提示する会議。

高度無線通信研究委員会の構成（運営委員会）
研究委員会に提出すべき事項および研究委員会から委任された事項および委員長が特に必要と認めた事項について審議する。

5．日本における検討体制（IMT-2000 部会）
3GPPs への参画，運営ならびに ITU への寄与な

ARIB では，ITU-R SG8 における移動通信シス

どを通して，IMT-2000 の国際標準化を推進する

テムの標準化作業に日本が積極的に貢献するべく，とともに，IMT-2000 に関する国内標準作成にも1993 年に FPLMTS 研究委員会を立ち上げた。さ貢献する。本部会のもとに，Scope 検討 AH（Ad

らに，SG8 における FPLMTS から IMT-2000 へのHoc），3GPP-SA（Service and System Aspect）対

名称変更にともない，1997 年には IMT-2000 研究

応 WG，3GPP-RAN（Radio Access Networks）対委員会へと移行した。その後，2005 年 11 月に開催

応 WG，3GPP-CT（Core Network and Terminals）

さ れ た ITU-R SG8 会 合 に お い て，IMT-2000 の 後

対応 WG，3GPP2 対応 WG がある。



IMT-Advanced を中心とした移動通信システムの国際標準化に関する動向（IMT-Advanced 部会）

総会

IMT-Advanced に関する技術的検討を行うとともに，ITU への寄与などを通してその標準化を推運営委員会進する。本部会のもとに，標準化専門委員会と技術

F-CG専門委員会が設けられ，さらに複数の WG が設置されている。
（BWA 部会）第 4 世代モバイル部会

BWA に関する技術的検討を行うとともに，ITU（F-CG；フォーラムコーディネーショングループ）への寄与などを通して，その標準化を推進する。
図 4 に示した新しいノマディック／ローカルエリ

モバイルコマース部会

図6

モバイル IT フォーラムの構成

ア無線アクセスとして位置づけられる BWA システ
ムの発端である無線 LAN（Local Area Network）

報 告 の 中 に 盛 り 込 ま れ て い る。 近 年 で は，IMT-の標準化は IEEE（The Institute of Electrical andAdvanced の標準化への貢献も大きく，数値的尺度

Electronics Engineers, Inc.； 米 国 電 気 電 子 学 会 ）の一例として，2005 年から 2006 年にかけて開催さにおいて進められている。IEEE802.16 系として，れた WP8F 会合への日本の寄与を（日本からの寄2004 年と 2005 年に固定系と移動系の WiMAX が与文書数／会合における全寄与文書数）で表現する

各々標準化された他，IEEE802.20 系の標準化が進と，13/53（第 15 回），13/74（第 16 回），11/60（第められている。また，PHS MoU（Memorandum of

17 回），8/62（第 18 回），8/94（第 19 回），12/97（第Understanding）グループにおいて，次世代 PHS

20 回）となる。また，種々の会合の場においても，（Personal Handyphone Systems）の技術仕様が標

日本からの代表者が幾つかの重要課題の議長を務め

準化されている。近年，これら BWA システムをている。

IMT-2000 へ割り当てられた無線周波数帯域で運用

6．あとがきする動きが見られる。IMT-Advanced の標準化は，
このような BWA の技術的仕様の影響を強く受けるものと考えられる。

前章までの内容から IMT-Advanced の標準化は近々中に終了するのではないかという印象を受け

一方，2001 年には，サービス面を含めて，次世たかもしれない。それは全くの誤解であり，IMT-代のモバイル通信に関して検討するモバイル IT

Advanced で期待しているサービス内容，マーケッ

フォーラム（mITF）が設立された。本フォーラム

トなどを予測して，必要となる周波数帯域幅を推定

は，「第 4 世代移動通信システムやモバイルコマー

し，それを達成するための無線周波数の確保に向け

スなどの新世代モバイルの早期実現を図るため，新て動き出したというのが現状である。

世代モバイルに関する研究開発および標準化の調査

現在，スーパー 3G，ウルトラ 3G などの名称で，研究，関係機関との連絡調整，情報の収集，普及啓

高速かつ低遅延のサービスの提供が実現されようと発活動などを行い，もって電波利用の健全な発展にしているが，それらは IMT-2000 の高度化という枠寄与することを目的とする。」とされている。図 6 は，内であり，IMT-Advanced とは趣を異にするもの

mITF の構成を示したものであり，第 4 世代モバイである。

ル部会，コンテンツ・サービス部会，モバイルコマー

IMT-Advanced に関する詳細な技術仕様の標準

ス部会，OMA 部会（Open Mobile Alliance）など化は，今後残された大きな検討課題である。IMT-から構成されている。このうち，第 4 世代モバイル

Advanced を実現する技術が，IMT-2000 の高度化部会のもとには，WP8F 対応 WG があり，高度無の延長線上に存在するのか，BWA を拡張したもの

線通信研究委員会の IMT-Advanced 部会におけるになるのか，それらを融合したものとなるのかなど，標準化専門委員会のもとの WG と所掌事項が一致

考え方は様々である。いずれにしても，無線通信にするため，その部分は重複した組織となっている。

おける永遠の研究テーマは無線周波数の有効利用で

これら組織において検討された結果は，SG8 やあり，近年脚光を浴びている技術の一例として，複3GPPs における IMT-2000 およびその高度化の標数の送受信アンテナを用意して，同一周波数帯の多準化に大きく寄与し，数々の成果が決議，勧告，

重利用とダイバシチ技術による伝送品質の改善を島田理化技報No.18（2006）

狙 っ た MIMO（Multiple Input Multiple Output；
多入力・多出力）技術，電波の受信環境を認識して，伝送方式を適宜変更または選定するソフトウエア無線やコグニティブ無線技術などが導入される可能性がある。
もうひとつの重要項目は，バックボーンのコア・
ネ ッ ト ワ ー ク に 関 し て，NGN（Next Generation
Network）と題して，オール IP（Internet Protocol）
化 の 検 討 が 積 極 的 に 進 め ら れ て い る 点 で あ り，
IMT-Advanced は IP 化の流れに沿うことが必須条
件として考えられる。さらには，デジタル放送との融合などを考慮する必要があり，IMT-Advancedの技術仕様に関する標準化において検討すべき項目
は多岐にわたる。
以上，移動通信の標準化について述べたが，英語の略語が極めて多く，できる限りフルスペルや日本
語訳を記載したが，その内容まで踏み込むことはできなかった。関心のある項目に関しては，それらを頼りに技術書で調査していただきたい。移動通信分野の研究や業務の開発に携わっている方々が，現在どのような位置づけで仕事に従事されているかを理解する上での一助に本稿がなれば幸いである。
最後に，総務省と ARIB の関係各位から貴重な資料を多数いただくことによって，本稿を書き上げることができた。ここに深く感謝する次第である。
ま た， 筆 者 は，SG8，WP8F，3GPPs，IEEE な どの標準化に関連する会議に実際に出席していないた
め，現場の状況を正確に記述していない可能性も否定できず，出席者の方々からお叱りを受ける点が多々あることも予めお詫び申し上げる。

参考文献（1）進士昌明編；“移動通信”，丸善，平成元年 9 月
30 日発刊（2）服部武，藤岡雅宣編著；“改訂版ワイヤレス・
ブロードバンド教科書

3.5G/ 次世代モバイル編”，インプレス，2006 年 4 月 1 日初版第 1 刷
発行（3）総務省；“平成 18 年度
報告”

10

情報通信に関わる現状

■ 60 周年記念特集

当社における無線通信技術の変遷
槇敏夫

Toshio MAKI

チャネル分波器としては国産第一号の IR-1 型分波

1．まえがき（2）器を製品化した（1）。

創立 60 周年を機に，当社における近年の無線通

この IR-1 型分波器は『マジック Y ハイブリッ

信技術を振り返ってみた。1990 年代から 2000 年代

ド回路／帯域阻止フィルタ組合せ方式』であるが，までのわずか 10 数年は通信技術にとって激動の時

以後 通信の大容量化に伴いアナログ変調方式から期であり，これを目の当たりにできた。世界規模でディジタル変調方式に移行し，システムの雑音配分の無線通信の動向は，移動体通信とインターネット（損失，反射，帯域内振幅偏差，群遅延偏差など）の台頭に強く影響され，IP 通信やユビキタスといと中継装置小形化などの要求に応えるため，チャネ

う言葉が業界やマスコミの共通語として受け入れら

ル分波器は『マジック E ハイブリッド回路／帯域れている。ここに記すのは約 50 年前，当社が無線阻止フィルタ組合せ方式』，『サーキュレータ／帯域

通信と関わるきっかけとなった製品の紹介と，ここ通過フィルタ組合せ方式』，『分岐線路／帯域通過

十数年の当社における無線通信技術の変遷を『固定フィルタ組合せ方式』など，その方式を進化させて通信』と『移動体通信』を通して振り返ったもので

（4）
きた（3）
。

ある。

また，1970 年代に入るとミリ波大容量通信の研究が本格化し，当社においても電電公社の指導を受

2．固定通信け『ミリ波帯リング分波器』の開発が始まった。当

2.1 【マイクロ波分波器】

時，電電公社は世界でもトップレベルのミリ波大容

本邦における本格的なマイクロ波無線方式は，量通信技術を有しており，茨城−水戸間の現場試験

1954 年に日本電信電話公社（以後，電電公社と称で良好な結果を得たが，最終的に実用化されること

す，現 NTT）が 4GHz 帯を使い純国産方式としてはなかった。当社がこのとき得たミリ波リング分波

開発し，
東京−名古屋−大阪間において実用化した。

器の技術は，その後通信衛星システムなどに利用さ（電電公社方式名：SF-B1 方式）これにより，前年れた。

の 1953 年に開始された TV 放送は，東京の TV 番

図 1 に前記国産第一号の 4GHz 帯 IR-1 型分波器，組が名古屋，大阪にも中継・放送できるようになり，

図 2 に分岐線路と帯域通過フィルタを組合わせた

以後 TV 放送の普及は急速に速まった。当社はこの6GHz 帯 7 チャネル分波装置，図 3 に衛星搭載用に

純国産マイクロ波無線方式プロジェクトに参画し，開発した 30GHz 帯リング分波器を示す。

図1

IR-1 型分波器

図26GHz 帯 7 チャネル分波装置

図330GHz 帯リング分波器

11島田理化技報No.18（2006）

また，当社のマイクロ波分波器技術においては，素子だけを回路素子としたマイクロ波帯の微細回

前述のチャネル分波器とともに群分波器も特徴的な路で，このファイン MIC と半導体ベアチップデバ技術である。4GHz 帯，5GHz 帯及び 6GHz 帯のアイスを組み合わせることによって，当時はまだ普及

ンテナを共用するための分波器で，これらの帯域

していなかったミリ波帯 MMIC と同等性能を実現の周波数配置は 5GHz 帯と 6GHz の間隔が 925MHzすることを目指した。結果的にはこの当時，所望のあるのに対し，4GHz 帯と 5GHz 帯の間隔がわずか

ミリ波帯デバイス（FET 等）の入手が旨く行かず，

200MHz しかない。このため，まず 6GHz 帯を分布

ミリ波帯への応用はあきらめたという経緯がある。

結合型方向性結合器を用いて分波した後，4GHz 帯

その後，ミリ波帯 MMIC の研究が急速に進展し，と 5GHz 帯間は多分岐結合型方向性結合器を用い，国内外のデバイスメーカから 性能の良い MMIC がハイブリッド回路とカットオフフィルタにより分波提案され，今日の当社フロントエンドモジュールの（2）している 。

スタイルが決まっていった。なお，当社のファイン

この方式の群分波器は 1971 年から電電公社に納 入 を 開 始 し， 全 国 の 基 幹 回 線 に 使 わ れ た。 ま

MIC は衛星搭載 C 帯アンプに採用されたのを最後（9）に，現在では生産していない（8）。

た，電電公社が民営化された後，世界に先駆けて

当社が 38GHz 帯 ODU の輸出を開始したこの時

256QAM 大容量通信をサービスする際は，低歪化期，米国内にあってはクリントン政権下で通信ののために群分波器の性能は改良され，一方では小型自由競争を目指した『通信法の大改定』が 1996 年

化の研究にも取り組みつつ，その生産は 2001 年まに成立し，既存の大手通信事業者に対し膨大な数の。図 4 に 4, 5, 6GHz 帯群分波器を示

新規通信事業者が名乗りを揚げた。この米国内の新

（5）
（6）

で続いた
す。

規通信事業者は，次々と新事業計画を打ち出し，国一方，近年では多重モードフィルタが研究され，内外から莫大な投資を得ることになった。この米国

分波器の一層の小型化と低損失化が図られようとし内の好況（IT 景気）に支えられ，当社の 38GHz 帯ている。当社でも誘電体共振器を用いたトリプル

ODU は販売開始から 2000 年まで約 3 万台を輸出しモード 6 段有極フィルタを実証し，この技術の拡張た。

として金属共振器を用いたトリプルモードフィルタ（7）を考案した 。

一方，本邦においても 1998 年に郵政省（現総務省）が省令を改正し『加入者系無線アクセス』として 22GHz 帯，26GHz 帯，38GHz 帯の大容量通信を認許した。その目的は増え続けるインターネット加
入者対策のみならず，アクセス市場における競争促
進も含んでおり，分社化した既存の大手通信事業者

図4

4, 5, 6GHz 帯群分波器

は参入期限の制約を受けた。このため，本邦においても多くの新規通信事業者が，機器開発やフィール

2.2 【ミリ波伝送装置】
北米向け 38GHz 帯ディジタル無線装置の本格的ド試験に注力し，FWA（Fixed Wireless Access）という言葉が紙上を賑わせることになった。

な生産を開始したのが 1995 年である。この無線装2000 年の後半，米国は通信不況（所謂 IT バブル

置は屋内ユニット（IDU）と屋外ユニット（ODU）

崩壊）に陥り，翌年の 9.11 同時多発テロの後こので構成され，当社が担当したのは ODU である。こ影響は決定的となり，米国の新規通信事業者の多くの 無 線 装 置 の 変 調 方 式 は 4 値 FSK， 伝 送 速 度 はは事業から撤退していき，これに関連した投資家や

6Mbps，通信方式は FDD（周波数分割複信方式）

機器サプライヤなどは甚大な被害を受けた。

であった。

本邦における『加入者系無線アクセス』もまた，この時期，『モジュールの集積化』がミリ波帯に高速無線通信の品質やコストなどの課題が普及を妨おける加工技術の優先的課題であり，当時研究中でげ，米国と同様に多くの新規通信事業者は事業からあった当社のファイン MIC 技術をなんとか応用で撤退していった。

きないものかと議論した。

このような国内外の市場環境変化に対し，当社のファイン MIC とは MIM キャパシタ，スパイラ

ミリ波通信機器関連の技術開発は，Ethernet を介

ルインダクタ，エピ抵抗または蒸着抵抗などの受動したインストールが極めて簡便な 50GHz 帯ディジ12

当社における無線通信技術の変遷

タル無線装置や，ギガビット級大容量通信の魅力を備えた 60GHz 帯の機器開発に移行していくのであ
（11）
（12）
る（10）
。

図 5 に 38GHz 帯無線装置，図 6 に 50GHz 帯ディジタル無線装置を示す。

図7

図5

11GHz 帯ディジタル無線装置（6Mbps 型）

38GHz 帯ディジタル無線装置

IDU

図8

ODU

11GHz 帯ディジタル無線装置（26Mbps 型）

2.4 【 衛 星 通 信 地 球 局 用 マ イ ク ロ 波 ／ ミ リ 波 モ
ジュール】
人工衛星を中継機として利用した衛星通信システ
ムは，1 システムあたり地球上に一つの HUB 局（親図6局）と複数の端末局（子局）とを配置し，ネットワー

50GHz 帯ディジタル無線装置

クを組むことにより，親局を介した同報通信や子局
2.3 【移動体通信基地局エントランス用マイクロ波
伝送装置】

同士の双方向通信を可能にしている。
この子局を通常『超小型衛星通信地球局：Very

2001 年に携帯電話通信網の交換機と基地局間とSmall Aperture Terminal』と呼んでいる。当社にの伝送路として，11GHz 帯を使用した 1 無線シス

おける VSAT 機器の本格的事業は 1988 年に始まっ

テムあたり 6.3Mbps の信号を最大 2 系列伝送するた。当社が事業対象とした VSAT 機器は，送信モ

ディジタル無線装置を製品化した。図 7 に現地設

ジュール（Transmitter）と受信モジュール（LNB：

置状態の外観を示す。

Low Noise Block down converter）で，周波数帯

引 続 き，2003 年 に は 1 無 線 シ ス テ ム あ た りは両者とも C 帯及び Ku 帯である。

26Mbps の 無 線 装 置 を 開 発 し た。 屋 内 ユ ニ ッ ト

もともとこの通信システムは，北米の企業が専用（IDU）と屋外ユニット（ODU）で構成されるこの通信回線として利用してきたもので，例えばガソリ

装置は，保守性の向上を優先し，『現用系／予備系

ンスタンドの料金システムや，米国の有名な量販店の無瞬断切替え機能』と『活線挿抜機能』を具備し，

Wal-Mart stores などが自社の業務に使っている。

前記 11GHz 帯 6.3Mbps 装置の ODU に対し体積比

1990 年代の後半，インターネット配信サービスに60%，質量比 48% の『小型軽量化』を実現し，コー利用する案が注目を集め，方式の標準化とともに回

ルドスタンバイ方式を採用して『低消費電力』を図

線容量拡大のため，新周波数 Ka 帯の機器開発が始るとともに自局，対向局のみならずルート内の『IDUまった。当社においては 1999 年，ヨーロッパの衛と ODU 全装置間の監視通話機能』を実現した。図 8星通信会社が企画した Ka 帯 VSAT 用に『30GHz

（13）
（14）
（15）

に本装置 IDU と ODU の外観を示す。

帯 1W 及び 2W 出力 Transmitter』の開発に着手し，

13島田理化技報No.18（2006）

2001 年製品化を完了した。図 9 に Ka 帯 2W 出力（16）Transmitter を示す。

するため選択性の良いチャネル分波器と，それぞれのキャリア同士が干渉することなしに合成するため

一 方，C 帯 と Ku 帯 の VSAT 機 器 は 成 熟 期 をの多分岐結合器，及び送信波と受信波を分離するた

迎 え た 感 が あ る も の の， 衛 星 か ら の 微 弱 電 波 をめの送受共用器から構成されている。当社は 1978

受 信 す る た め に，LNB は 極 め て 低 雑 音 が 要 求 さ

年に 800MHz 帯のアンテナ共用装置を製品化し，れ，受信波を周波数変換する局部発振器の位相雑

前記東京から始まったサービスに貢献するのである

音は性能差別化の技術的指標になっている。また，が，周波数利用効率を高めるために，チャネル間隔

Transmitter は両帯域とも送信出力増大の市場要求

をいかに狭くできるかが当時の課題であり，これらに応えるため，高効率化と小型化がポイントになっの課題を解決するための研究が続けられ，1992 年ている。図 10 に C 帯 10W 出力 Transmitter を示す。

に最大 64 チャネルを 1 アンテナで共用できる装置を製品化した（17）。
この装置は 1 系統 32 チャネルを 2 系統合成した も の で， 同 系 統 内 の チ ャ ネ ル セ パ レ ー シ ョ ン
は 250KHz，系統間のチャネルセパレーションは12.5KHz まで接近させることができ，当時の課題をクリアできた。また，チャネル分波器は TE01δ
共振モードを使った誘電体共振器で，無負荷 Q は

図9Ka 帯 2W 出力 Transmitter

23,000 と当時の最高水準を実現し，低損失化に貢献した。図 11 に 800MHz 帯 64 チャネルアンテナ共用装置の系統図を，図 12（a）に同装置外観，図12（b）に同装置の誘電体共振器を示す。
急速に加入者が増加し続けるなか，無線基地局の建設も急ピッチで増加した。そのため無線基地局の省力化の要求が高まり，当社は 1994 年に自動同調型アンテナ供用装置を製品化するに至った。前記説
明の誘電体共振器を用いたチャネル分波器を送信キャリアに自動同調する機能を付加したもので，そ図 10

C 帯 10W 出力 Transmitterの動作原理はもともと入力バッファとして用いていた共振器入力端のサーキュレータに検波器を組み込

3．移動体通信3.1 【アナログ方式自動車・携帯電話用アンテナ共用装置】
1993 年にディジタル方式携帯電話のサービスが開始されるまではアナログ方式（FM 変調）でサー

み，共振器への入射波と反射波を比較し，マイコン
制御のモータで共振器を同調させるものである。これにより，トラフィックの混み具合に応じ，小ゾー
ン方式（セルラー方式）のチャネル配置を遠隔制御できるようになり，周波数利用効率はさらに向上することになった（18）。

ビスされていた。1979 年に電電公社が 800MHz 帯

その後，アナログ方式の自動車及び携帯電話はを使い，自動車電話のサービスを東京で開始した。

1999 年に停波し，ディジタル方式に置き換えられ，その後，全国にネットワークを拡大し急速に普及し当社のアンテナ共用装置の役目を終えた。

ていくのであるが，アナログ方式の場合はディジタ
ル方式のように複数の搬送波（キャリア）を 1 台の低歪増幅器で共通増幅するのではなく，複数のキャリアはそれぞれチャネルに分離し，個別に増幅する方式であった。これら複数のキャリアがアンテナを共用するために必要なのが，アンテナ共用装置である。アンテナ共用装置はそれぞれのキャリアを分離

14

当社における無線通信技術の変遷

3.2 【ディジタル方式携帯電話 基地局送受信増幅装置】
ディジタル方式携帯電話の基地局送信系は複数の搬送波（キャリア）を小電力で合成した後，共通増
幅しアンテナに給電するため，前項で説明したアン
テナ共用装置は不要である。このため基地局送信系
は大幅な小型化が図られ，運用中のキャリア変更が容易となった。
当社では 1995 年から 1.5GHz 帯ディジタル方式
携帯電話用の基地局送受信増幅装置の生産を開始した。送信増幅装置はアンテナのカバリッジエリア（セクタ）ごとに送信電力が規定され，最初の製品はセクタあたり 32W（16 キャリア）出力で，3 次相互変調歪（IM3）抑圧量は 60dBc 以上であった。この低歪特性を実現するために『フィードフォワード
歪補償方式』（以下 FF 方式）を採用し，装置に適（20）用した（19）。

また，受信装置は給電線損失に起因する受信感度
図 11800MHz 帯 64 チャネル
アンテナ共用装置系統図の低下を回避する目的で，屋外のアンテナ直下に配置されるため，耐環境性能には十分注意をはらった。
引き続き，1998 年から 800MHz 帯ディジタル方式携帯電話用の基地局送受信装置の生産を開始した。装置構成は前記 1.5GHz 帯と同様であるが，送信電力はセクタあたり 64W（32 キャリア）と 2 倍になったがほぼ同じ大きさで IM3 抑圧性能を実現した。図 13 に 800MHz 帯の送信増幅装置を図 14に同屋外受信装置を示す。

図 12（a） 800MHz 帯 64 チャネル
アンテナ共用装置
図 13800MHz 帯ディジタル携帯電話
基地局送信装置

図 14
図 12（b） 800MHz 帯誘電体共振器

800MHz 帯ディジタル携帯電話
基地局屋外受信装置

15

島田理化技報No.18（2006）

最大の技術的課題は高効率化であり，回路素子やこの同軸給電線によるアンテナ分散システムの規FF 方式の制御アルゴリズム及び最終ステージの増模を拡大するために，アンテナ給電回路に『増幅装幅器構成に改良を加える一方，FF 方式以外の歪補置』を付加した新システムを 2005 年に製品化した。

（21）
（22）
（23）
（24）

。

このシステムは対策エリアの規模拡大に伴い同軸給

3.3 【携帯電話 屋内通信エリア拡張システム】

電線の長さが増すことで，給電損失が増加し，所要償方式など，継続して研究している

携帯電話基地局の整備が進み，屋外で電波が届か

C/N を満たさなくなるという欠点を利得可変型のないエリア（不感地エリア）は少なくなってきた。

増幅装置を配置して解決する方法を採用している。

しかし，ビルの地下や高層ビルの上層階は基地局か

この増幅装置を動作するために必要な直流電源と監らの電波が届きにくい。これらの屋内不感地エリア

視制御信号は同軸給電線に重畳している。この新シに対し，通信を可能にするシステムとして，2001

ステムは最大 240 個のアンテナを分散配置できるた

年に『同軸給電線によるアンテナ分散システム』をめ，大規模のビルにも対応している（25）。

製品化した。このシステムは，対策を要するビルにディジタル光伝送と同軸線給電を組合わせて，最設置された 800MHz 帯小型基地局と 2GHz 帯小型

大 256 個のアンテナを分散配置できるディジタル光

基地局の上り回線（携帯端末→基地局）信号と下り

伝送システムを 2006 年に製品化した。このシステ

回線（基地局→携帯端末）信号の全 4 信号を一本のムは携帯電話基地局から直接 光ファイバでビル内

同軸伝送線路にまとめるための『共用器』と，不感の親局まで引込み，親局を介してビル内の子局まで地エリア（例えばホテルの部屋）ごとにアンテナを光ファイバで配線した後，無線信号に変換し同軸線配置するための『アンテナ給電回路』で構成されて路でアンテナに給電するものである。このシステムいる。アンテナ給電回路は同軸給電線を伝送する前は，同軸給電線によるアンテナ分散システムのよう記 4 信号を所要信号レベルで分岐・合成する方向性に，ビル内に小型基地局を配置する場合にも適用で結合器と，結合端に接続されるアンテナで構成されきるなど，拡張性に富むほか，アンテナ端の送受信ている。このシステムは最大 90 個のアンテナを分

電力を一定になるよう制御できるので，施工が非常散配置でき，設置も簡単なため比較的小規模のビルに容易である。図 15 にディジタル光伝送方式の構に使われている。

成例を示す。

EXT：光拡張ユニット
RMT

ANT（アンプ & アンテナ）

BASE：親局装置
ANT
RMT-PS：子局電源装置

ANT

ANT

供給品

RMT：子局装置

RMT
ANT

ANT：アンテナ装置
PC：メンテナンス用 PC

ANT

RMT

メンテナンスソフトのみ供給

BS：基地局装置

ANT

ANT

ANT

RMT
ANT
ANT
BS

PC

EXT

Optical Fiber（Length≧20km）
PC

ノードビル

図 15

16

BASE
RMT-PS

ターゲットビルディジタル光伝送方式アンテナ分散システムの構成例

当社における無線通信技術の変遷

3.4 【19GHz 高速無線 LAN 装置】
従来の LAN システムはメタリックケーブルや光設置された収容箱を，図 19 に収容箱の内部に機器を収納した状態を示す。

ファイバなどの有線ケーブルで構築されるのが主流であったが，1990 年代に入るとオフィス内の配線の煩雑性と PC 端末の増設，移設をする際のわずら
わしさを解消するため，無線 LAN への期待が高まった。
また，LAN を流れるデータ容量は急速に増加しつつあり，『高速な無線 LAN』が必要になった。当社は NTT の指導を受け，構内無線局 19GHz 帯デー
タ伝送用無線設備標準規格（RCR STD-34）に準

図 16 19GHz 帯高速無線 LAN のシステム利用形態

拠し，Ethernet インターフェースを有する高速無線 LAN 装置を 1995 年に製品化した。この装置は1 台の中心局に最大 10 台の端末局を接続でき，各端末局は 8 ポートの HUB 機能を有しているため，
1 台の中心局で最大 80 台の端末（PC）を収容する
LAN を構成することができるもので，当時の屋内
LAN システムとしては世界最高速の無線区間データ伝送速度 25Mbps を実現した。
無線 LAN はおもに室内で使用されるため，マル
チパスによるスループット低下を避ける方法とし

図 17

19GHz 帯高速無線 LAN 装置て，端末局ユニットに 12 個のセクターアンテナを持たせる角度ダイバシティを採用し，各セクタアン
テナの通信品質をリアルタイムで監視して最適セ
クタを自動選択している。また，無線区間のパケッ
ト 衝 突 を 避 け る た め，GSMA（Global SchedulingMultiple Access）方式を採用している。高周波部
は小形化を図るため，各ブロックの集積化と実装基（27）板の多層化を実現した（26）。

図 16 に 19GHz 帯高速無線 LAN システムの利用
形態，図 17 に同装置の外観を示す。
3.5 【収容箱】

図 18 設置された収容箱

自動車電話や携帯電話の基地局は無線基地局装置類のほか電力を供給するための整流装置や蓄電装置などで構成されているが，これらの装置を一定環境下で安定に動作させるためには専用の収容箱が必要となる。当社では 1992 年に製品化して以来，今日まで 3,300 台を超える製品を生産してきた。当社収容箱の技術的特長は，構成パネル内に発泡ウレタンを注入して軽量化していること，空調機メーカと共同開発した防露・省エネ型空調システムを装備していること，現地組み立てが容易な構造としたことなどである（28）。

図 19 機器を収納した収容箱

機種は収容する基地局のタイプや付属装置の形態などにより十数種類がある。図 18 にビルの屋上に

17島田理化技報No.18（2006）

4．むすびンドモジュール”，島田理化技報，No.17（2006）（13）仁平 浩之，内山 文彦，高橋 勲，田尻 文威，

近年の通信技術の動向を注視すると，『固定通信』高木 聖二：“無線伝送装置送信部のコールドスと『移動体通信』というカテゴリーが，この先もずっ

タンバイ方式の一検討”，（2003）信学ソ大，B‐と継続するとは思えない。『通信』と『放送』の関

5‐51

係も同じである。機器の事業に携る者として 10 年

（14）林 真一，濱田 倫一，富永 剛，白津 哲也，高後，今回と同じような特集が組まれることを楽しみ

木 聖二：“無線システム用 QPSK ディジタルにしたい。

変復調回路”，（2003）信学ソ大，B‐5‐49

5．参考文献（1）阿部 正志：“マイクロ波無線方式 50 年を迎えて”，島田理化技報，No.15（2004）（2）電気通信研究所 25 年史編集委員会：“電気通信研究所 25 年の記録・上巻”，日本電信電話公社
電気通信研究所（1974）（15）高木 聖二，仁平 浩之，伊藤 政浩：“26Mbpsデ ィ ジ タ ル 無 線 伝 送 装 置 ”， 島 田 理 化 技 報，No.15（2004）（16）笠原 康司，秋本 昭，若菱 忠高，吉野 浩輔：“Ka バンド VSAT トランスミッター”，島田理
化技報，No.14（2002）（17）中平 雅和，加藤木 義夫：“800MHz 帯アンテ（3）鈴木 真吾，浅利 哲，山口 浩，安田 義孝：“高

ナ共用装置”，島田理化技報，Vol.2 No.1（1992）

能率ディジタルマイクロ波通信用分波装置”，（18）中平 雅和，相葉 智昭：“自動同調アンテナ共

島田理化技報，Vol.2 No.2（1992）

用装置”，島田理化技報，No.6（1994）（4）田中 稔博，平間 智之，浅利 哲：“4 ／ 5 ／ 6（19）大竹 正仁，永田 秀夫，森岡 米嗣，村上 勝，佐々／ 11G‐150M‐LE 方式対応分波装置の開発”，

木 恭介：“800MHz 帯 10W 超低歪フィードフォ

島田理化技報，No.10（1998）

ワード増幅器”，信学秋全大，C‐40（1992）（5）槇 敏夫，布谷 鶴雄，馬場 覚志，斎藤 利生：“群（20）永田 秀夫，青木 和也，伊藤 政浩，則竹 賢治，

分波装置の高次モード変換係数の測定”，（1991）

佐々木 恭介：“800MHz 帯

GaAs FET 電力増

春季信学大，B‐440

幅器”，信学秋全大，C‐53（1992）（6）槇 敏夫，黒野 正和，友田 郁雄，川原 裕之：“4，（21）T. Ogawa, T. Iwasaki, H. Maruyama, K.

5，6GHz 帯小形群分波装置”，（1991）春季信Horiguti, M. Nakayama, Y. Ikeda, and H.

学大，B‐441

Kurebayashi :“High efficiency feed-forward（7）萩原 栄治，渡辺 明徳，加藤木 義男，槇 敏夫：

amplifier using RF pre-distortion linearizer“金属ブロックを用いたトリプルモードフィル

and the modified Doherty amplifier”，IEEEタ”，（2003）信学ソ大，C‐2‐83

MTT-S International Microwave Symposium（8）槇 敏夫，平田 圭一，増子 昭宏，園田 治毅，Digest, pp.537-540,（2004）

本間 俊彦：“アルミナ基板を用いたファイン（22）岩崎 隆司，小川 二良，鈴江 秀規，堀口 健一，

MIC コンポーネント”，信学春全大，SC‐1‐

中山 正敏，池田 幸夫：“ドハティ増幅器の周11（1993）

波数・温度特性に対する実験的検討”，（2004）（9）山口 宏之，内山 文彦，平田 圭一，山田 伸明，
槇 敏夫：“1.5GHz 帯ファイン MIC 受信モジュール，信学春全大，C‐92（1995）

信学ソ大，C‐2‐29（23）丸山 弘志，岩崎 隆司，林 亮太，鈴江 秀規，
小川 二良，能登 一二三，山内 和久，池田 幸夫：（10）四分一 浩二，田中 稔博，鈴木 哲也，高木 聖“直・並列ダイオード合成形 RF プレディストー

二：“100BASE-Tx インターフェースを有する

ションリニアライザ”，（2005）信学ソ大，C‐2

50GHz ディジタル無線装置”，第 5 回ミリ波ワー‐5

クショップ，MMW2004-8（2004）（24）岩倉 章次，早川 達也，松崎 紀比古，堀口 健（11）高橋 勲，小杉 正則，若菱 忠高，森 智之，一，中山 正敏，池田 幸夫，立木 武彦：“ドハ市川 就啓：“通信用ミリ波フロントエンドモ

ティ増幅器の周波数・温度特性に対する実験的ジュール”，島田理化技報，No.16（2005）

検討”，（2004）信学ソ大，C‐2‐9（12）黒沢 肇：“FWA 用 25GHz 帯 RF フロントエ

18（25）伊藤 政浩，池端 道彦，倉内 康敬：“同軸給電当社における無線通信技術の変遷

線によるアンテナ分散システム”，島田理化技報，No.17（2006）（26）白土 正，花澤 徹郎，岡田 隆，丸山 珠美：“19GHz 帯高速無線 LAN 装置”，NTT R&D，Vol.45 No.8（1996）（27）仁平 浩之，佐々木 正年，槇 敏夫，武田 直樹：“19GHz 帯高速無線 LAN 装置”，島田理化技報，No.8（1996）（28）福村 郷司，杉山 裕通，松本 光弘：“自動車電話基地局用収容函”，島田理化技報，No.14（2002）

筆者紹介
電子事業本部
東京製作所
技師長

槇 敏夫

19

島田理化技報No.18（2006）■ 60 周年記念特集

当社における産機事業の技術の変遷
安藤英一

Ei’ichi ANDO

竹森

雅史

Masashi TAKEMORI堀崎

邦夫

Kunio HORIZAKI

1．はじめに
今年は当社設立 60 周年にあたり，この機会に産機事業に関連する技術の変遷について述べる。
産機のビジネスは大きく，洗浄と高周波加熱に分けられる。洗浄ビジネスの内容は半導体，液晶（FPD）それに精密の各分野の洗浄装置に係わるものであり，高周波加熱ビジネスは誘導加熱及び誘電加熱（マイクロ波加熱）装置である。
ここ 10 年ほどを振り返り，それ以前の重要な事
柄も交えながら，それぞれの分野の技術について述べる。

2．半導体洗浄

図1

300mm ウェーハ用枚葉式洗浄装置

図2300mm ウェーハ用バッチ式洗浄装置

日本の経済は，最近，ようやく明るい話題が出てきたが，特に，半導体の分野では「失われた 10 年」とも言われる低調な状態が続き，米国に生産量で追い越され，また，近隣の国々にも追い上げられる状況であった。
このような中で，平成 8 年に半導体産業復活のため，
経済産業省（当時は通商産業省）の指導のもとに，「技術研究組合超先端電子技術開発機構」（ASET）が設立され，産業界，学界の研究者を集め，半導体，磁気記録，ディスプレイの次々世代共通基盤技術の開発を目指した。また，300mm ウェーハ対応の生産技術の開発のために半導体メーカー 10 社の共同出資による「株式会社半導体テクノロジーズ」

去する洗浄技術を開発した。当洗浄は水とガスだけ（Selete）が設立された。

による洗浄であり，酸，アルカリ，あるいは洗浄剤

当社も Selete と協力して 300mm ウェーハ用枚葉を用いないことから環境への負荷の少ない洗浄方法

式及びバッチ式洗浄装置の評価を行った。図 1 にである。また，30nm の微細粒子を光学的に検出で枚葉式の洗浄装置を，図 2 にバッチ式の洗浄装置

きる洗浄評価技術を世界で初めて開発した。以下，を示す。

それらの技術について述べる。超音速 2 流体ジェッ

一方，ASET においては半導体の洗浄部門へ参

トとは，水とガスをラバールノズルといわれる先端

加し「超微細粒子制御クリーニング技術の研究開発」

部分に向けて拡がる形状のノズルに導入し，液滴をのテーマのもと，ウェーハ上の微細粒子を超音速 2

ガス流により超音速に加速して被洗浄物に照射し，流体ジェットにより発生させた高速の液滴により除ウェーハ表面に付着している超微細粒子を除去す

20

当社における産機事業の技術の変遷るものである。図 3 は洗浄装置の要である超音速 2

圧力履歴であり，衝突後最大 320MPa に達した後，流体ノズル（ラバールノズル形状）の断面を示す。

振動を繰り返しながら減衰している。

大きさ 30nm 程度までの微細粒子の除去能力を持さらに，洗浄能力を向上させるために，機能水（オ
1000

気体

800

ディフューザ管部分

図3

超音速 2 流体ノズル

つ、超音速 2 流体ジェットによる洗浄のメカニズム

V［m ／ s］

気体＋液体

液体

t = 1μst = 2μst = 3μs

600

400

200

は実験と数値計算による検討の結果，次のように考
えられる。

0

20

40
60
i［CELL INDEX］

液滴が被洗浄物に高速で衝突することにより；

図5

1．液滴内に発生する衝撃波によりダイナミックな

80

100

流速分布

圧力の変化が生じ微細粒子を剥離する。
2．被洗浄物表面に沿って流れるジェット流は飛翔

ゾン水，水素水，電解アノード水，電解カソード水する液滴の速度の 2 倍以上となり，そのジェッなど）の検討を行っている。被洗浄物が液中にあるト流で微細粒子を押し流す。

状態において，被洗浄物の表面状態と微粒子の付着

3．液滴の衝突により生ずる被洗浄物の振動により微細粒子は振り落とされる。
図 4 に液滴の衝突時の数値計算例を示す。

力をその周囲にある液の影響を考慮して検討したものである。図 6 にそれらの結果を示す。
図中の左上にある四角で表しているものはガラス

液滴が 300m/s の速度で固体に衝突し，表面に基板につけた PSL（Polystyrene latex）粒子であり，沿って 600m/s 以上の速度で流れる状態を示してい

剥がれやすいことがわかる。当然のことではあるがる。

付着エネルギーが低いほど剥がれやすく，高くなる

図 5 は固体表面と液滴の中心軸の交点におけるt＝0μsと剥がれにくい。

t＝2μs

y
x

t＝1μs

t＝3μs

Particle Removal Eﬃciency（%）

peeling

no peeling

100

Glass
Si
HF-Si

80

Di-Water
Cathode-Water
Anode-Water
Ozone-Water
NH4-OH
HCI

60
40
20
0
-20

0

20

40

60

adhesion energy（Wa）［mj／m2］

図4

数値計算例

図6

付着エネルギーと PSL 除去率の関係

21

島田理化技報No.18（2006）

次に 30nm 程度の微細粒子の検出手法について述べる。この大きさの微細粒子を検出するためには原めっき液への添加物の配合，それに適した電気的条件など，いくつもの壁がある。

子 間 力 顕 微 鏡（AFM：Atomic force microscope）

当社も 1999 年に半導体銅めっき装置を開発しセが用いられるのであるが測定時間において実用的

ミコンジャパン，セミコンウェストで展示発表した。

でなく，他に実用的に検出する装置がないため浜松

図 8 に示すのは C−Face と呼ぶ装置である。

フォトニクス（株）の協力を得て開発した。
微粒子の検出にはレーザー光を照射し，その散乱光を測定するのであるが，ウェーハ上の微細粒子を検 出 す る た め に Discrete−Dipole Approximation法を採用し具体的に観測装置を開発した。なお，
DDA 法については巻末の参考文献を参照されたい。
2mm × 2mm の領域を 1 秒以下の速度で観察することが可能となり，また，30nm 程度の PSL を検出することが可能であることを AFM の観測と併せて確認している。図 7 は検出した 30nm の微細粒子のマップであり，その中の一微細粒子の原子間力顕
図8

微鏡（AFM）像である。

C−Face（銅めっき装置）

ASET で行った研究開発の成果は，現在，枚葉式超音速 2 流体ジェット洗浄装置として製品化され，半導体メーカーで使われている。

当社の半導体事業は，2002 年に 2 流体洗浄装置などの枚葉装置を主とする方向に舵を切り今日に至っている。

3．液晶基板洗浄この 10 年でパソコンのモニターは，CRT から液晶パネルに変わり，画面の寸法も大きくなってきた。
また，家庭でも液晶テレビ，プラズマテレビが広く普及し画面の拡大と低価格化が進んできている。
液晶パネルメーカーではガラス基板寸法の拡大と異物検出装置マップ

取り数の増大が続き，この 10 年で寸法は約 360mm○印部を AFM で観察

図7

超微粒子検出装置の出力画像と AFM 画像

×460mm から約 1900mm×2200mm と面積比にして約 25 倍に，取り数は約 10 インチ×4 枚から約 40
インチ×8 枚に拡大した。
また，液晶パネルの市場では，この 10 年間で韓1997 年 9 月に IBM が全く新しい発想により電国と台湾メーカーがシェアを伸ばし，約 80％を占

気銅めっき法による半導体の配線形成法を発表しめるに至っている。また製造装置も，韓国と台湾のた。国内半導体メーカーもそれまで開発を続けていメーカーの進出が目立つようになってきている。

たが，大きな技術力の差を見せ付けられ，「銅配線当社で製作している液晶基板の洗浄装置は，大別

ショック」とまで言われた。銅配線にすることによすると，バッチ式と枚葉式，またこれらの複合タイ

り，従来のアルミ配線に比べて電気伝導度がよいた

プ（CSS：キャリアレス アンド シート バイ シー

めに配線を細くすることが可能となり，コンパクト

ト システム）の 3 種類に分けられる。

に作ることができる。また，配線の抵抗と線間の容

また，前述したようにガラス基板寸法の拡大によ

量（キャパシタンス）で作る時定数が低くなるため

り，近年の装置は，枚葉式のローラー搬送方式が主に集積回路のスピードを上げることができる。

流となっているが，数年前までは，様々な搬送方式

当電解めっきの難しいところは，1 μ m 程度の細い穴の中に隙間なく銅を堆積させる技術であり，22の装置が製作されていた。
まず，それらの装置のいくつかを紹介する。

当社における産機事業の技術の変遷

液晶パネルの製作においては，ガラス基板上へ電また，同じような搬送スタイルを持つ装置に有機極用の薄膜を成膜した後，レジスト塗布，プリベー

物や酸化膜の除去を目的とした薬液処理装置などがク，露光，現像，ポストベーク，エッチング，剥ある。

離，絶縁膜成膜などの工程を繰り返すが，550mm

TFT 基板とカラーフィルターを張り合わせた後，× 670mm までのガラス基板のレジスト剥離用としその空間に液晶を注入し，封止材（エポキシ系接着て，当社では，サーボモータによる高速ロボット搬剤など）でシールを行うが，この液晶基板の張り合

送のレジスト剥離装置を供給していた。その装置のわせ，封止工程では，その封止後の洗浄を行うため

外観を図 9 に示す。

のバッチ式封止後洗浄装置も数多く手がけてきた。
装置の外観を図 11 に示す。

図9

レジスト剥離装置

このレジスト剥離装置の特長としては，カセットに入った数十枚の基板を搬送するタイプの他に，液中に持ち込むパーティクル量を減少し，より洗浄度の向上を実現したキャリアレスタイプがある。
キャリアレスであっても数十枚の基板を一度にチャッキングするため，搬送ロボットには，高精度の位置決めが要求された。

図 11

封止後洗浄装置

封止後洗浄装置には，上下機構と横送り機構が独立したホールドラン搬送方式が採用されている。
なお，封止後洗浄装置と同様の搬送方式を採用したバッチ式装置として，基板寸法が 1000mm×1200mm 対応の成膜前洗浄装置，研磨後洗浄装置，出荷前洗浄装置などがある。
当社の枚葉式（ローラー搬送方式）の液晶用洗浄また，ゲート絶縁膜の成膜においては，電解溶液

装置は，主にガラス基板メーカー向けと液晶パネル

中に酸化したい金属をプラスに，他の金属電極をマ工程（配向膜塗布前洗浄，ラビング後洗浄）向け装

イナスにして浸漬し，プラスにした金属の表面を酸

置から納入を開始した。その後，1999 年に液晶ア化する技術の一つで陽極酸化法というものがあり，レイ工程（レジスト塗布前洗浄，レジスト剥離等）

これを応用，装置化した陽極酸化装置を図 10 に示向けのレジスト剥離装置を開発し，供給を開始した。

す。この装置には，枚葉式とバッチ式の 2 通りの装また，三菱電機株式会社先端技術総合研究所の協置があり，その各々が，サーボモータの高速ロボッ

力を受け，オゾンレジスト剥離技術を開発し，2001

ト搬送による陽極酸化処理のあと，ローラー搬送で年に高濃度オゾンを利用したレジスト剥離装置を製洗浄を行う独特のスタイルを持っていた。

品化した。
現在，基板寸法の拡大が急速に進んでいるため，顧客の協力を得ながら，基板寸法の大型化対応に取り組んでいる。基板の大型化は，装置設置面積，ユー
ティリティの増大をもたらす。当社では洗浄ツールの開発を進め，US−DIP から US ノズルへの置き換え，高圧 BJ ノズルによる洗浄液の微粒子化，新型ブラシの開発等により，洗浄性能向上，設置面積

図 10

陽極酸化装置削減，ユーティリティ削減などを図っている。

23

島田理化技報No.18（2006）

パーティクル除去率
（%）

100
90
70
50

73

74

61

55 53

48

76

69

64

60

83

83

78

80

40

①リンスSWのみ②US−Dip（39kHzFe） ③US−ノズル（39kHzPZT）
単位
M
L
T
S
M
L
T
S
M
L
T
単位 S
初期値
個 1946 818 226 2990 2002 857 214 3073 1891 904 255 3050
洗浄後
個 1010 297 50 1357 934 232 37 1203 581 151 60 792
除去率%48.1 63.7 77.9 54.6 53.3 72.9 82.7 60.9 69.3 83.3 76.5 74.0
除去率：
（初期値−洗浄後）（/ 初期値）＊100※S=1〜3μm，M=3〜5μm，L=5μm以上

図 15
第 7 世代対応洗浄装置

図 12 に 第 7 世 代 基 板（1900mm×2200mm） 対応の洗浄装置の外観，図 13 に DIP−US の説明図，
図 14 に US ノズルの断面図，図 15 に US ノズルの異物除去試験の結果，図 16 に高圧 BJ の異物除去試験の結果を示す。また搬送機構，ブラシ駆動機構
も高剛性化，軽量化設計を行い，信頼性向上を図っている。更に装置設置面積及び，ユーティリティ削減のため，基板を斜めにして搬送する傾斜搬送方式の検討を進めている。

パーティクル除去率
（%）

図 12

US ノズルの異物除去試験結果

115（107）
95
73
75
55
35
15

95
59

76 81

98

97

89

71

39
7

（5）

①リンスSWのみ
②旧BJ
（上1段）
③新BJ
（上1段）
単位
M
L
T
S
M
L
T
S
M
L
T
単位 S
初期値
個
343 170 101 614 201 50 38 289 508 97 85 690
汚染後個 1270 1692 245 3207 1328 1857 151 3336 1942 2862 155 4959
洗浄後
個 2262 574 189 3025 659 132 65 856 923 159 87 1169
除去率
% （107） 73 39
7 59 95 76 81 71 98 97 89
除去率：（汚染後−洗浄後）（/ 汚染後−初期値）＊100 ※S=1〜3μm，
M=3〜5μm，L=5μm以上

図 16

高圧 BJ の異物除去試験結果

洗浄液液面
被洗浄物

4．精密洗浄当社の超音波洗浄への取り組みは昭和 32 年にさかのぼる。当時の超音波振動子はニッケル製であり，発振器には真空管を用いている。現在，振動子にはボルト締め圧電振動子，発振器は電界効果型トラン

洗浄槽
振動子

図 13

DIP−US 槽

ジスタを用いているが超音波洗浄の原理は変わっていない。洗浄では，被洗浄物に加わる機械力，洗浄液の化学力，洗浄槽内，配管内の洗浄液の流し方とクリーン度，装置内クリーン度などが洗浄仕上が

パスライン
搬送ローラ

りを大きく左右する。当社では半導体ウェーハ，フラットパネル以外の洗浄を精密洗浄と位置付けしており，それらの用途に対応した洗浄技術開発が続い
ている。

洗浄液

輻射板

伝播水
振動子

超音波洗浄の主要応用分野である精密洗浄装置はフロン，エタン系の溶剤系洗浄装置と，洗剤を使用する水系高清浄用洗浄装置が主力であった。そのため，この 10 年間，環境負荷低減のために脱フロン
脱エタンへの対応と，ディスク，ハードディスクド
ライブなどの，必要とされる洗浄仕上がりが年毎に

図 14

US ノズル断面図

上昇する洗浄要求に対応してきた。また設備投資効
果向上のため，省フットプリント，省ユーティリ24当社における産機事業の技術の変遷

ティ，高スループット化などにも取り組んできている。
脱フロン脱エタンへの当社の取り組みは早く，フロン，エタンの全廃に向け，1992 年に炭化水素系溶剤を使用できるユニット型洗浄装置（SUC300 シ
リーズ）を製品化し販売を開始している。この装置は約 300mm 角以内の被洗浄物に対応できる装置で，超音波洗浄，噴流洗浄，熱風乾燥が主な洗浄，乾燥方法であった。その後，大型の被洗浄物に対応するためのシリーズ化と洗浄，乾燥方法の充実が進め
ら れ，400mm 角 対 応，500mm 角 対 応 の SUC400，
500 シリーズがラインアップされ，減圧と常圧を短図 18周期で繰り返して行い，止まり穴の洗浄，乾燥にもフッ素系洗浄剤対応型洗浄装置対応できるようにした減圧超音波洗浄，減圧ベー
パー真空乾燥などもラインアップされている。

一方，情報化社会の高度化に伴い，半導体，記録

今日では，三菱電機株式会社先端技術総合研究所

媒体，表示素子のめざましい性能の向上にも支えらの協力を受け，マイクロバブルによる表面吸着と分れて情報化機器などの市場は大きく広がっている

離作用を応用したマイクロバブル洗浄装置（MB−が，洗浄もそれらの性能向上への役割を果たしてき301）を開発し，販売している。この装置は溶剤をた。

使用せず，水ベースによる洗浄方式を使用している

例えば記録媒体であるハードディスクの記録密度ため，低コストかつ低環境負荷型の装置であるなど

はこの 10 年で約 100 倍になっている。そのため製造工程における洗浄もより高清浄な仕上がりを求められることとなり，管理されるパーティクルの大きさ，数とも年毎に厳しくなっている。洗浄技術も向上を続け，当社では，装置内のクリーン度の向上は
もとより，超音波のダメージを減らし，数ミクロンレベルのパーティクル除去を狙う，中周波の超音波洗浄装置の開発，洗浄槽内の液の流れの解析などの技術の蓄積を続け，それらの実現に対応している。
また，表示素子であるフラットパネルは大型化が進み，その製造工程で使用されるフォトマスクの寸

図 17

マイクロバブル洗浄装置（MB−301）

法も 1 辺が 2m 近い大きさになっている。浸漬洗浄方法を採用しているため，装置全高が 5.5m と，大多くの特長を有する。図 17 にマイクロバブル洗浄型の装置となっているが，IPA 蒸気乾燥使用時の装置の外観を示す。

IPA 収容量を 400L 以下に押さえるなど，洗浄槽のまた，蒸気洗浄，乾燥に使用することのできるオ

省容積化を図っている。メンテエリヤの配置も従来

ゾン破壊係数ゼロのフッ素系洗浄剤などが開発さ装置と異なり，装置内クリーン度を確保しつつ，メ

れ，
性能調査，
用途開発，製品開発が進められている。

ンテ性を配慮した設計としている。洗浄槽も液深が洗浄特性は異なるが，フロン，エタンと似た使い方

深くなるが，超音波振動子の配置を工夫し，超音波ができるため，フロン，エタン系洗浄装置の設計上を利用した洗浄を可能にした。乾燥は IPA 蒸気乾のノウハウを適用できる点が多い。図 18 にオゾン

燥又は温純水引上げ乾燥を選択できるようにしてい破壊係数 0 の洗浄剤を使用できるフッ素系洗浄剤対る。

応型洗浄装置を示す。

被洗浄物は搬送ハンガー含め約 100kg となる為，剛性をあげ，安定に搬送できる機構を採用している。
装置の外観を図 19 に示す。

25

島田理化技報No.18（2006）

からビル内にある厨房では調理人の作業環境の改善
及び安全のために電磁調理器が使われ始めた。当社
でも三菱電機株式会社とタイアップして業務用の電磁調理器を開発し，加熱の均一性あるいは様々な加熱パターンが選択可能であることを特徴に，食品加工機械の展示会に出展した。図 21 にレンジに組み込んだ例を示す。

図 19

大型マスク基板用洗浄装置

従来から供給を続けてきた光学部品等向け洗浄装
置は，それまでは多槽／ 1 筐体のスタイルであったが，新たな搬送機構を開発し，装置の体積を半減（当図 21社比）すると共に，1 槽／ 1 筐体のユニットを組合

業務用電磁調理器

わせた装置とし，多くの顧客に使用頂いている。この装置は洗浄性能を確保しつつ，従来型に比べ，省（内コイル加熱）（外コイル加熱）

フットプリント，省ユーティリティ，高スループットを実現し，投資効果の向上も図っている。またユ
ニットを組み合わせた装置であるため，設置後でも洗浄工程の組み替えが可能になっている。図 20 に
この装置の外観を示す。

制御回路

内コイル

外コイル

インバータ回路（内コイル用）t1

約 3 秒周期で インバータ回路（外コイル用）
切り替え

図 22

制御回路

t2

内・外パルス加熱方式

図 22 は内・外パルス加熱方式といわれるものを示したものである。内側のコイルと外側のコイルに交互に電流を流し，従来にない加熱パターンを作る
ことにより，例えばシチューの出来上がりが速くな
る，という特長を持つ。
以下に，当電磁調理器で使われている高周波技術を紹介する。一番の特長はカレントトランス板（以図 20

ユニットバッチ型洗浄装置

下，CT 板）を採用した点にある。通常，カレント
トランスはインピーダンスマッチングをとるために

5．高周波加熱使われる。CT 板はその応用である。
通常の電磁調理器では渦巻状の加熱コイルを採用

最近は，高周波加熱は家庭内で身近に使われていしているのであるが，このような形状のコイルではる。誘電加熱は多くの家庭で見られる電子レンジで中心部の磁界が弱いため加熱される鍋も中心部の温あり，電磁調理器は誘導加熱の応用である。いずれ

度が上がらず，ドーナツ状の加熱パターンを形成すも火を使うことなく加熱できることが特長であり安る。そのため，中心部での調理がうまくいかずホッ

全性が高い。一方，業務用の分野でも，平成 7 年頃

トケーキ，オムレツなどでは中心部が未調理のまま

26

当社における産機事業の技術の変遷

残ってしまうことがある。
このような不具合を解決するために上記の CT 板を開発し，中心部も加熱できるようにした。具体的には加熱コイルの上に CT 板を配置し，中心部まで磁界が強い状態を作る。図 23 に放射スリット型
CT 板を示す。
I2
I3
加熱コイル

図 24

従来型コイルによる加熱分布

I1

図 23

放射スリット型 CT 板

この CT 板の動作は，加熱コイルに流れる電流 I1に対して CT 板には破線で示す誘導電流 I2，I3 が流れる。誘導電流は CT 板の周辺部を流れるため，ス
リットの形状に沿って流れる。そのため中心部に向かって電流 I3 が流れることになり，鍋の中心部は強く発熱することになる。一方，CT 板の外周部の誘導電流 I2 は加熱コイルの電流 I1 の方向と逆の方

図 25

放射スリット型 CT 板による加熱分布向に流れるため磁界を互いに打ち消しあって，鍋の周辺部の発熱を抑え，その結果，均一な加熱が可能を表 1 に，装置の外観を図 28 に示す。当インバーとなる。

タの特長を以下に示す。

図 24 に従来型の加熱コイルによる温度パターンを示す。図 25 は放射スリット型 CT 板を適用した例である。中心部の温度が上昇しドーナツ状のパターンが解消されている。

（1）高速立ち上がり
位相制御方式を採用することにより，立ち上
がり時間は 20ms（当社比 10 倍高速）。
（2）信頼性の向上

環境意識が高まり，ISO14000 の認定取得事業所

平滑コンデンサーは充放電を繰り返すためにが増えるとともに，省エネルギーへの取り組みが見

性能劣化が避けられないが，3 相交流を直接ダ直されるようになってきた。図 26 は当社の高周波イオードスタックで整流しインバータ部へ直流電源の省エネ，省スペースの推移を示している。最を供給する方式を採用して平滑コンデンサーを

新のパワーエレクトロニクス技術を取り入れて格段の省エネを進めている。現在では当社の高周波電源

用いないことにより信頼性を向上させた。
（3）電源力率 95％以上

は ECO 型のシリーズになっている。図 27 は ECO

ダイオードスタックによる整流方式を採用し型 真 空 溶 解 用 600kW イ ン バ ー タ（SBT−EL600）ているため電流，電圧の位相ズレが生じないたの外観を示したものである。その特長は高効率であめ，高力率が可能。

ることに加え，高速加熱に対応が可能であり，大容量の発振器でありながら小型化を実現している。
ECO 型インバーターシリーズの中で，発振周波（4）電源高調波の低減
ダイオードスタックを採用し制御整流素子を用いないため高調波の発生を低減。

数が 100 〜 300kHz の高周波高速インバータの仕様

27

島田理化技報No.18（2006）

図 26

図 27
表1
型

式

100kW 高周波電源の効率と大きさの変化

ECO 型 600kW インバータ

高周波高速インバータ主要性能
SFT−EN シリーズ

電 源 入 力三相 200V ± 10%

定 格 出 力25 〜 300kW

発振周波数

100kHz 〜 300kHz（内一波）

冷 却 方 式

水冷（純水不要）
水温
5℃ 〜 35℃
比抵抗 4kΩcm 以上
硬度
CaCo3 換算 170ppm 以下

使用周囲条件

温度 5℃ 〜 35℃

出力安定度

電源電圧 ± 10% に対し ± 1% 以下

保 護 機 能インバータ温度異常，発振周波数異常，
冷却水量低下アラーム，加熱コイル地絡検出，
DC/ 高周波過電流異常等

図 28

SFT−E100N 外観

50Hz/60Hz

この高周波高速インバータは高周波焼き入れの用

湿度 85% 以下

途に最適な特性を有している。
当社の強みは加熱装置に用いる高周波電源はすべて自社製品であり，顧客の多様な要求に応じることができることである。
2005 年 7 月に有明・東京国際展示場（東京ビッ
グ サ イ ト ） に お い て 開 催 さ れ た「 サ ー モ テ ッ ク
2005 第 4 回工業炉・関連機器展」に出展した薄板
誘導加熱システムが話題を集めている。薄い金属板を均一に加熱できることが特徴である。最近の自動車には安全かつ軽量化のために高張力鋼板が使われるようになってきた。1mm 以下の薄い鋼板である

28

当社における産機事業の技術の変遷

が焼き入れをして用いられることもあり，上記の加ている。これらの技術は，現在使用されている分野

熱システムが自動車業界から注目されている。さらこそ異なるものの，その原理，基礎技術は変わるもには，2005 年度から大気汚染防止法の改正（VOCのでなく，真に必要とされる技術は時代をこえて使規制）が施行され，鋼板の塗装にかえてラミネート

われ続けている。

鋼板や水性塗料の乾燥などの需要が伸びてきてい

参考文献

る。鋼板にラミネートを施す場合には均一な加熱が必要であり薄板加熱システムが適用されている。鋼

半導体洗浄の関連

板以外にアルミ板，ステンレス板，マグネシウム板（1）Song, S.H., Lee, S.Y., Study of atomizationなどの薄板にも使用されている。図 29 に当システ

mechanism of gas / liquid mixtures flowing

ムによりアルミ薄板を加熱した状態を示す。従来のthrough Y-jet atomizers, Atomization and

加熱方式では温度分布を生じ，端部の方が高温にな

Sprays, Vol.6, 193-209（1996）

るのであるが，当システムではほぼ均一に加熱されている。

（2）横山哲夫，加圧 2 流体ノズルについて，第 5 回
微粒化シンポジウム講演論文集，279-284（1996）

このほか誘電加熱の環境関連装置への応用などが（3）Bowden, F.P., S, F.R. and Brunton, J.H., Theある。当社の強みは加熱装置に用いる高周波電源は

deformation of solids by liquid impact at

すべて自社製品であり，顧客の多様な要求に応じる

supersonic speeds, Proc. Roy. Soc. A, Vol.263,

ことができることである。

433-450（1961）（4）Field, J.E., Lesser, M.B. and Dear, J.P., Studies
500.0
℃
437.5

of two-dimensional liquid wedge impact

375.0

problems, Proc. Roy. Soc. Lond. A, Vol.401,

312.5

225-249（1985）

250.0（5）Shi, H.H., Takayama, K., Generation of high-187.5

speed liquid jets by high-speed impact of a

125.0

projectile, JSME Int. J., B, Vol.38, No.2, 181-190

62.5（1995）

0.0（6）Korobkin, A., Global characteristics of jet
impact, J.Fluid Mech., Vol.307, 66-84（1996）

500（7）Takayama, K., Application of holographic

400
温度℃

and their relevance to liquid drop impact

interferometery to shock wave research,

300

Proc., SPIE, Vol.298（1983）

200（8）Falcovitz, J., Ben-Artzi, M., Recent

100developments of the GRP method, JSME Int. J.,0050 100 150 200 250 300 350 400 462

mm

図 29

アルミ薄板の幅方向温度分布

B, 38, No.4, 497-517（1995）（9）Godunov, S.K., A finite-difference method forthe numerical computation of discontinuous
solutions of the equations of fluid dynamics,

6．むすび
振り返ってみると，高周波加熱あるいは洗浄に使われている技術について，基礎といわれる多くは，
昭和 20 年代から 30 年代に作られている。例えばビニールを溶着するための誘電加熱を応用した「高周波ミシン」といわれるものは昭和 24 年に製品化されており，超音波洗浄装置も昭和 32 年に販売されMat. Sbornik, Vol.47（1959）（10）E.J. Verwey and J.Th.G. Overbeek, Theoryof Stability of Lyophobic Colloid, Elsevier,
Amsterdam（1948）（11）立幅，河合：“第 44 回応物春予稿集”，2，p777,（1997）（12）立幅，嶋田，安藤，河合：“第 35 回接着学会
年次大会予稿集”，p75（1997）29

島田理化技報No.18（2006）（13）D.H. Kaelble : J. Appl. Polym. Sci, 18, p1869（1974）（14）A.Kawai, H.Nagata, M.Takata : Jpn. J. Appl.
phys., 31, p3725（1992）（15）A.Kawai : Journal of the Adhesion Society ofJapan, 33, p39（1996）（16）本間俊彦，山口広之：“小型・低価格 F-MIC
基 板 の 開 発 と 応 用 ”， 島 田 理 化 技 報，No.7,
pp.35-40（1995）（17） 日 経 エ レ ク ト ロ ニ ク ス 1996.6.3（No.663）
pp81-105（18）Jurgen Simon, Wolfgang Zilske, Franz Simon:“The Development of a High Speed Gold

テクニカルシンポジウム予稿集，電子ジャーナル，P21-P25（1997）（28）品田他：“微細めっき技術”，島田理化技報，
No.9 P31-P34，島田理化工業（株）（1997）（29）菅野至，佐藤一直，黒田健，横井直樹：“新しい物理洗浄技術 M ジェットスクラバによるパーティクル除去”，三菱電機株式会社技報
Vol.71 No.3，pp.75-85（1997）（30）N. Hirano, K. Takayama, J. Falcovitz &K.Kitagawa: “Study of high-speed droplet
impingement on solid surfaces”，Particles
on Surfaces 5 & 6 : Detection, Adhesion andRemoval, pp.187-190（1999）

Sulfite Electrolyte for Bumping”，Proc. ’95（31）米田尚史，西崎和人，北川賢一，安藤英一，

Flip Chip, BGA, TAB and AP Symposium,

土屋隆生，加川幸雄：“超音速 2 流体ノズルのSan Jose（California）, pp275-289（1995）

シミュレーション及び洗浄効果”，日本シミュ（19）Jurgen Simon：“Development of a High

レーション学会主催第 18 回計算電気・電子工

Speed Gold Bumping Process Using a Sulfite

学シンポジウム講演論文集，pp.103-106（1997）

Electrolyte”，IMC 1996 Proceedings, Omiya,（32）Y. Tatehaba, K.Shimada, E.Ando & A.Kawai:

pp265-269（1996）“Adhesion energy of polystyrene and（20）平野他：“高速液体ジェットの生成方法及び固substrate in Function water”，Proceedings

体表面の衝突現象に関する研究”，平成 9 年度

of the Fifth International Symposium on

衝撃波シンポジウム，pp.555-558（1998）

Cleaning Technology（21）北川他：“超音速 2 流体ジェット洗浄装置による超微細粒子の除去”，第 45 回応用物理学関係
連合講演会，pp.785（1998）

in Semiconductor

Device Manufacturing V, pp.536-543（1998）（33）A.Kawai, H.Horiguchi, Y.Tatehaba, K.Shimada& E.Ando:“Analysis for adsorption behavior（22）立幅他：“AFM を使用した PSL 粒子の付着力

of PSL particle by using atomic forceの解析”，第 45 回応用物理学関係連合講演会，

microscopy”，Proceedings of the Fifth

pp.780（1998）

International Symposium On Cleaning（23）Tatehaba, et al:“Removal of PSL particle on
substrate in the function water”，Symposiumon particles on Solid Surface: Adhesion andRemoval（Fine Particle Society）（1998）（24）中川修：“次世代 LSI における配線技術位置

Technology in Semiconductor Device
Manufacturing V, pp.536-543（1998）（34）R.Schmehl, B.Nebeker & E.D.Hirleman:“Discrete-dipole approximation for scatteringby featureson surfaces by means ofづけ”，Cu 配線技術の最新の展開，P8-P11，（株）two dimensional fast Fourier transform

リアライズ社（1998）

technique”，J.Opt.Soc.Am.A / Vol.14（25）柴田英毅：“LSI 性能から見た Cu 配線の必要性，Cu 配線技術の最新の展開”，P12-P18，（株）リアライズ社（1998）

No.11

pp.3026-3036（1997）（35）平野他，2000 年春季応用物理学会講演予稿集，
29P-F-15，704p（2000.3）（26）大崎明彦：“多層配線技術の動向と展望”，エ（36）米田他，Proceedings of the 27th International

レクトロニック ジャーナル 22th，テクニカル

Conference on Micro-and Nano-Engineering,

シンポジウム予稿集，電子ジャーナル，P9-P19

213p（2001.9）（1997）（27）大場隆之：“0.13 μ m 以降のメタル配線技術の課題，エレクトロニック ジャーナル 22th”，

30（37）米田他，島田理化技報第 10 号，8p（1998.12）液晶基板洗浄の関連（38）石部，竹森：“枚葉レジスト剥離装置の開発”，

当社における産機事業の技術の変遷

島田理化技報，No.11（1999）（39）野田，堀邊，宮本，大家，葛本，片岡，大石，大森，畠，安藤：“高濃度オゾンガスを用いた

No.16（2004）（58）村松，椛田，冨田：“焼入れ用高周波高速イン
バータ”，島田理化技報，No.17（2006）

レジスト剥離技術及び装置の開発”，島田理化
技報，No.12（2000）（40）斉藤，湊：“アッシング装置”，月刊 Semiconductor
World（1993.7）（41）高梨ら：“光アッシング技術”，Semicon News
（1988）（42）大家，野田，宮本，葛本：“第 8 回日本オゾン

筆者紹介
産機事業本部
島田製作所
技師長

安藤 英一

協会年次講演会講演集”，（1999）（43）Natraj Narayanswami and Steve Nelson：
UCPSS（1998）（44）萩原，本多，杉本，堀池：“G5-M 角洗浄装置の要素技術開発”，島田理化技報，No.15（2004）
精密洗浄の関連

産機事業本部
島田製作所
高周波技術部竹森 雅史（45）大和田達郎：“減圧洗浄ユニット”，島田理化
技報，No.11（1999）（46）西澤克広，安井亨，岩元真居：“中周波洗浄シ

産機事業本部ステム”，島田理化技報，No.15（2004）

島田製作所（47）米田尚史，石川博章，安藤英一，園田治毅，

生産管理部

大森雅司，古藤悟：“洗浄槽の流れの解析”，島堀崎 邦夫

田理化技報，No.9（1997）（48）製品紹介：“大型マスク基板用洗浄装置”，島田理化技報，No.17（2006）（49）製品紹介：“マイクロバブルを用いた洗浄システム”，島田理化技報，No.16（2005）（50）大和田達郎，滝下和宏，立幅義人，園田治毅：“光学部品洗浄装置の搬送機構の改善”，島田理
化技報，No.17（2006）
高周波加熱の関連（51）石間，網倉，田内，吉田：“業務用電磁調理器
ユニット”，島田理化技報，No.8（1996）（52）製品紹介：“電磁調理器ユニットシリーズ”，
島田理化技報，No.10（1998）（53）寺川，木村：“新型高周波発振器 SBT-200”，
島田理化技報，No.11（1999）（54）高橋勘次郎他：“高周波の工業への応用”，東京電機大出版局，（1997）（55）田内，塚本，木村，寺川：“ECO 型真空溶解用 600kW インバータ”，島田理化技報，No.13（2002）（56）田内良男：“超小型「高周波電源ユニット・Dシリーズ」”，島田理化技報，No.15（2004）（57）製品紹介：“鋼板加熱装置”，島田理化技報，

31

【技術開発】
電子部門

〈技術開発〉

当社のマイクロ波ロータリージョイント森智之

Tomoyuki MORI

細田裕一

Yuichi HOSODA

1．まえがき島貫昌喜

Masayoshi SHIMANUKI

伊藤

Hisato久人

ITOH

ナプローブ型，T バー型，リッジ型及びドアノブ型（2）などがある（1）。図 1 にドアノブ型モード変換部の『ロータリージョイント』という言葉は，機械的電磁界分布と構造を示す。矩形導波管部の伝送基本に回転しながら目的のものを伝える機能を有した部

モードは TE10 で特性インピーダンスは標準導波管

品や装置の製品名に使われている。目的のものとは，の場合，使用帯域において 400 Ω〜 450 Ωとなる（3）。

液体（水，油）や気体（水蒸気）あるいは光（通信また，同軸線路部の伝送基本モードは TEM で特性用）であったりする。

インピーダンスは任意であるが，通常高次モードのここではマイクロ波帯の電波を伝送することを目的とした『マイクロ波ロータリージョイント』を指発生や機械的強度及びインピーダンス整合を考慮して 30 Ω〜 60 Ωに設定する。

している。
（以後，ロータリージョイントと記す）
例えば，レーダのアンテナは空間の指定された方位

色は電界強度の強さを表す。
青→緑→赤と電界の集中度が高まることを示している。

に対し，マイクロ波を発射しその反射波を捉えることで探知機能を果たすが，この場合，回転するアン
テナと固定設置の送受信装置は回転自在のマイクロ波給電系であるロータリージョイントを介して接続されなければならない。そのほか最近では医療用加速器において高エネルギー化したマイクロ波の給電などにもロータリージョイントが使われている。本稿では当社が製品化した各種のロータリージョイン
トの動作原理や応用例などを紹介する。

2．導波管型 2 チャネルロータリージョイント
2.1

動作原理

図1

ドアノブ型モード変換部の電磁界分布

図 1 において伝送モードが変換され，それぞれの伝送線路において基本モードの波長が異なる様子

導波管型ロータリージョイントの機能は，固定が良く分かる。注意しなければならないのはモード側の矩形導波管から入力したマイクロ波を，機器変換部の耐電力で，電界が集中しないような端部形を回転させながら給電系伝送線路として低損失，低状にし，インピーダンス整合効果も踏まえモード変変動特性を維持しつつ，回転側の矩形導波管に出力換部の導波管寸法を最適に選ぶなどの工夫が必要とすることである。動作原理の要点は，矩形導波管のなる。

伝送基本モード TE10 から回転対称の伝送基本モー

例えば矩形導波管の耐電力理論式を式（1）に示し，ドに変換することであり，複数チャネルの場合は同工夫例を説明する。ここで a，b は導波管口径の長軸 TEM モードを選ぶことが多い。また，後述する辺，短辺，μ0 は真空の透磁率（＝ 4 π×10−7H/m），

高電力用途でかつ単チャネルの場合は，円形導波管

ε0 は真空の誘電率（＝ 8.854×10−12F/m），f C は導TM01 モードを選ぶのがよい。ここでは矩形導波管

波管のカットオフ周波数，f は伝送周波数，E b は絶TE10 モードと同軸 TEM モードの変換方法の例を

縁破壊電圧（＝ 2900V/mm），K は気圧，温湿度，説明し，2 チャネル型を構成する方法を記す。

パルス幅，負荷 VSWR，導波管形状などによる補矩形導波管と同軸線路の変換方法として，アンテ

（5）
（6）
（7）
正係数である（4）。当社は工夫の一つとして，

35島田理化技報No.18（2006）

導波管長辺寸法を広げることで耐電力の向上を図

ドアノブ型
モード変換部

り，同時にインピーダンス変成比の低減効果として広帯域インピーダンス整合を実現している（8）。

⎧
⎫
⎪ a·b
⎪
ƒ c ⎫2⎧
Pb = ⎨
1−⎬ · Eb2・K [W] ………（1）⎩ƒ ⎭ ⎪⎪ 4 μ0⎩ ε0⎭

第 1チャネル-入力

第 2 チャネル-入力

回転側（赤色部）
固定側（青色部）

第 1チャネル用同軸管
第 2 チャネル-出力
第 2 チャネル用同軸管

第 1チャネル-出力

A部

2.2

多チャネル化の構造

ドアノブ型モード変換部の同軸管内部に，さらに

図 2 導波管型 2 チャネルロータリージョイントの構造

もう一本の同軸管を通すことで 2 チャネル化を図る
ことができる。この方法を繰り返すことで，多チャネル化を実現できるが，ここでは 2 チャネル型について紹介する。図 2 に導波管型 2 チャネルロータ
リージョイントの構造図を示す。回転側のドアノブ型モード変換部はチョークを配置し，非接触構造を形成している。また，A 部は前記した耐電力向上の目的で矩形導波管の長辺寸法を広げている。耐電力を向上させる他の方法として導波管の内部を加圧することがある。この場合，矩形導波管のフランジを気密型にするだけでなく，回転部にシールリング

図 3 X 帯導波管型 2 チャネルロータリージョイントの外観を装着し，気密構造にする必要がある。図 3 に X
帯導波管型 2 チャネルロータリージョイントの外観を示す。

回転側中心導体

3．同軸接触型多チャネルロータリージョイント
3.1

回転側外部導体

1 チャネル型ロータリージョイント

図 4 に接触型 1 チャネルロータリージョイントの構造を示す。同軸伝送線路の中心導体と外部導体

固定側外部導体

を固定側／回転側の境界面で接触回転させ，給電系
伝送線路として低損失，低変動特性を維持する方法
で，広く普及している。動作原理の要点は，伝送基本モードが回転対称の同軸 TEM モードのため，伝固定側中心導体

図4

同軸接触型 1 チャネルロータリージョイント

送線路としての不連続を一定範囲に押さ込めばよいということである。
3.2

ストリップリング多チャネル化の構成

多チャネル化の方法として『2 点給電ストリップ

回転側給電線リング方式』を紹介する 。図 4 に示す 1 チャネル（9）型との組み合わせが基本となっており，1 チャネル
型同軸線路外導体の外側に 2 チャネル目以上を構成する方法で，構造を図 5 に示す。

固定側給電線

図 5 において，第 1 チャネルは図 4 で説明した
単チャネル型の構造で，第 2 チャネル以上は当社が36

図5

多チャネル化の構造

当社のマイクロ波ロータリージョイント開発した『2 点給電ストリップリング方式』である。
以下，
ストリップリング方式の動作原理を説明する。
3.3

1 点給電ストリップリング方式の動作原理

まず，1 点給電方式の動作原理を説明する。図 6

ε eff ：ストリップリングを形成する基板の実効誘電率
D ：ストリップリングの直径
λ：自由空間波長に 1 点給電方式の動作モデルを，図 7 にその等価回路を示す。図 7 の等価回路の伝送特性を計算すこのように 1 点給電ストリップリング方式は，伝るために回路を対称軸で分割し，Even，Odd モード

送特性がストリップリングの直径に依存するので，解析をした結果，S パラメータは次式で与えられる。

動作周波数の波長に対しストリップリングの直径が無視できる周波数範囲でしか使用できない。この欠S11=点を解決するために『2 点給電方式』を考案した。

2⎧ Z ⎫−⎧2＋ tan θ 2 ＋ tan θ 1 ⎫⎩Z0 ⎭ ⎩ tan θ 1 tan θ 2 ⎭

次項でこの方式の動作原理を説明する。

…（2）⎧ ⎧ Z ⎫2 tan θ 2 tan θ 1 ⎫ Z
j⎨2＋ ＋ ＋ ⎬＋ { tan θ 1＋tan θ 2−cot θ 1−cot θ 2 }⎩ ⎩ Z0⎭ tan θ 1 tan θ 2 ⎭ Z0

Z
−j （ tan θ 1＋tan θ 2−cot θ 1−cot θ 2 ）
Z0
S21=
…（3）
2
⎧ ⎧ Z ⎫ tan θ 2 tan θ 1 ⎫ Z⎨2＋ ＋ ＋ ⎬＋j { tan θ 1＋tan θ 2−cot θ 1−cot θ 2 }⎩ ⎩ Z0⎭ tan θ 1 tan θ 2 ⎭ Z0

3.4

2 点給電ストリップリング方式の動作原理

図 8 に 2 点給電方式の動作モデルを示し，図 9にその等価回路を示す。図 9 の回路は対称であり
点 P1 と点 P2 の電位は等しいのでこの点を短絡しても開放しても回路の性質は変わらない。これより 2
点給電形は 1 点給電形ストリップリングの直径を半分にしたのと等価であり，図 9 の等価回路は図 10のように変換できる。図 10 の等価回路の A 点における正規化アドミタンス Yin/YO は式（5）で示され式（2），（3）から，反射特性はストリップリングのる。

電気長即ち直径に依存することがわかり，その最大値となる正規化アドミタンスは式（4）で与えられる。

YinZ0⎧ π 2D ε eff ⎫ ………（4）= j2 tan
⎩ λ
⎭
Y0
Z

ここで

Z0
ストリップラインリング
固定側

Z0

Z

回転側

図6

4M1M3
Yin 2（ M22−M12＋M32 ）
……（5）
j
=
2
2
2 ＋
Y0 （ M1＋M2 ）＋M3
（ M1＋M2 ）＋M32

1 点給電方式の動作モデル

⎧
θ2
θ1 ⎫
tan
tan ⎪
⎪
2
2
Z ⎫
M1 = ⎧
⎬
＋
−⎨ 2＋
θ1
θ2
⎩ 2Z0 ⎭ ⎪
tan
tan ⎪
2
2 ⎭
⎩
2

Z ⎫
＋
⎩ 2Z0 ⎭

M2 = 2＋⎧

θ1
Z0

Z0

2

M3 =

tan
tan

θ2
2

θ1
2

tan
＋
tan

θ1
2

θ2
2

θ1
θ2
θ1
θ2⎫
Z ⎧
tan ＋ tan − cot − cot
2
2
2
2⎭
2Z0 ⎩

φD
Z

式（5）で求めた正規化アドミタンスに対し，整合回路を付加すれば動作周波数において実用上問題に

θ2

図7

ならない反射特性が全ての回転角度において実現で1 点給電型等価回路

きる。

37

島田理化技報No.18（2006）

2Z0

Z0

固定側

φD
2Z0

2Z0
Z

2Z0
Z0

回転側

図8

図 11 同軸接触型 2 チャネルロータリージョイントの2 点給電方式の動作モデル

外観

2Z0
θ2
2Z0

θ1

2Z0

φD
P1

P2
θ1

Z
θ2

2Z0

図9

2 点給電方式の等価回路
2Z0
φD/2

4．同軸非接触型多チャネルロータリージョイント

Z

Z0

接触型の同軸ロータリージョイントについて前項

θ1

A

θ2
2Z0

2Z0
φD/2

で説明した。ここでは『非接触型』で同軸インター
フェースのロータリージョイントについて説明す
る。

Z
θ1

図 10

同軸／導波管 全 3 チャネルロータリージョ
イント

θ2
2Z0

図 12

図 9 と等価な変換後の回路

4.1

動作原理と構造

固定側の同軸伝送線路に入力されたマイクロ波はストリップラインモードに変換後，同相同振幅で N分配されて同軸管の内部導体に対し N ヵ所で励振

3.5

同軸接触型 2 チャネルロータリージョイント

し，同軸 TEM モードに変換される。この同相同振図 11 に同軸接触型 2 チャネルロータリージョイ

幅の分配器は，任意の特性インピーダンスに変成す

ントの外観を示す。

ることができるので，分配数 N と同軸管の特性イ

3.6

ンピーダンスは一義的に決定できる。

応用製品

図 12 に同軸接触型 2 チャネルロータリージョイ

図 13 に同相同振幅ストリップライン 4 分配器のントと矩形導波管 1 チャネルロータリージョイント

形状を示す。同軸モードを生成した後，この同軸管を組み合わせ，3 チャネルロータリージョイントを

は固定側と回転側の内外導体境界部にチョークを配構成した製品を示す。

置し，機械的には非接触回転を実現し，動作周波数38当社のマイクロ波ロータリージョイント

ストリップライン

同軸管
入出力部

図 13
同軸部
外導体チョーク

同相同振幅ストリップライン型分配器の形状
回転側同軸コネクタ
ストリップライン

固定側同軸コネクタ
中心導体チョーク

図 14

ケーブル貫通孔

同軸非接触型ロータリージョイントの構造（1 チャネル分）

帯においては同軸給電線路として低損失，低変動特4.2

多チャネル化性を維持している。回転側同軸管においては，固定

前項で説明した 1 チャネル分ロータリージョイン側と同様にストリップラインに分割給電され，同相トの同軸管の内側を別チャネルの同軸線路（例えば同振幅で電力合成されて回転側の同軸伝送線路に出

セミリジッドケーブル）を貫通配置し，1 チャネル力される。図 14 に 1 チャネル分の同軸非接触ロー分のロータリージョイントを管軸方向に積み重ねる

タリージョイントの構造を示し，図 15 にその外観ことにより，多チャネル構成を実現することができを示す。

る。図 16 は矩形導波管ロータリージョイントの同軸中心導体の内部空間に前記非接触型ロータリー
ジョイントに繋がる同軸ケーブルを 4 本通すことで，5 チャネルのロータリージョイントを実現した
構造図を示し，図 17 はその外観を示す。

5．円形導波管 TM01 モード型ロータリージョイント
固定側と回転側のインターフェースが矩形導波管
で，回転部分に円形導波管 TM01 モードを使用した
導波管ロータリージョイントが医療用直線加速器な
図 15

同軸非接触型ロータリージョイントの外観（1 チャネル分）

どの高電力給電系に用いられている。ここでは当社が製品化した円形導波管 TM01 モード型ロータリー
ジョイントについて説明する。

39

島田理化技報No.18（2006）

円形導波管
TM01 モード

TE10/TM01
モード変換部

矩形導波管
TE10 モード

図 16

5 チャネル型ロータリージョイントの

図 18

構造図

円形 TM01 モード型ロータリージョイント
構造図

電界
磁界
TE11モード

図 19

TM01モード

円形導波管 TM01 モードと TE11 モードの電磁界分布性の変動が発生し，給電系としての要求を満たせな（11）
くなる（10）。このため，円形導波管の内径と伝送長は不要モードの抑圧を最優先している。以下，原図 175 チャネル型ロータリージョイントの外観

理を説明する。
円形導波管のモードに依存する遮断周波数 fc を5.1

動作原理と構造式（6）に示す（10）。

インターフェースである矩形導波管を伝送する基本モード TE10 を回転対称の円形導波管 TM01 モードに変換するため，固定側と回転側の 2 箇所にモーfc =C0 · Xmn[Hz] ………（6）π·D

ド変換部を配置している。図 18 に構造図を示す。
モード変換部は希望モードである円形導波管 TM01

ここで，C0，Xmn，D 及びπはそれぞれ光速，各モーモードが励振されるだけでなく，不要モードである

ドのベッセル関数の根，円形導波管の内径及び円周

TE11 も僅かに励振されてしまう。図 19 に円形導波率である。不要モード TE11 の遮断周波数は，希望管の TM01 モードと TE11 モードの電磁界分布を示

モードの TM01 の遮断周波数よりも低いので，モーすが，回転対称の TM01 モードに対し TE11 モード

ド変換部で TE11 モードが発生すると，円形導波管

は回転対称ではなく，このモードの成分が回転部のを伝送してしまい，前記の伝送特性劣化をまねく。

円形導波管に混在していると，回転した際に伝送特そこで，円形導波管部の TE11 モード伝送長を選ぶ

40

当社のマイクロ波ロータリージョイントことで逆相合成し，同モードの伝送を抑圧している。
このため，動作周波数の帯域が制限され，当社の場
合帯域幅は標準的に約 5％としている。図 20 は矩形導波管からモード変換部を経て円形導波管 TM01
モードが発生する様子を電磁界解析したものである。
本型式のロータリージョイントに限らず，回転側と固定側で軸ずれを有したまま装置に組み込んだとき，ロータリージョイントの導波管部に応力が発生
し，回転による繰り返し荷重を重ねることで疲労をまねく（12）。このような不具合を避けるため，図 21

図 22

S 帯 円形 TM01 モード型ロータリージョイ
ントの外観に示すような軸偏芯による回転時の変位や荷重を考慮して，事前に詳細な強度検討を実施している。また，耐電力を高めるため通常 SF−6 ガスを加圧充填するので，回転部の気密保持は重要な機械的性能

6．同軸外導体容量結合型ロータリージョイントとなる（13）。この結果，S 帯ではピーク電力 25MW，同軸ロータリージョイントの方式として固定側とC 帯ではピーク電力 16MW を問題なく給電してい回転側の中心導体は接触回転させ，外導体は容量結る。図 22 に S 帯円形 TM01 モード型ロータリージョ

合させることにより非接触回転を実現する同軸外導

イントの外観を示す。

体容量結合型ロータリージョイントについて記す。
6.1
色は電界強度の強さを表す。
青→緑→赤と電界の集中度が高まることを示している。

動作原理と構造

3.1 項で同軸接触型 1 チャネルロータリージョイ
ントを説明したが，この方式の外導体回転摺動部には金属ブラシを使用して固定側と回転側の外導体同士を接触させている。これに対し，この方式は固定側の外導体と回転側の外導体を平行板容量で電気的に接合することで非接触ながら同軸線路伝送特性を確保するもので，この方式によれば接触による摩耗が回避されるので長寿命性能が得られる（14）。図 23に断面構造を示し，図 24 にこの方式の等価回路を
示す。

図 20

円形 TM01 モード型ロータリージョイントの電磁界分布計算値

当社の開発した方式のもう一つの特長は，軸受けとして高分子ドライベアリングを採用することで低雑音化を図ったことである（14）。通常，軸受けとして金属製のボールベアリングを用いるが，この場合

導波管フランジ面に荷重を印加する

ボールベアリングのボールとレースとの間で，ロー固定面

色は応力の大きさを表す。
青→緑→赤と応力が大きくなることを示している。

タリージョイントの回転にともなう接触・非接触動作の繰返し動作が，漏れ電流に対しスイッチング作
用を起こし，電気的雑音の原因となる。本方式では電気的絶縁体である高分子ドライベアリングを使用するので，漏れ電流に対するスイッチング作用は起導波管フランジ面に荷重を印加する

最大応力発生箇所

こり得ない。図 25 に通信用に採用された当社の同軸外導体容量結合型ロータリージョイントの外観を
示す。

図 21

応力分布計算値

41

島田理化技報No.18（2006）

中心導体

回転側外導体ドライベアリングCOMPONENT DESIGN”，MICROWAVES &RF，NOVEMBER, pp.79-91,（1991）（5）G.K.HART，M.S.TANENBAUM：“HIGH
POWER BREAKDOWN OF MICROWAVECOMPONENTS”，Sperry Gyroscope Company,
pp.62-67, pp.199-205,（1955）

固定側外導体

図 23（6）GEORGE L.MATTHAEI，LEO YOUNG,
E.M.T.JONES：“MICROWAVE FILTERS,

同軸外導体容量結合型ロータリージョイン

IMPEDANCE-MATCHING NETWORKS,

トの断面構造A N D C O U P L I N G S T R U C T U R E S ”，
McGRAW-HILL BOOK COMPANY INC,

IN

OUT

pp.895-910,（1964）（7）J.Ciavolella：“Take the Hassle Out of HighPower Design”，MICROWAVES, June,
pp.60-62,（1972）

図 24

同軸外導体容量結合型ロータリージョイン
トの等価回路（8）特許第 1634072 号，発明の名称：高電力同軸導波管変換器（9）特許第 1585555 号，発明の名称：同軸型ロータ
リジョイント（10）小口 文一：“マイクロ波およびミリ波回路”，
丸善株式会社，pp.38-42，（1964）（11）清水 俊之，三原 義男：“マイクロ波工学”，
東海大学出版会，pp.77-86，（1967）（12）鵜 戸 口 英 善 他： 機 械 設 計 便 覧，pp.68-75，

図 25

同軸外導体容量結合型ロータリージョイン
トの外観（1992）（13）THEODORE S.SAAD：“MICROWAVEENGINEERS’HANDBOOK VOLUME 1”，

7．むすび
当社が製品化した各種のマイクロ波ロータリー
ジョイントを紹介した。マイクロ波帯の給電装置としては特殊機器の部類に属するが，今後も蓄積した技術を応用し，新たな要求にも応えていきたい。

8． 参考文献（1）G E O R G E L . R A G A N ：“ M I C R O W A V E
TRANSMISSION CIRCUITS”，McGRAW-HILL
BOOK COMPANY INC, pp.314-361,（1948）（2）細田 裕一：
“航空機搭載用ロータリジョイントの構造解析”，島田理化技報，No.16，（2005）（3）石井 宗典，東 生造，青木 俊男，大井 国夫：“マ
イ ク ロ 波 回 路 ”， 日 刊 工 業 新 聞 社，pp.13-14，（1969）（4）TAWNA WILSEY，GARD MEDDAUGH：“EQUATIONS AID BREAKDOWN-FREE

42

ARTECH HOUSE INC, pp.31,（1971）（14）特許第 3378093，発明の名称：ロータリ・ジョ
イント当社のマイクロ波ロータリージョイント

筆者紹介
電子事業本部
東京製作所
電子技術部

森 智之

電子事業本部
東京製作所
機械技術部

細田 裕一

電子事業本部
東京製作所
電子技術部

島貫 昌喜

電子事業本部
東京製作所
機械技術部

伊藤 久人

43

島田理化技報No.18（2006）〈技術開発〉

240W RF ドライバー
中村亮

Ryo NAKAMURA

永月

巧

Takumi EIGETSU鈴木君尚

Kimihisa SUZUKI

大竹正仁

Masahito OTAKE

良好な性能が得られたので報告する。

1．まえがき
がん治療における放射線治療は，手術，抗がん剤とともに重要な役割を果たしている。現在では技術の進歩により治癒の確率が高く，しかも副作用の少ない治療が実現されている。

2．放射線治療システムの概要
図 1 により医療用直線加速装置（リニアック）の構成と動作を説明する。
RF ドライバーで生成したピーク電力が数百 W

放射線治療システムのひとつとして，診察台にの RF パルス信号はクライストロンアンプに注入さ乗った患者の治療部分に X 線を照射する医療用直れ数 MW に増幅された後，加速器に導かれる。一方，

線加速装置（Linear accelerator 略称：リニアック）

電子銃から加速器に注入された電子は，前記 RF パがある（1）。

ルス信号のエネルギーによって光速近くまで加速さ

X 線照射の効果は，がん細胞の DNA に損傷を与れ、タングステンなどの金属ターゲットに衝突する

え細胞の増殖を抑えることで，最終的には死滅させことで X 線を発生する。発生した X 線は指向性がることができる。

低いためコリメータにより放射形状を整形し，がん

当社では，従来よりこのシステムに使用されるク細胞に照射される。

ライストロンアンプのドライブ用高出力 RF パルス

加速器に入力する RF パルス信号のエネルギーに信号発生器（名称：RF ドライバー）を製作している。

比例して電子の加速率が変わり，電子が金属に衝

近年，デジタル制御技術の進歩によりシステムと突した時に発生する X 線エネルギーが変動する（2）。

のインターフェース改良や，機能向上の要求が高効果的な治療を行うためには装置の X 線エネル

まってきたので，従来機種に代る新型装置を開発し，ギーの変動（揺らぎ）を最小限にする必要がある。

監視装置

電子銃

加速器

サーキュレータ

コリメータ

RF ドライバー

X線
クライストロンアンプ

診察台

パルストランス

ロータリージョイント

図1

44

医療用直線加速装置（リニアック）の模式図

240W RF ドライバー

今回開発した RF ドライバーでは，周波数安定度，3．RF ドライバーの構成

短期出力振幅変動及びパルス内振幅平坦度の改善に対し，特に注目した。

RF ドライバー（以下 本装置という）に要求され

図 2 に実際の放射線治療の様子を示す。

ている機能は以下の 4 項目である。
① RF パルスの生成② RF パルスの高電力増幅③ RF パルス信号の制御④監視制御インターフェース（対システム）
本装置は，図 3 のブロックダイアグラムに示すよ
うに高周波部，可変減衰器，結合器，検波器などのRF コンポーネントと制御回路，ALC 回路，表示部
及び交流電源を直流に変換する電源部で構成されている。
外観を図 4 に示す。

図2

放射線治療の様子

出典：財団法人倉敷中央病院

高周波部
PLO

DRV

PA

制御回路部

可変
減衰器

Pulse
mod.

PLL データ

RF 出力

検波器

ALC 回路制御回路

表示部

Sample
/Hold

CPU

積分アンプ

電源部

AC 入力

結合器

イーサ トリガネット 入力

図3

周波数制御
入力

電力制御
入力

改良型 RF ドライバーのブロックダイアグラム

図4

改良型 RF ドライバーの外観

45

島田理化技報

3.1

No.18（2006）

高周波部

パルスの制御に加え，イーサネットによるデジタ

PLO にて高安定な RF 信号を発生し，後段をドライブする DRV（ドライバーアンプ）のバイアス

ル制御を可能とした。
（2）テストモード機能

を間欠制御することにより，RF パルス信号を生成（3）

している 。

内部トリガ発生回路を追加し，外部からのトリ
ガパルス入力がなくても RF 出力を発生させるこ

PA はこの信号をピーク電力 350W 以上に増幅し，高電力 RF パルス信号として出力する。
PA は 250W 出力のトランジスタを用いた C 級動作パルスアンプで、2 合成にて所要の出力を得ていとができる。これにより簡易的に動作確認ができるため，システムインストール時の作業性が向上した。
（3）LCD 表示機能る。
3.2

LCD を採用したことにより，周波数と出力電制御部

力の他にパルス条件やアラーム情報を表示できる

出力レベル制御のために，高電力の RF 信号をようにした。

減衰させる可変減衰器と出力電力検出用の結合器，（4）自己診断機能

検波器，及び Sample/Hold 回路と積分アンプにて出力電力や周波数，および内部温度などを監

ALC（Auto Level Control）回路を構成している。

視し，異常時イーサネット経由で上位システム

この回路により RF パルスの出力レベルを安定にへアラーム報告をする自己診断機能をもたせ保つとともに，外部制御による出力電力設定機能をた。異常時には RF 出力をシャットダウンさせもたせている。

ることができるため，運用上の安全性が向上し制御回路に CPU を搭載することで周波数制御及びパルス繰返しの制御をするとともに，イーサネッ
トのインターフェースを介して，内部異常を上位システムに報告することを可能としている。
3.3

表示部

た。
4.2

主要性能

PLO を採用したことにより，周波数温度変動を2ppm 以下に抑え込んでいる。
以下，主要性能を示す。

表示部には LCD 表示器を用いることで周波数，
電力，パルス変調の各設定値や異常発生時のアラー

項

ムコードを表示している。

出力電力

240W 以上（5 〜 240W まで可変）

3.4

出力周波数

2856MHz

周波数温度安定度± 5kHz

RF 出力パルス幅

2 〜 12μsec

出力パルス繰返し

90 〜 420pps

レベルジッタ

0.25% 以下

周囲温度

＋ 10 〜 ＋ 50℃

電源部

AC−DC 変換回路を搭載した複数電圧出力の電源回路である。AC80V から 265V までの広範囲な入力電圧に対応できるため，世界各国での使用を可能にしている。

4．本装置の特長
4.1

新しい機能

機能面での大きな特長は，イーサネットによるデジタルインターフェース機能を追加したことである。従来の装置は周波数及び出力電力をアナログ
インターフェースで外部から制御していたが，この追加機能により上位システムとの監視制御インターフェースを拡張させることができる。
また，このデジタルインターフェースを利用して監視機能を追加し，安全性の向上を図っている。
改良された主要機能は下記の 4 項目である。
（1）RF 出力制御機能
外部アナログ入力による周波数，出力電力及び

46

目

仕

様

240W RF ドライバーに比べ各段に改善し，± 5kHz 以下を実現した。

5．技術課題
5.1

また，CPU でのソフトウェア制御処理を最適

周波数安定度化し，ハードウェア的には PLO のループフィル（1）システム要求

タの最適設計を行うことで，セットリング時間の設計条件を満たすことができた（4）。

医療用直線加速装置システムにおける加速器

図 5 に本器の周波数設定タイミングチャート

は，電子を効率よく加速できる周波数帯域が非常
に狭い。

を示す。
5.2

このため RF ドライバーには高い周波数安定度が求められる。

振幅変動

RF パルス繰返し周期毎の電力誤差により発生す（2）設計条件る短期出力振幅変動（レベルジッタ）とパルス内振PLO を採用することで周波数安定度の改善を

幅平坦度の 2 点に着目した。
5.2.1

図った。
この方式の場合，パルス周期毎に周波数制御信

短期出力振幅変動（レベルジッタ）（1）システム要求

号を読み込み，A/D 変換して PLL データを設定

クライストロンのエージングなどを含む幅広い

するタイミングと PLO がロックするタイミング

使用目的に対応するため，本装置の RF パルス周の時間短縮が課題となった。（セットリング時間）

期の下限を 90pps まで低くする必要がある。RF

セットリング時間は，基本的には RF パルス信

パルス周期の可変幅と ALC 動作，及びレベルジッ号の周期以下であれば良く，発振器の温度特性やタ（数分間における出力電力の変動）には密接な固体差を考慮し，前記周期の 1/2 以下を設計条件関係があり，レベルジッタ特性を規定値以内にとした。

抑え込むために ALC 安定度を高くしつつ，かつ（3）結果

ALC 応答時間を早めることが求められる。

PLO を採用することで周波数安定度は従来品

トリガ信号
周波数制御信号（DC 電圧）F1

PLL データ

F1

F3

F2

F2
制御処理
A/D データ平均化
PLL データ算出・設定
F2
F1

PLL 発振器
周波数

セットリング時間

PLL ロックアップタイム

F1

F2

RF パルス信号出力＊F1，F2，F3：RF 周波数

図5

周波数設定変更タイミングチャート47

島田理化技報No.18（2006）（2）設計条件

Gi ＝ t ÷（C × R）………………………………
（3）

レベルジッタを低減させるため，連続的補正が・t（sec）：RF パルス繰り返し周期（ALC 更

可能なアナログ積分アンプを用いた ALC 回路を

新周期）

（5）

構成した 。レベルジッタは，式（1）の ALC 応・C（F）：積分アンプのコンデンサ容量値

答時間を長くするほど安定するが，一方で従来と・R（Ω）：積分アンプの抵抗値同等（50ms）以下の応答時間を確保する必要が
ある。

（3）結果

また，ループの安定性を保証し，レベルジッタ
性能を確保できる条件は，式（2）に示す ALC ルー

最低繰返し周期 90pps にて安定な ALC 動作を実現し，規定のレベルジッタ性能が得られた。

プ利得で決まり，理論値と実験評価から 1.5 倍以

5.2.2

パルス内振幅平坦度（サグ）下である。設計値としては RF パルス周期下限値（1）システム要求

90pps にて ALC ループ利得を 1.3 倍とした。こ

周囲温度及び自己発熱によるパルス内振幅平坦

れにより ALC 応答時間は，8.5ms（計算値）となっ度の所要性能を，強制空冷方式のみで満足させるた。これを満たす積分アンプ利得を式（3）にて必要がある。

算出し，C，R 値を決定した。

（2）設計条件
所要のサグ特性を満足するためには，実験結果

ALC 応答時間（sec）＝から高周波部の温度変化を 15℃以下に抑えるこt÷ALC ループ利得………………（1）とが必要である。このため，高周波部が高温の時はファンにより冷却し，低温時はヒーターを使ALC ループ利得＝

い所定の温度に保つ方式とした。またコールドVsens×Psens×Gi ………………（2）スタート時ウォームアップ時間の短縮のために，ヒーターによる加熱時間制御を考慮する必要があ・Vsens（V/dB）：出力電力変化に対する積
分アンプ入力電圧変化
・Psens（dB/V）：積分アンプ出力電圧変化
に対する出力電力変化
・Gi：積分アンプ利得る。
設計においてこれらの条件を考慮し，ヒーター
発熱量やヒートシンク形状，風量等を条件に熱シ
ミュレーションを行い最適化を図った（6）。図 6 に高周波部の熱シミュレーション実施例を示す。

図中の数値は温度（℃）を示す。

図648高周波部の熱シミュレーション実施例

240W RF ドライバー（3）結果

法”，総合電子出版社，pp.48-68，（1994）

周囲温度＋15 〜＋50℃において高周波部の温度変化を 12℃に抑えた。これにより，サグ特性
は設計値（0.2dB 以下）を満足することができた。図 7 に常温時の代表的な RF パルス信号波形，（5）岡村 廸夫著：“解析ノイズ・メカニズム”，

CQ 出版，pp.214-220，（1987）（6）伊藤 謹司

国峰 尚樹

著：“電子機器の熱対策設計”，日刊工業新聞社，pp.186-203，（1992）

図 8 にサグ特性の温度変化グラフを示す。

筆者紹介

サグ：0.11dB
10W/DIV

電子事業本部
東京製作所
電子技術部

サグ測定範囲中村 亮
2μs/DIV

サグ（dB）

図7

RF パルス信号波形（＋25℃時）

電子事業本部

0.3

東京製作所

0.2

永月 巧

電子技術部

0.1
0

10

20

30

40

50

60

周囲温度（℃）

図8

サグ特性の温度変化

6．むすび

電子事業本部
東京製作所
機械技術部

鈴木 君尚

電子事業本部

今回，周波数安定度と振幅変動の 2 つの課題に取東京製作所

り組み，当初予定した設計性能を満たすことができ電子技術部た。また，イーサネットデジタルインターフェース

大竹 正仁

機能を追加し，監視制御機能を充実させることができた。
開発した RF ドライバーはシステムインストール
時の扱い易さや運用時のウォームアップ時間の短縮など，
リニアックシステム内で使い易いものにした。
また，自己診断機能を入れることで運用時の安全性を向上した。

7．参考文献（1）国立がんセンター HP（2）亀井 亨木原 元央

共著：“加速器科学”，丸善，pp.18-24，（1993）（3）トランジスタ技術編集部編：“パワー MOSFETの実践活用法”，CQ 出版，pp.31-41，（2000）（4）小沢 利行

著：“PLL シンセサイザ回路設計

49

島田理化技報No.18（2006）〈技術開発〉

レーダ性能評価システムにおける減衰器，移相器制御データ決定の高速化
浜田

深造

永月

Shinzou HAMADA巧

川井

Takumi EIGETSU

雄一

Yuichi KAWAI

1．まえがき2．構成

アレイアンテナ制御装置（以下本装置という）は，

2.1

システム構成レーダ性能評価のためにレーダをとりまく電波環境

アレイアンテナは，被測定物を中心とする球面上の模擬を行なうシステムの一部として被測定物へのに配置された多数のアンテナから構成されており，

電波目標波，電波環境波の到来角度の制御を行う装図 1 のように各々のアンテナに直列に減衰器と移置である。図 1 に多数のアンテナで構成されるア相器が接続される構成となっている。電波放射位

レイアンテナの一部と，被測定物との関係を示す。

置の制御は，電波放射位置を含む三角形を構成する

本装置は電波放射位置制御方式として，位相合成

隣り合う 3 アンテナの出力の振幅を各々に接続され方式を採用している。これは隣り合う 3 アンテナのている減衰器で制御することにより行う。図 1 の出力の振幅を制御することにより 3 アンテナで構成

ように 3 アンテナの位置座標を各々（Az1，El1），

される三角形内の任意の位置から合成波を放射させ（Az2，El2），（Az3，El3），電波放射位置座標を（Azt，る方式である。

Elt）とした時の各アンテナの出力振幅比を計算に

本稿では，本装置の電波放射位置制御で実施してより求め減衰器を制御する。また，減衰器の位相特いる減衰器による振幅制御データ（以下減衰器制御性による各アンテナの位相のずれを補正するためにデータ）と移相器による位相補正データ（以下移相移相器の制御を合わせて行う必要がある。

器制御データ）
決定方法の高速化について報告する。

P1, P2, P3：電波放射を実施する3アンテナ
Az1, Az2, Az3：3アンテナのアジマス座標
El1, El2, El3：3アンテナのエレベーション座標
Azt：合成波のアジマス座標
Elt：合成波のエレベーション座標
θAz：アジマス方向電波到来角度
θEl：エレベーション方向電波到来角度

P1
P2

P3

El
P1（Az1, El1）

アレイアンテナP2（Az2, El2）

θEl

被測定物

θAz

電波到来方向
アンテナ

図１

50

減衰器

移相器

電波放射位置制御概略構成（Azt, Elt）

Az

P3
（Az3, El3）

レーダ性能評価システムにおける減衰器，移相器制御データ決定の高速化

3．減衰器，移相器制御方法
3.1

スタート

従来の方法

ステップ1

計算により求めた各アンテナの出力振幅比の実現

減衰器，移相器を制御データ0で制御した時の減衰量，位相量を相対的に0［dB］，0［ ］とみなす。

と各アンテナ間の位相をそろえるため，各アンテナに直列に接続されている減衰器及び移相器を制御する。この時，減衰器の位相特性が出力信号の位相に

ステップ2
目標値（減衰量Ad［dB］，
位相量0［ ］）の設定

影響し，移相器の減衰特性が出力信号の振幅に影響する。このため，両方の影響を同時に相殺しながら減衰器と移相器の減衰量と位相量を設定する必要が
ある。

ステップ3
減衰器減衰特性より減衰量が（Ad）となる減衰器
制御データ（X1）を求める。（図3①，②）

従来は，作業者が出力信号の振幅と位相をモニタしながら，スイッチボックスを使用して直接減衰器
及び移相器を制御し最適な振幅，位相を得る制御
データを求めていた。この方法では 1 アンテナ当た
り数時間もの時間を要していたため，数百個ものアステップ4減衰器位相特性より位
相変化分（Pa1）を求める。（図3③，④）ンテナで構成されるアレイアンテナの場合数ヶ月かかることになり現実的ではない。
3.2

新制御方式

あらかじめ各アンテナに直列に接続された減衰器，移相器各々の減衰特性，位相特性を測定しておき，ソフトウェア処理により短時間で，必要な振幅比を実現し位相をそろえるための減衰器制御デー
タ，移相器制御データを求める。以下に制御手順を
図 2，図 3 を参照して説明する。

ステップ8

ステップ5

減衰器減衰特性より減衰量が（Ad−（Ap1−Ap0））となる減衰器制御データ
を新たなX1，Ap1を新たなAp0とする。

移相器位相特性より位相変化分（Pa1）をキャンセルする位相（360°−Pa1）となる移相器制御データ（Y1）を求める。（図3⑤，⑥）（1）各アンテナに直列に接続された 1 組の減衰器，移相器に対して制御データ 0 で制御した時の出力

ステップ6移相器減衰特性より減衰
量変化分（Ap1−Ap0）を求める。（図3⑦，⑧）信号の減衰量，位相を相対的に 0［dB］，0［ ° ］とみなす。
（図 2 ステップ 1）（2）計算により求めた 3 アンテナの振幅比及び位相差ゼロを実現するための目標値（減衰量 Ad［dB］，
位相量 0
［°］
）を設定する。（図 2 ステップ 2）（3）減衰器減衰特性より減衰量（Ad）を実現する
減衰器制御データ（X1）を求める。（図 2 ステッ
プ 3，図 3 ①，②）（4）減衰器位相特性より，減衰器制御データを 0 から X1 に変化させた時の位相変化分（Pa1）を求める。
（図 2 ステップ 4，図 3 ③，④）（5）移相器を制御することにより減衰器で発生した位相変化分を相殺するため，移相器位相特性

ステップ7
NO

減衰量誤差判定（Ap1−Ap0）＜ 許容誤差

YES
ステップ9
減衰器制御データX1，移相器制御データY1を減衰
量Ad［ dB］，位相量0［ ］を実現する制御データと決定する。

よ り 位 相変 化分（Pa1）をキャンセルする位相（360°−Pa1）を実現する移相器制御データ（Y1）を求める。
（図 2 ステップ 5，図 3 ⑤，⑥）

エンド

図 2 減衰器，移相器制御データ決定フローチャート

51

島田理化技報No.18（2006）

表1（6）移相器減衰特性より，移相器制御データを 0
から Y1 に変化させた時に生じる減衰量変化分

No.

（Ap1−Ap0）を求める。（図 2 ステップ 6，図 3⑦，⑧）（7）（6） で 求 め た 減 衰 量 変 化 分（Ap1−Ap0） を減衰量誤差として判定する。（図 2 ステップ 7，
図 3 ⑧）（8）（7）の誤差判定の結果許容できない場合，減衰器で生じる減衰量誤差（Ap1−Ap0）を差し引いた減衰量（Ad−（Ap1−Ap0））を新たな目標値とし，減衰器減衰特性より減衰量が目標値（Ad−（Ap1−Ap0））となる減衰器制御データを

電波到来角測定結果

設定値［ ］

測定値［ ］

誤 差［ ］

AZ

EL

AZ

EL

AZ

EL

1

10.00

10.00

9.990

9.989

−0.010−0.0112

10.00−10.00

9.988−10.073−0.012−0.0733−10.00−10.00−9.984−10.055

0.016−0.0554−10.00

10.00−9.99010.001

0.010

0.001

5

0.00

0.00

−0.035−0.041−0.035−0.041

6

0.00

0.45

−0.021

0.425−0.021−0.025

7

0.00

0.90

0.001

0.863

0.001

−0.037

8

0.00

1.35

0.005

1.361

0.005

0.011

9

0.52

0.00

0.533

−0.0400.013−0.040

10

−0.52

0.00

−0.570−0.043−0.050−0.043

新たな X1，Ap1 を新たな Ap0 とし（4）〜（7）を繰り返す。
（図 2 ステップ 8）

3.3

レーダ性能評価システムへの応用（9）（7）の誤差判定の結果許容できる場合，減衰器

アレイアンテナ面上の任意の位置から電波放射す

制御データ X1，移相器制御データ Y1 を減衰量るためには，電波放射位置を含む 3 アンテナの振幅

Ad［dB］，位相量 0［ ° ］を実現する制御データと比を任意に設定する必要がある。また，実際には各決定する。
（図 2 ステップ 9）

アンテナへの配線長の違いを吸収するため，さらに（10）上記（1）〜（9）を 3 アンテナに接続されて減衰量，位相を補正する必要がある。一方，3.2 項

いる各々の減衰器，移相器の組合せについて実施に示すアルゴリズム及び補正処理をシミュレーショ

する。

ン時間内にリアルタイムで実施することは困難である。したがって，実現する減衰量対減衰器制御デー
⑧

減衰特性

10

60

8

50
40

①

30

Ad

20
10
0

0

10

② X1

30

40

50

60

位相特性

6
4

Ap1

2
0
−2

0

90

180

270

360

Ap0

−4
−6

−10

減衰器制御データ［dB］

減衰器

減衰特性

−8

70

⑦ Y1

移相器制御データ［ ］

移相器

⑤

360

移相器

減衰量誤差：Ap1−Ap070

減衰量データ［dB］

減衰量［dB］

減衰器

位相特性

360

位相量データ［ ］

360°−Pa1

位相量［ ］

270

④

180

90

0
0

Pa1

10

③ X1

30

40

減衰器制御データ［dB］

図３

52

50

60

70

270

180

90

0

0

90

180

移相器制御データ［ ］

減衰器，移相器の減衰特性および位相特性

270⑥ Y1 360レーダ性能評価システムにおける減衰器，移相器制御データ決定の高速化

タ・移相器制御データの組合せを，減衰器によって決まる減衰量の全制御範囲にわたりあらかじめ求
めておく方法を採用した。そしてシミュレーション
中に変化する 3 アンテナの振幅比に応じた制御デー
タを検索し，減衰器，移相器をリアルタイムに制御することにより電波放射位置の制御を行う。本方式によれば，数百個ものアンテナの場合でも約 2 時間で全制御データを求めることができる。表 1 に本方式で求めた制御データを用い電波放射位置を制御した場合の電波到来角測定結果を示す。この結果より電波到来角度精度の仕様（0.1°以内）を満足し，本方式が有用であることを確認できる。

4．むすび
本方式の採用により，従来の人手による方法では膨大な時間がかかる処理を短時間で行うことができるようになった。
今後は，制御データ取得時とシミュレーション実
行時との環境温度変化による接続ケーブル等の膨張収縮に伴う位相量の変化をいかに補正するかが課題
である。

筆者紹介
電子事業本部
東京製作所
電子技術部

浜田 深造

電子事業本部
東京製作所
電子技術部

永月 巧

電子事業本部
東京製作所
電子技術部

川井 雄一

53

島田理化技報No.18（2006）〈技術開発〉

Ka 帯衛星通信地球局用アップコンバーター，ダウンコンバーター
拮石

真一郎

Shinichiro HANEISHI

生駒

俊治

田添

Toshiharu IKOMA

晃

Akira TAZOE松永和之

Kazuyuki MATSUNAGA

たダブルコンバーション方式を採用し，ローカル発

1．まえがき振器はデュアルループ PLL 方式を採用し低位相雑

人工衛星を中継機として利用する衛星通信地球（2）
音化を図った（1）。送信帯域に近接する不要波を抑局用に Ka 帯アップコンバーターとダウンコンバー

圧する目的で導波管フィルターを採用している。まターを開発した。アップコンバーターは UHF 帯のた，監視制御部として，本装置の後段に接続される

IF 信号を 28GHz 帯の RF 信号に周波数変換した後，TWTA（進行波管増幅器）の送信電力モニターと，後段の進行波管増幅器（TWTA）に注入するととインドアユニットとの通信を行なう監視制御ボード

もに，TWTA からの送信信号を監視する機能を有及び電源部で構成している。

し，ダウンコンバーターは人工衛星からの 18GHz

送信チャネル切り替えは，外部制御信号に基づ

帯 RF 信号を UHF 帯の IF 信号に周波数変換する

くローカル発振器の周波数切り替えによって行わ機能を有している。今回，開発機を評価し良好な結れる。また，ビットレートに追従して送信電力を可果を得たので報告する。

変する機能，回線状態により送信電力を可変する機能，さらに送信系のレベル変動の補正機能も備えて2．アップコンバーター
2.1いる。図 1 にアップコンバーターとダウンコンバー

構成

ターの関係を説明するブロックダイアグラムを示

周波数変換方式としてスプリアス抑圧特性に優れす。

アップコンバーター
BPF4

RF 信号出力（TWTA へ）

ISO1

AMP3

BPF3

BPF2

MIX2

AMP2

BPF1

MIX1

EHM

導波管フィルター

×2

VVA

IF 信号入力
Vctrl

×2

MULT2

OSC2

TWTA 出力情報

AMP1

MULT1

OSC1

TWTA 出力モニター
監視制御ボード

監視制御信号

ネットワーク情報信号モニター

OSC3

OSC4

ダウンコンバーター
×2

RF 信号入力

AMP4

AMP5
COUP1

図1

54

BPF5

AMP6
MIX3

×2

MULT3
BPF6

AMP7

MULT4
AMP8

MIX4

Ka 帯アップ／ダウンコンバーターのブロックダイアグラム

BPF7

IF 信号出力Ka 帯衛星通信地球局用アップコンバーター，ダウンコンバーター

2.2

スプリアス抑圧フィルター2.3

送信電力制御周波数変換後の RF 信号には送信帯域の近傍に不本装置は送信波に対し，多値 PSK の適応変調方

要波（スプリアス）が含まれるため，これを抑圧す式を採用しており，変調方式に応じデータ伝送速度るために，十分な減衰量と低い通過損失のフィル（ビットレート）は 1.5Mbps 〜 51Mbps で可変する。

ターが要求される。このため，空洞共振器と誘導

このため，ビットレートに対応した送信電力を正確性窓で構成した直結形導波管フィルターを採用しに制御する必要があり，TDMA 信号の同期検波をた 。表 1 に得られたフィルターの性能，図 2 に行ないフレーム毎にアップコンバーターの線形利得

フィルターの構造，図 3 にフィルターの周波数特を可変することで，この機能を実現している。

（3）性を示す。このフィルターの特長は，入出力端に周辺回路との接続用にマイクロストリップラインを採用し小型化を図ったことと，6 次チェビシェフ特性とし，高減衰量を実現したことである。

この制御プロセスの概要を記す。
①外部装置と制御装置間の通信は，各スロットのガードタイム内で行なっている。
② TDMA 信号に同期させて検波器出力を読み込む
ため，外部装置との制御信号をトリガとしている。

表1

導波管フィルターの性能
項目③ 1 フレーム内で検波電圧の最大値を TWTA の出力と判断し，電力値に換算する。

評価結果

挿入損失

2.5dB

帯域内振幅偏差0.5dB

減衰量（Fo+0.75GHz）

36dB

VSWR

1.2

群遅延偏差

0.3ns

④電力換算結果から利得制御量を計算し，電圧可変減衰器の設定電圧を設定する。
⑤利得補正用の電圧可変減衰器の電圧設定は，1 フ
レーム間隔で行なっている。
2.4

TWTA 送信電力モニター回路

前 項 の 送 信 電 力 制 御 を 正 確 に 実 行 す る た め，
TWTA からの送信電力を正確にモニターできなけ

34mm
4
3

2

ればならない。図 4 に TWTA 送信電力モニター回
路のブロックダイアグラムを示す。この回路はシス

56

1テムのビットレートによる利得可変，回線状態による利得可変，送信系のレベル変動補正に対応するた

導波管フィルター
マイクロストリップライン

図2

め，送信電力モニターは 46dB の検出範囲が必要と31mmなる。そのため TWTA から送信される 28GHz 帯
信号を VHF 帯に周波数変換し，この VHF 信号に

導波管フィルターの構造

対しログアンプを組込んだ回路で検波している。
この結果，−3 〜＋43dBm の TWTA 送信出力を

F0−0.3

Ins.Loss, Return Loss［dB］

0

F0

所望の精度で検出することを実現した。得られた

F0+0.3TWTA 送信電力検波特性を図 5 に示す。
2.5

−10

得られた性能表 2 に今回得られたアップコンバーターの性能

Ins.Lossを，図 6（a）にアップコンバーターの外観，図 6（b）

−20にカバーをはずした内部を示す。

−30
Return Loss−40
F0−0.8

図3F0Frequency［GHz］

F0+0.8導波管フィルターの周波数特性55島田理化技報No.18（2006）TWTA 出力モニター
EHM（Even Harmonic Mixer）

28GHz 帯入力

検波電圧出力
検波器
×2

TWTA
ANT

アップコンバーター出力

図46GHz 帯
局部信号発振器

TWTA 送信電力モニター回路のブロックダイアグラム

54

出力電圧［V］

3
2
1
0
−1
−2
−15

−10

−5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

送信出力レベル［dBm］

図5
表2
項

TWTA 送信電力検波特性

アップコンバーターの性能

目

結

入力周波数

UHF 帯

入力周波数帯域

150MHz果

入力レベル− 10dBm nominal

出力周波数28GHz 帯

周波数安定度0.1ppm

変換利得

0dB

最大出力レベル

＋ 5dBm

帯域内振幅偏差

0.2dB

郡遅延特性

0.7ns

位相雑音特性− 65dBc/Hz@100Hz oﬀset− 75dBc/Hz@1kHz oﬀset− 75dBc/Hz@10kHz oﬀset− 85dBc/Hz@100kHz oﬀset− 105dBc/Hz@1MHz oﬀset

図 6（a） アップコンバーターの外観

図 6（b） アップコンバーターの内部

56

Ka 帯衛星通信地球局用アップコンバーター，ダウンコンバーター

信信号）は入力レベルが非常に低いため，S/N 比

3．ダウンコンバーター
3.1を十分確保する必要があり，入力部に低雑音増幅器構成を採用するとともに，周波数変換器前段に低損失のダブルコンバーション方式を採用し，低 NF 特性

導波管イメージ抑圧フィルターを配置し，NF 劣化を得るための低雑音増幅器，イメージ抑圧のためのを防いでいる。またログアンプの入力には，帯域制

バンドパスフィルター，18GHz 帯 RF 信号を UHF

限用の狭帯域水晶フィルターを配置し受信感度を確

帯 IF 信号に変換する周波数変換器で構成されてい保，−133 〜−125dBm のネットワーク情報信号をる。また，ダウンコンバーターはネットワーク情報

検出している。

信号として，受信電力検出信号も受信し，方向性結3.3合器で分岐して信号の一部をアップコンバーターに

表 3 に今回得られたダウンコンバーターの性能を，図 8 にダウンコンバーターの外観を示す。

フィードバックする機能を有している。
3.2

得られた性能ネットワーク情報信号検出回路

ネ ッ ト ワ ー ク を 管 理 す る た め の 情 報 は 受信信号（18GHz 帯）に含まれているため，これを検出し，送信系制御情報としてフィードバックしている。図 7 にネットワーク情報信号検出回路のブロッ
クダイアグラムを示す。この検出回路は受信信号を
VHF 帯に周波数変換し，ログアンプを組込んだ検出回路により，広いダイナミックレンジにおいて線形の検波電圧を得ている。ネットワーク情報信号（受ネットワーク情報信号モニター
ネットワーク情報信号

EHM（Even Harmonic Mixer）

検波電圧出力水晶フィルター 検波器
×4

ダウンコンバーター
ネットワーク情報信号（RF 信号）

RF 信号

図7
表3
項

2GHz 帯
局部信号発振器

ネットワーク情報信号検波回路のブロックダイアグラム

ダウンコンバーターの評価結果

目

入力周波数
入力周波数帯域幅
入力レベル
出力周波数

結

果

再生信号：18GHz 帯
網情報信号：18GHz 帯
1.2GHz
再生信号：− 65 〜 − 90dBm
ネットワーク情報信号：−115 〜 −130dBm
再生信号：UHF 帯
ネットワーク情報信号：18GHz 帯

雑音指数

1.3dB

変換利得

60dB

最大出力レベル0dBm

帯域内振幅偏差

0.8dB

郡遅延特性

0.8ns

図8

ダウンコンバーターの外観

57

島田理化技報No.18（2006）

4．むすび
衛星通信地球局用の Ka 帯アップコンバーターとダウンコンバーターを開発した。今後実用化に向け，生産技術も含め研究を継続する予定である。

5． 参考文献（1）D. H. Westwood：Noise Consideration for Solid
State Microwave Sources in High Capacity
FM Radio Systems, Telecommunications, April（1968）（2）V. Manassewtsch：Frequency Synthesizers
Theory and Design, John Wiley & Sons, Inc.,（1976）（3）S. B. Cohn：“Direct Coupled Resonator
Filters”，Proc. IRE, vol.45, pp.187-196, February（1957）

筆者紹介
電子事業本部
東京製作所
電子技術部

拮石 真一郎電子事業本部
東京製作所
電子技術部

生駒 俊治

電子事業本部
東京製作所
機械技術部

田添 晃

電子事業本部
東京製作所
電子技術部

松永 和之

58

【技術開発】
産機部門

〈技術開発〉

薄板加熱技術島津繁之

Shigeyuki SHIMAZU

鈴木

聡史

冨田

Satoshi SUZUKI

1．まえがき始

Hajime TOMITA

き方を改善し均一加熱を実現している（当社呼称「ループ電流キャンセル方式」表 1 参照）。

誘導加熱を利用して金属を加熱する場合，被加熱

ただし，非磁性材では誘導電流の浸透深さが深物が磁性材と非磁性材とでは，技術的難易度の点でく，表裏からの一巡する誘導電流が相殺され効率が大きな差がある。家庭でも良く使われている電磁調低下する。最悪，加熱できないという問題があった。

理器を例に挙げると，今ではアルミ鍋などの非磁性2.2

材の加熱ができる調理器もあるが，数年前までは非磁性材は使用できないとされていた。

トランスバース型加熱コイル

トンネル型で対応できない非磁性材の薄板に対しては，板面に対して垂直磁界を発生させるトランス

工業用誘導加熱技術も同様であり，非磁性材の薄バース型加熱コイルを使用する。しかし従来のもの

板を加熱するには，周波数の高い高周波発振器を使は，板材の幅変化への対応が難しく，エッジ温度の用するか，板面に対して垂直磁界を発生させる加熱調整も満足できる状況では無く，図 1 のように加コイルを使用し，温度分布を犠牲にして使用せざる

熱コイルの幅より板幅が狭い場合には，エッジ部分を得ない状況であった。

で発生する過加熱現象が問題となっていた。

工業用の薄板加熱は，その利用目的，材質，サイズ等の多様化が更に進み，ますますその需要が拡大

この現象を無くし，板幅が変化しても均一加熱できる技術が求められていた。

している。
本稿では，金属薄板（厚みが 10 μ〜 1mm 程度）の幅方向温度分布を改善することを主目的として開発された薄板加熱技術について報告する。

2．加熱コイルの構成及び特徴
表 1 に薄板加熱の分類を示す。誘導加熱で薄板を加熱する用途は多種多様であり，住宅用建材，自動車用部品，家電部品，飲料缶材料，食品包装用容器，金属箔などである。
薄板加熱で使用する加熱コイルは，厚板又は磁性材用のトンネル型と，主に非磁性用（磁性材も可）のトランスバース型とに大きく分類される。以下，それぞれの特徴を説明する。
2.1

トンネル型加熱コイル

厚板又は磁性材（キュリー点まで）の加熱に適し

図1

従来のトランスバース型温度分布

3．新トランスバース型加熱コイル

た加熱コイルで，磁界が板面に平行して発生し，渦今回，非磁性材の薄板を均一加熱するため，当社

電流が板の断面の周囲を一巡して流れるため，板幅で新しい加熱コイルであるリーケージ磁束リユースが変化しても使用でき，温度分布，効率共に良好で（以下 LFR：Leakage Flux Reuse という。）方式のある。通常，幅広材ではエッジ温度が高くなりやす

トランスバース型加熱コイルを開発した（特許申請

い欠点を持っているが，当社では，加熱コイルの巻中）。図 2 に本加熱コイルの外観を示す。

61

島田理化技報No.18（2006）

表1
金属材料

ワーク種類

厚さ（目安）

薄板加熱の分類

非磁性材（常温）

磁性材（常温）Al, SUS304, Cu, Mg 他

鋼板，SUS400 系，Ni

1mm 未満加熱温度

1mm 以上

全温度範囲

3mm 未満
キュリー点
未満

キュリー点
以上

3mm 以上
キュリー点
未満

キュリー点
以上

・ラミネート ・ラミネート ・ラミネート ・ハイテン鋼 ・ラミネート ・ハイテン鋼
・塗料乾燥 ・塗料乾燥 ・塗料乾燥
板
・塗料乾燥
板
・焼鈍
・焼鈍
・プレス前加 ・プレスクエ ・焼鈍
クエンチ
・合板圧接 ・合板圧接
熱ンチ（自動 ・プレス前加 （自動車部
・銅フープ材 ・ターゲット ・合板圧接
車部品）
熱
品）
焼鈍
材半田付け
・合板圧接
・PC 板加熱

工業加熱用途

トンネル型

ループ電流キャンセル方式（当社特許申請中）

◎

◎

○

◎

◎

全体加熱
トランスバース型

リーケージ磁束リユース方式（当社特許申請中）◎○○（冷却対策）

フェライトコア

部分トンネル型

エッジ加熱

横長ヘアピン型
フェライトコア使用

選 択 加 熱部 分 加 熱部分トランスバース型

8 の字方式
（当社特許
申請中）
電流と磁束

◎

◎

◎

◎

◎

◎

◎

◎

◎

◎

○

◎

○

◎

○

◎

○

△

◎

△

（フェライト無）○（フェライト無）○（フェライト無）

片面コイル（フェライト無）

縦長ヘアピン型
ヘアピン型
図中の記号説明

62

◎：最適

○：可能

△：可能（評価中）

薄板加熱技術

図2

新トランスバース型加熱コイル外観

加熱コイル

A

搬送方向

取付フレーム

エッジ補正部

搬送方向

A

図3

A-A断面図新トランスバース型加熱コイル構造

LFR 方式により，加熱コイル（一次コイル）の一次磁束の一部である薄板の外側を通過する漏洩磁束を有効に利用して，補正コイル（二次コイル）に発生させた逆起電力による電流を薄板両サイドに伝送し，一次磁束と逆方向の二次磁束を発生させ，薄全体を均一加熱することは困難で加熱コイルの構成が非常に複雑であった。

4．加熱評価結果
今回の LFR 方式の新トランスバース型加熱コイ

板の両エッジ部の磁束密度を抑え，温度上昇を緩和

ルでは，図 3 に示すように，従来型のトランスバー

させ均一加熱を可能とした。

ス型コイルに温度補正用のコイルが両サイドに構成

従来型のトランスバース型加熱コイルは垂直磁界されている。本加熱コイルの仕様を表 2 に示す。一のみを使用し誘導加熱していたため，加熱コイル幅

つの加熱コイルで多品種の板幅に対応可能であり，より狭い薄板はエッジ部に誘導電流が集中し，過加均一加熱が可能となった。

熱されていた。一般的解決方法として，板幅より狭

新トランスバース型コイルでの加熱試験を行った

い加熱コイルを使用し外側を除いた範囲を加熱した

結果，従来型コイルで発生したエッジ過加熱現象は後，更に別の加熱コイルを配置し，外側部分を再度無くなり，温度分布は 380℃±20 以内となり，均一

加熱する方法を採用しており，一つの加熱コイルで加熱が可能となった。（表 3，及び図 4 参照）

63島田理化技報

表2

No.18（2006）

新トランスバース型加熱コイル仕様

基本構成

加熱コイル部（一次コイル）・補正コイル（二次コイル）・フレーム部

対応薄板サイズ厚み 1mm 以下 幅 200 〜 500mm

加熱温度

室温 〜 400℃

周波数

5kH 〜 15kHz

電力

50kW 未満

冷却水冷 （純水不要）
水温5℃ 〜 35℃
比抵抗 4kΩcm 以上
硬度
CaCO3 換算 170ppm 以下

寸法

W1470 × H900 × D650mm（カバー，取付用架台などを除く）

質量

約 100kg

5．むすび
薄板誘導加熱技術の新型 LFR 方式トランスバー
ス型加熱コイルについて概要及び特長を説明した。
これにより，非磁性材の薄板均一加熱という大きな課題が解決できた。第 4 回サーモテック 2005 展に出展した際の薄板加熱装置においても，その反響は大きくサンプルテスト等の依頼が急激に増加している。
今後は，均一温度分布の高精度化，高温加熱用への応用，薄板と表面絶縁材との加熱接合の温度制御などが必要である。更なる改良を行い，薄板加熱技術を確立して行く。

表3

新トランスバース型加熱コイルテスト条件

項目

内容

薄板寸法

厚み 0.3mm × 幅 465mm

薄板材質

アルミ

産機事業本部

薄板送り速度

6m/ 分（加熱時間 約 2.5 秒）

島田製作所

加熱目標温度

380℃

使用発振器

SBT − EH100

高周波技術部

出力電力

約 24kW

発振周波数

13kHz

温度測定機器

赤外線サーモグラフィ装置「サーモトレーサ TH9100PWV」

温度測定環境

温度測定面には黒体塗料塗布
外気温 約 25℃

筆者紹介

島津 繁之

産機事業本部
島田製作所
高周波技術部
500.0
℃
437.5
375.0
312.5
250.0
187.5
125.0
62.5
0.0

500

温度℃

400
300
200
100
0
0

図4

64

50

100 150 200 250 300 350 400 462
mm

新トランスバース型加熱コイルの温度分布

鈴木 聡史

産機事業本部
島田製作所
高周波技術部冨田 始

〈技術開発〉

300mmSi ウェーハ対応枚葉式 2 流体洗浄装置の開発
美濃秀志

Hideshi MINO

1．まえがき
洗浄ツールとして 2 流体ノズルの開発がされて久しく，現在はバブルジェットや亜音速ジェット，
SS ジェット（超音速ジェット）など数種類が存在し，
フラットパネル用洗浄装置や半導体，精密洗浄用に数多く採用されている。
本稿では 300mm 対応枚葉式 2 流体洗浄装置の開原崎

忠晴

Tadaharu HARASAKI装置のフットプリントは 1300mm×2400mm で，バッチ式装置の半分以下のサイズにより，洗浄エリアへの装置レイアウトが容易である。
廃液は基本的に純水のみとして，省エネや環境負荷低減にも配慮している。
オプション機能として，オゾン水処理や薬液対応も考慮しており，ユーザーの要求に合わせた専用設計に対応が可能である。表 1 に主要性能を示す。

発内容について報告する。

2．装置の概要
本装置の外観（図 1）及びコンセプトを以下に示す。
（１）ハイレベルの異物除去能力（２）省フットプリント（３）省エネルギー

表1

主要性能

項目

仕様

ウェーハサイズφ300mm

処理プロセス純水
SS ジェット
→
→ 乾燥
リンス
洗浄

処理能力

75 枚 /hr

チャンバ数

2

FOUP 数2

搬送ロボット1台

所要用力

AC100V
AC200V
純水
ドライエア
N2
CO2
排気量

装置寸法

W2400 × H2300 × D1300mm

2kVA
50kVA
20L/min
50NL/min
800NL/min
2L/min40m3/min3．SS ジェット洗浄の原理
キャリアガス（N2 又はドライエア）を 2 流体ノズルに流し，そこへ純水を供給すると，ガス中で純
図1

装置外観

水は小液滴となる。小液滴はキャリアガスによって加速され，最終的に洗浄する基板の表面に衝突して300mmSi ウェーハ用処理装置には，バッチ式処理装置と枚葉式処理装置がある。

その表面に物理的な効果を発生させる。
（図 2 参照）
基板に到達した小液滴は異物に直接衝突して基板本装置に搭載している 2 流体洗浄チャンバは，リから除去するのと同時に，基板表面で水平に広がり，

ンスとスピン乾燥機能を併せ持つ。本装置は，当チャ

サイドジェットとして異物を基板から引き剥がす力

ンバを 2 基搭載したコンパクトな枚葉洗浄装置であを発生させる。

る。

65

島田理化技報No.18（2006）

キャリアガス（N2 又はドライエア）
洗浄液（純水）2流体ジェットノズル
2流体ジェット

基板

液滴速度（m/s）

450
400
350
300

超音速ノズル2

250

超音速ノズル1

200
150

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ノズルからの距離（mm）

小液滴

図4

流速分布

基板
小液滴
サイドジェット

衝撃波
サイドジェット

2 流体ジェット洗浄は大量のガスに少量の純水を混合させて洗浄を行うシステムであるが，チャンバ
内の気流制御が不十分な場合，跳ね返った水粒子に基板

図2

5．チャンバ内の気流制御

より基板が再汚染されたり，装置内が水浸しになる。

洗浄メカニズム

これを防止するため，チャンバ内の気流制御スリットの改良及び排気量の適正化を行っている。

4．超音速ノズルの流速分布
半導体ウェーハ用に採用している 2 流体ノズルは従来型スピンカップ

全周排気型スピンカップ

図 3 のような複数の形状があるが，水の粒子を超音速まで加速するには一旦ノズルの口径を絞った後に，徐々に断面積が拡大する一定長さの加速領域を持つ形状が必要になる。

ウェーハ裏面への巻き込みが発生する

超音速ノズル 1 と超音速ノズル 2 との流速比較結

巻き込みを抑え再汚染を防止する果を図 4 に示す。共にノズル先端から約 20mm の地点で流速最大となるが，ノズル 2 ではノズル内で水粒子が十分加速されていることから，広範囲で

図５

スピンカップの改善

400m/s（マッハ 1.2）以上となっている。
音速を超える速度で水粒子を基板上に衝突させる

図 6 は，気流制御最適化後の排気状態をクリンことで，従来の亜音速ジェットを超える強力な洗浄ビュアにより可視化したものである。全周方向に均力を生んでいる。

等に排気されている。

ガス液

超音速ノズル1

図3

66

ガス

液

超音速ノズル2

ノズル断面図図6

気流制御最適化後の排気状態

300mmSi ウェーハ対応枚葉式 2 流体洗浄装置の開発

SS ジェット洗浄は従来にない強力な洗浄効果を得られるが，同時に基板へのダメージの問題も発生する。
図 7 に成膜後ウェーハにおけるダメージ評価結果を示す。ガス流量が多い（＝流速 UP）ほど基板へのダメージが多くなることを示している。
図 8 に他の洗浄ツールと比較した異物除去評価

異物数（個／300mm，EC5mm）【φ300mmウェーハ異物除去性能】

6．洗浄性能

120

処理前
処理後

100

結果を示す。ダメージがない流速においても，ディ

80
60
40
20
0

0.065

図 9 に 300mm シ リ コ ン ウ ェ ー ハ に お け る SS
ジェット洗浄前後での異物数変化を示す。

0.120

0.200

異物サイズ

スクブラシ洗浄や高圧洗浄よりも高い異物除去率が得られることがわかる。

0.100

洗浄工程 オゾン水塗付⇒SSジェット⇒DIWリンス⇒乾燥30（sec）
90
90（注1）
30
処理時間
2000（rpm）
600
600
ウェ−ハ回転数 100（注1）ノズル動作：1往復（ウェーハ全面）

図9

SS ジェット洗浄はナノサイズの異物に対しても300mm ウェーハ洗浄評価結果

高い除去性能を示しており，次世代の洗浄ツールとして有効である事を示している。

7．むすび
今 後， 半 導 体 用 枚 葉 洗 浄 装 置 と し て は 2 流 体【ダメージ評価】
成膜後ウェーハ処理後のクラック数（φ200mmウェーハにて測定）

ジェット洗浄が主流になると考えており，SS ジェットを搭載した装置の需要は今後確実に拡大する。

クラック数（個）160

半導体以外の基板洗浄についても高洗浄性能，低

140
120
100

ランニングコスト，環境負荷低減の観点から，SS

80

ジェットを搭載する装置は今後増加していくと考え

60

る。

40
20
0

130

70

30

SSジェットガス流量（NL/min）

図7

メガソニック
洗浄参考値

ダメージ評価結果

筆者紹介
産機事業本部
島田製作所【異物除去評価】
膜付きウェーハ処理後の異物除去率
異物粒径：≧0.25μm，φ200mmウェーハ

洗浄技術部

美濃 秀志

100

除去率（％）

90
80
70

産機事業本部

60

島田製作所

50
40

洗浄技術部

30

原崎 忠晴

20
10
0

130

70

30

20

SSジェット
ガス流量（NL/min）
統一基本工程
処理時間
ウェ−ハ回転数
使用液体：純水

図8

洗浄
30
500

ディスク
ブラシ

10

5

3

高圧ジェット
水圧（MPa）⇒ リンス ⇒ 乾燥
10
20（sec）
500
2000（rpm）

異物除去性能比較67

島田理化技報No.18（2006）〈技術開発〉

フッ素系洗浄剤対応型洗浄装置の開発
立幅

義人

Yoshihito TATEHABA

成岡

正昭

Masaaki NARUOKA

1．まえがき片岡辰雄

Tatsuo KATAOKA渋谷

節男

Setsuo SHIBUYA

やエステル系溶剤を HFC 系洗浄剤に，引火点を持たない範囲内で混合したものである。また，添加剤

フッ素系洗浄剤は不燃性，低毒性，乾燥性が良入り HFC 系洗浄剤を沸騰させ，蒸気乾燥剤としてい，リサイクル可能，低エネルギーコストなど，他使用する場合，添加剤は高沸点であるために HFCの洗浄剤にはない特徴があり，さまざまなニーズ

蒸気の妨げにはならない。

に応えることのできる洗浄剤である。しかし，「オ表1ゾン層保護法」と「地球温暖化対策推進法」により1995 年に特定フロン等（CFC−113, 1, 1, 1−トリ項

クロロエタン）は全廃となり，代替フロン（HCFC

添加剤入り HFC 系洗浄剤の比較表
添加剤入りフッ素系洗浄剤

目

A社

B社

C社

>40

>68

>50

−225 等）は 2020 年に全廃が決まっている。その

沸点℃

ためフッ素系洗浄剤は炭化水素系洗浄剤や水系洗浄価格（A 社＝1）

1

3

1.5

密度（g/cm3）

1.16

1.26

1.09

蒸発潜熱（cal/g）

42

30

−

KB 値

>100

−

86

関連する法規制

特に無し

特に無し

特に無し

ODP

0

0

0

GWP

890

870

890

剤への代替が進んでいる。しかし，炭化水素系洗浄剤では可燃性や乾燥性の問題があり，水系洗浄剤では排水処理に大型設備が必要となるなど，それぞれの洗浄剤には問題がある。あるいは塩素系洗浄剤は環境問題や毒性問題から，使用が敬遠され始めている ｡ このために最近ではオゾン層破壊に対しても地
球温暖化にも影響の小さい，環境保護と洗浄性能を

ODP：オゾン破壊係数（CFC−11=1）
GWP：地球温暖化係数（CO2=1）満足するフッ素系洗浄剤（HFC，HFE）が使われている。
以上のような背景から，本稿では市場要求が最も

2.2
2.2.1

洗浄プロセス
金属部品脱脂洗浄試験

多い金属部品の脱脂洗浄を主目的とした代替溶剤対脱脂洗浄に関して，各社の添加剤入り HFC 系洗応洗浄装置の開発について報告する。はじめにフッ浄剤について，洗浄方法として超音波洗浄と沸騰洗素系洗浄剤（HFC 系）をベースとした洗浄・乾燥

浄との比較を行った。以下に洗浄条件を示す。表 2プロセスの開発について報告し，次に当社のフッ素にその結果を示す。

系洗浄剤対応型洗浄装置の概要について報告する。

・被洗浄物：ピストンリング

2．フッ素系洗浄剤のプロセス開発
2.1

HFC 系洗浄剤

HFC 系洗浄剤は構造中に塩素を含まないため，・汚染物：切削油（粘度 36mm2/s, 40℃）
・洗浄条件：洗浄（表 2 中の洗浄方法）30 秒→リンス＋超音波（US）30 秒
リンス液は各社の HFC 系洗浄剤（添加剤無し）

オゾン層破壊機能を持たない。しかし，塩素を含有を使用した。

しないため，単体では洗浄力（脱脂力）をほとんど・評価方法：油分残渣測定（μ g/cm2）持たない。そのために，添加剤を混合し洗浄性を向上した洗浄剤が商品化されている。表 1 に各社の添加剤入り HFC 系洗浄剤の比較表を示す。添加剤の例としては，溶解性に優れたグリコールエーテル

68フッ素系洗浄剤対応型洗浄装置の開発

表 2 各種添加剤入りHFC 系洗浄剤と洗浄方法の比較
洗浄方法

洗浄結果

（油分残渣：μg/cm2）

沸騰

<1

浸漬 US

<2

B 社製 HFC 系洗浄剤

沸騰<1

C 社製 HFC 系洗浄剤

沸騰<1（参考）炭化水素系洗浄剤

浸漬 US

<1

A 社製 HFC 系洗浄剤

ながる恐れがある。また，フッ素系洗浄剤は他の洗剤と比較して高価格なために，無駄な排出量の増加は極力抑えたい。そのために蒸気乾燥の原理を理解しておくことが重要になってくる。
槽内のフッ素系洗浄剤は外部熱源からの加熱により沸騰状態になると，その上部に沸点に等しい温度の蒸気層を形成する。気化し上昇する蒸気のほぼ全量は，槽内上部に設けた凝縮コイルで凝縮液化し，いずれの添加剤入り HFC 系洗浄剤も洗浄能力は回収される。回収した洗浄剤は繰り返し使用する。

優れている。また，沸騰洗浄と浸漬 US 洗浄では沸熱平衡状態にある蒸気内に蒸気温度以下の被洗浄

騰洗浄の方が良いことが確認された ｡

物を入れると，蒸気は被洗浄物表面で凝縮するが，以上の結果をもとに，プロセス構成は沸騰洗浄を

この相変化による凝縮潜熱により被洗浄物は昇温す

中心に組み立てた。次に装置のプロセス構成を紹介る。一方，凝縮した洗浄剤は表面を流下しながら成する ｡

長し，自重に耐えきれなくなると被洗浄物表面から2.2.2

装置のプロセス構成

液滴となって離脱する。最終的に被処理物温度が蒸HFC 系洗浄剤を使用した装置模式図を図 1 に示

気温度に等しくなった時点でこの相変化は生じなくす。第 1 槽目（図中①）において添加剤入り HFCなる。この状態の被洗浄物を低速で引き上げる際に，系洗浄剤で沸騰洗浄を行い，第 2 槽目（図中②）に被洗浄物の熱容量から被洗浄物に付着している液において HFC 系洗浄剤で被処理物に付着した添加剤

蒸発潜熱分を与えることによって液が蒸発する。しをすすぎ，第 3 工程（図中③）では蒸気乾燥を行う。

たがって，被洗浄物の比重や比熱が小さく，またここで，第 1 槽目は沸騰洗浄であり，第 3 工程の蒸形状が複雑な場合には，液の総蒸発潜熱＞被洗浄物

気層の形成も兼用させている。また，第 1 槽に超音の熱容量となり完全乾燥しなくなるため注意を要す

波を使用（沸騰＋超音波）すれば更に洗浄効果が上

る。

がる。

2.3.2
凝縮コイル

ベーパーライン蒸気乾燥における熱計算

被洗浄物を洗浄剤の蒸気で乾燥させるために必要なヒーター容量を考察する。
一般的な例として質量 10kg のステンレス（初期温度 20℃，比熱 0.12kcal/kg・℃）を HFC 系洗浄剤

水分離タンクの蒸気（沸点 40℃，比熱 0.3kcal/kg・℃）により 1③蒸気乾燥

分間で加熱するとする。
必要な熱量 Q は（1）式で与えられる。
Q ＝ W・Cp・（tBP−tS）/ ・・・・・・・・（1）②リンス槽①沸騰洗浄槽

超音波
循環ポンプ
フィルター

冷却

ヒーター

＝ 10・0.12・（40−20）/（60/3600）＝ 1440［kcal/Hr］
ここで，Q：熱量［kcal/Hr］，W：被洗浄物質量［kg］，
Cp：被洗浄物比熱［kcal/kg・℃］，tBP, tS：洗浄剤沸点，

図1

装置模式図

初期温度［℃］，：昇温時間［Hr］
更に，加熱効率 70% とすると加熱に必要なヒーター

2.3
2.3.1

蒸気乾燥

容量 H は以下となる。

蒸気乾燥の原理

乾燥工程は洗浄工程と共に非常に重要な工程であH ＝ Q・（1/η）/860kcal/Hr

り，フッ素系洗浄剤は蒸気乾燥が可能である。最適＝ 1440・（1/0.7）/860kcal/Hr

な工程で洗浄を行っても乾燥次第では洗浄不良につ＝ 2.32［kW］

69

島田理化技報No.18（2006）

ここで，H：ヒーター容量［kW］，η：加熱効率

その他フタの開閉等はスループットや使い勝手のこのヒーター容量と同程度の能力で実機にも使用し問題があるが，安価で簡易な工夫で消耗量は削減で

ている。

きる。

2.3.3

低消耗性

また，当社装置においては，オプションとして更洗浄剤の沸点が低いものほど，蒸気圧が高いのでに低消耗を実現するために省エネモード機能があ

散逸量は多くなる。低減策としては主に以下の項目る。

が挙げられる。

2.4

安全性・フリーボード高さ（蒸気層上面から槽開口部まで

フッ素系洗浄剤は，消防法に該当する引火点を持の高さ）若しくはフリーボード比（フリーボード

たない非危険物である。しかし，ある種の洗浄剤は

高さ／開口短部寸法）を大きくとる。

燃焼範囲を有するため，火花（静電気等）や裸火を・凝縮コイルの冷却水温を下げる。

近づけると燃焼する恐れがある。したがって，当社

・凝縮コイルの冷却水量を上げる。

装置には下記の安全対策を施している。

・蒸気槽付近の気流の乱れを無くす。

・ヒーター部の過加熱防止対策施工

・蒸気槽開口部にフタを設ける。

・ヒーター部のエアーパージ施工

・被洗浄物の出し入れ速度を下げる。取り出し前に・循環ポンプは安全増し防爆品の使用一時停止（ドゥエル方法）を行う。

・樹脂部分の静電気対策施工

・被洗浄物の置き方を工夫する。

・空だき防止機能（液面センサー）設置

当社ではフリーボードについては，フロンやジク
ロロメタン時代の蒸気洗浄装置の消耗量データより，
フリーボード比が 1 未満では消耗量が多いこと，
また装置外形寸法なども考慮してフリーボード 1 程・専用ガス濃度検知装置（オプション）の使用

3．フッ素系洗浄剤対応型洗浄装置の概要
3.1

装置仕様

度を設計目安としている。また，冷却水は余り下げ

装置外観を図 2 に，装置断面を図 3 に示す。

すぎると空気中の水分の結露量が増加し，溶剤に水

外 観 寸 法 は W1750×H1200×D700mm で あ る。

分が混じるため，10 〜 20℃を目安としている（当装置仕様を表 3 に，装置構成を表 4 に示す。

社装置には標準で水分離器を設置）。

図270

フッ素系洗浄剤用 2 槽式洗浄装置

フッ素系洗浄剤対応型洗浄装置の開発

浸漬超音波

沸騰

単位：mm

図3

装置断面図

表3

装置仕様

装置名称

フッ素系洗浄剤対応 2 槽式洗浄装置

洗浄方式

沸騰，浸漬超音波，蒸気洗浄装置外寸

W1750 × H1200 × D700mm

装置質量

約 200kg（液質量含まず）

洗浄物外寸

W300 × H145 × D240mm

洗浄物質量10kg/ カゴ以下（カゴ質量含む）

筐体仕様

SS 材溶接構造

パネル仕様

SPCD 材

槽，配管材質SUS304

超音波振動子PZT 投込型 （輻射板 SUS304）

超音波発振器28kHz 500W

循環濾過

5L/min

所要電気量3φ200V 約 5kVA

冷却方式

冷却水冷却又は水冷却装置（注 1）

所要冷却水量約 20L/min

所要エアー量

約 10NL/min

安全装置

各種警報，インターロック付

アイボリー色アイボリー色

濾過粒径

吹付塗装

焼付塗装

標準 50μm

15 〜 20℃

0.1 〜 0.2Mpa

0.3 〜 0.4Mpa（注 1）水冷却装置はオプション

表4
槽
No

洗浄方式

洗浄液

1

沸騰

フッ素系
洗浄剤A

370 × 340

2

500W
28kHz
超音波

フッ素系
洗浄剤B

465 × 340

装置構成

槽寸法
有効液深
W × D（mm） （mm）

液収容量（L）
槽

タンク

液温
（℃）

ヒーター
（kW）

（200）

32

−

沸点

2.8

200

50

9
分離器

常温

−

71

島田理化技報No.18（2006）

4．装置の特長
・多様な洗浄剤の適用

筆者紹介
産機事業本部

現在市販されている蒸気洗浄可能な代替溶剤のす

島田製作所

べてが使用可能 ｡

洗浄技術部

当社規格品洗浄装置 SUC シリーズと組合せ，水立幅 義人

系洗浄剤，炭化水素系洗浄剤にも対応可能。
・2 種類の洗浄工程が可能［脱脂，フラックス除去］沸騰洗浄→浸漬超音波

産機事業本部

洗浄（リンス）→蒸気乾燥

島田製作所［異物除去］浸漬超音波洗浄→蒸気乾燥

洗浄技術部

・安全対策（2.4 項参照）

成岡 正昭

可燃性洗浄液と同等の対応を行い，接液部は防爆準拠部品を使用。
・取扱いが容易

産機事業本部

操作性を考慮した設計となっているので，導入し島田製作所

たその日から洗浄処理が可能。

洗浄技術部

片岡 辰雄

・液消耗量の低減
フリーボード比，凝縮コイル，運転方法の見直しにより液消耗の低減を実現。

5．むすび

産機事業本部
島田製作所

フッ素系洗浄剤対応型洗浄装置のプロセス開発，洗浄技術部

装置開発について報告した。装置は既に市場投入さ

渋谷 節男

れ，販売実積もある。今後は，更なる装置の高性能化，低価格化を進める。

参考文献（1）刈米 孝夫他編：“新洗浄技術総覧”，産業技術
サービスセンター，（1996）（2）日本産業洗浄協議会編：“はじめての洗浄技術”，
工業調査会，（2005）（3）工業調査会編：“環境問題に対応する洗浄技術入門”，工業調査会，（2001）（4）日本産業洗浄協議会編：“洗浄剤・洗浄装置活用ノート”，工業調査会，（2004）

72

製品紹介・電子機器

地上デジタル中継局用アンテナ共用器
■概

要

■特

長

本製品は地上デジタル放送中継局の中継装置から① CIB 合成部は 2 チャネル分の帯域と隣接するチャ

出力される複数チャネルの送信波を合成し，アンテ

ネルを共用するために急峻な減衰特性が必要となナを共用するために使用します。デジタル放送ではります。これを実現するために，誘電体 EH11 δ

隣接したチャネルが割り当てられており，隣接チャ

デュアルモード共振器を使用して通過帯域の両側

ネルとのガードバンドは 0.4MHz と狭いため，減衰に 2 つの減衰極を持つ 6 段のフィルターを採用し特性の急峻なフィルターを使用し隣接チャネル配置ています。これにより急峻な減衰特性と併せて小に対応した共用器が必要となります。

型・低損失型を実現しています。

本製品は「非隣接チャネルを共用する出力合成② CIR 合成部は隣接チャネルを共用するために，部」，「出力合成部からの出力と隣接するチャネルを

誘電体 EH11 δデュアルモード共振器を用いて 4共用する CIR 合成部」，「CIR 合成部からの出力と段のフィルターを構成しています。通過帯域の両隣接する 2 チャネル帯域を共用する CIB 合成部」，

側に減衰極を持たせて減衰特性を急峻にすると共「高調波を減衰させる LPF」，「出力信号レベルをモに，小型・低損失型を実現しています。

ニターするためのカップラー」から構成されています。

③出力合成部は非隣接チャネルを共用するために，
4 段の同軸フィルターを採用して低価格化を図っています。また，それぞれのフィルターを位相合

隣接チャネル（n−1）
ch5.6MHz

隣接チャネル
（n＋1）
ch

n ch

非隣接チャネル（n＋2）
ch

成することで低損失型を実現しています。

5.6MHz5.6MHz5.6MHz0.4MHz0.4MHz0.4MHzチャネル配置図
モニター1

CIB合成部
HYB

誘電体BPFHYB LPF
出力

入力
ポート1
CIR合成部ISO 誘電体BPF CIR
入力
ポート2
出力合成部
入力
ポート3

同軸BPF

入力
ポート4

製品外観

入力
ポート5

アンテナ共用器構成図73

島田理化技報No.18（2006）■主要性能
使用周波数帯域

ポート No.

1

2

3

4

ch

指定 2 チャネル帯域

指定 1 チャネル5

通過帯域 fc ± 2.79MHz，オフセット + 143kHz
挿

入

損

失

入

力 VSWR

各 ch の fc にて 1.9dB 以下，使用周波数帯域内において 2.7dB 以下
各 ch の使用周波数帯域内において

1.2 以下端子間減衰量20dB 以上

群 遅 延 特 性

各 ch の使用周波数帯域内において1000nsp−p 以内

帯 域 内 偏 差

各 ch の使用周波数帯域内において1.5dBp−p 以内

減

衰

特

性

ポート 1

通過帯域端 ± 1.5MHz にて

ポート 2

fc ± 3.2 〜 9MHz にて

10dB 以上

ポート 3，4，5

fc ± 4.36 〜 9MHz にて

10dB 以上

高調波減衰量2 × fc 〜 4 × fc にてモニター特性30 ± 1dB 以下

入 出 力 接 栓

入出力：N−J，出力モニター：BNC−J

環

境

条

件

温度
湿度

外

形

40dB 以上

性能維持範囲

−10 〜 + 45℃

復元可能範囲−20 〜 + 60℃

45％ 〜 90％RH（結露しないこと）

W480 × H749 × D600mm

ポート1

5.000

10dB 以上

ポート2

ポート3

658

665

ポート4

ポート5

0.000
-5.000

減衰量（dB）-10.00-15.00-20.00-25.00-30.00-35.00-40.00-45.00
630

637

644

651

672

679

686

693

700

周波数
（MHz）

アンテナ共用器周波数応答特性

問い合わせ先電子機器事業部

TEL

74042-481-8532

製品紹介・産業機器
高周波発振器（SFT−E シリーズ）

ユニット型高周波発振器■概SFT−EU5N／EU10N

要

フェースとして RS−232C シリアルポートおよび2001 年 に 商 品 化 し た SFT−E シ リ ー ズ 5kW／

イーサネットポートを装備し，PC との接続，ネッ

10kW 高周波発振器は，広くお客様から高い評価をいただき，
幣社高周波事業の主力製品となりました。

トワーク構成が容易です。
③小型発売以来 5 年が経ち，お客様の生産設備のバージョ

従来型の高周波発振器と比較して，体積比 50％，

ンアップ等に伴い，更なる小型化・高機能化が求め

重量比 60％の小型化・軽量化を実現しました。

られていました。

④高信頼性

この度，次世代型高周波発振器として大幅なモデ

省配線設計，特殊部品の削減，加工部品の削減にルチェンジを行いました。三菱電機（株）生産技術

取り組み，総部品点数を大幅に削減しました。

センターの技術協力をいただき，基本設計から見直⑤ RoHS 対応

しを行いました。その成果として，ここ数年間に幣社が取り組んできた小型ユニット化技術・高性能モ■主要性能

ジュール開発技術・出力監視制御技術の集大成とい型

うべき製品が完成しました。
■特電 源 入 力長

①ユニット構造
機能ごと（操作部／インバータ部／マッチング部）にユニット化し，ユニット単位でのメンテナンスが可能です。ユニット形状は 19 インチ規格に準じ

SFT−EU5NSFT−EU10N

定 格 出 力

5kW

10kW

発振周波数

20kHz 〜 400kHz（内一波）

冷

式

却

水

湿度 85% 以下

発振器温度異常，発振周波数異常，
冷却水量低下異常，地絡検出，
直流および高周波過電流異常 等

操作盤機能

・表示
LCD ディスプレイ表示器
・操作マニュアル／プログラム／リモート・外部インターフェース
RS−232C ／イーサネット②操作パネル
視，警報履歴の管理等が可能です。外部インター

温度 5℃ 〜 40℃

保 護 機 能への組込み，他社機器の組込み等，拡張性に優れ

マ イ コ ン を 搭 載 し， プ ロ グ ラ ム 操 作， 出 力 監

14kVA
5L/min

使用周囲条件ており，複数台のインバータ搭載や，お客様装置ています。

三相 200V±10% 50Hz/60Hz
7kVA

外 形 寸 法質

量W450 × H350 × D450mm
約 35kg

操作ユニットインバータユニット
マッチングユニット
新製品（ユニット型）

問い合わせ先従来品（一体型）

製品外観

産業機器事業部

TEL

042-481-8525

75

製品紹介・産業機器「ソルブ 55®」シリーズ洗浄剤対応２槽式洗浄装置
環境対応型精密洗浄システム SOL-LABO（ソルラボ）
■概

要

■特

長

金属・電子部品洗浄用として，導入コストが安①金属・電子部品精密洗浄用ソルブ系洗浄剤に対応

価で，環境性（地球温暖化防止，VOC 規制），安全

ソルブ系洗浄剤の特長を考慮した装置設計で，他性，乾燥性能等に優れた次世代フッ素系洗浄剤「ソ社フッ素系洗浄剤にも対応可能です。

ルブ 55」「ソルブ 55PG」「ソルブ 55HG」に対応し②優れた乾燥性能

た 2 槽式フロン代替溶剤洗浄装置を開発し，SOL−

乾燥時間を炭化水素系の 1 ／ 2 以下，水系の 1 ／LABO（ソルラボ）の名称で販売を開始しました。

3 以下に短縮できます。
③液消耗量を考慮した装置設計■適用装置例

フリーボード比を高く設計しました。

①金属加工部品の脱脂洗浄

稼働時，洗浄剤消耗を抑えるセーフモード／通常②プリント基板のフラックス洗浄

モード切り替え機能付き（オプション）です。

③光学部品の塵埃除去洗浄④樹脂部品の離型剤除去洗浄⑤金属束線の乾燥④操作が簡単導入したその日から使用可能です。
⑤小型・省スペースW1750×H1200×D700（mm）⑥多彩なオプション
オプション：超音波発振器／振動子，搬送／揺動ユニット，冷却ユニット，ガス警報器，油水分離ユニット，脱気装置他⑦装置をサポートするプロセス技術
被洗浄物に適した洗浄剤を選定，安全な使用方法，
洗浄剤管理方法を支援します。

■基本洗浄フロー76

「ソルブ 55®」シリーズ洗浄剤対応２槽式洗浄装置 環境対応型精密洗浄システム

SOL-LABO（ソルラボ）■多彩なオプション

ソルブ系洗浄剤対応 2 槽式洗浄装置

ガス警報器■当社標準洗浄装置との組み合わせ（例）ソルブ系洗浄剤対応 2 槽式洗浄装置

SUC シリーズ

減圧超音波
洗浄ユニット

VU-302

超音波
洗浄ユニット

U-302

噴流洗浄
ユニット

A-302

問い合わせ先産業機器事業部

TEL

042-481-8525

77特許登録紹介

特許登録紹介（2005 年 10 月～ 2006 年 9 月登録分）
登録番号

発明の名称

内

容

備

考

3737445 導波管−マイクロス
導波管端部の加工のばらつきのような物理的な構造変化なトリップ線路変換器 いし不良に起因する特性不良（インピーダンス不整合等）をおよび変換器部品
事後的に改善できる導波管−マイクロストリップ線路変換器
および変換器部品。
従来は所用の帯域内でのインピーダンス整合が難しく、導波管バックショートを小型化できなかった。
3762773 レーザビーム均一照
レーザ光源からのレーザビームを分割するレーザビーム分 三菱電機株式
射光学系
割手段と、分割ビームを照射面上で重ね合わせて照射する手 会社殿との共段とを有する、照射面上のビーム強度を均一にするものであ 同出願
り、互いに隣接する隣接分割ビームの一方を他方に対して時間的可干渉距離よりも遅延させる光学的遅延手段を含み、かつ分割したビームの 1 つおきに、光学的遅延手段を挿入する
ことで分割ビーム間の干渉を防止し照射強度分布を均一化す
るレーザビーム均一照射用光学系。
従来は複数の特殊な反射鏡を必要とし、配置も複雑となり、熱処理装置として配置すべき光学系の自由度が低くなる問題があった。
3805753 円 筒 空 胴 共 振 器 形
円筒空胴共振器の入出力開口窓に導電部材を取り付けるこ
フィルタ及び円筒空 とにより、通過帯域の周波数よりも僅かに高い周波数帯にお胴共振器
ける減衰特性の劣化を解決することができる円筒空胴共振器
形フィルタ。
従来は円筒空胴共振器形フィルタをバンド・パス・フィル
タとして用いる場合、高次モードは、基本モードにおける減衰特性を劣化させるため、その影響をできる限り避けるような構造にする必要があった。
3806110 真空乾燥装置

処理槽を外側から加熱し、処理槽内の被処理物も加熱した
上、真空乾燥することで真空引きされた気体からの液分の回収を効率良く行い、被処理物を効率良く乾燥させ、更に処理槽の熱効率を向上させることができる真空乾燥装置及びこれを用いた真空乾燥方法。
従来は被処理物の再加熱及び加熱時の再予熱にかかる時間が必要となり加熱効率の悪い問題があった。

3809434 物体検知装置及び物定常時の検波出力に基づいて送信アンテナから送信される 東邦電機工業
体の移動検出システ 高周波信号の周波数を制御し、物体検知の精度を高めること 株式会社殿とムができ、誤差の起因を識別する精度を高めることができる。 の共同出願
また送信／受信の方向を切り替えることができるので、マルチフェージング対策とともに装置故障等に対するバックアッ
プ機能も万全となり運用上の信頼性が高い物体検知装置及び物体の移動検出システム。
従来は誤動作が生じたときに、原因の識別が難しく、また検知精度が十分でなく、装置等に対するバックアップ機能も不十分であるという問題があった。

79

島田理化技報No.18（2006）

登録番号

発明の名称

内

容

3813946 高周波モジュール用
パッケージ化を必要としないことで、パッケージの実装作
ボード
業、パッケージと高周波ボード間の配線が不要となり、小形化、実装効率の向上、大幅なコスト低減及び電気性能が大幅に改善された高周波モジュール用ボード。
従来は実装効率、小形化、コスト低減、電気性能などの問題があった。
3850822 電力増幅装置

帯域阻止フィルタを電力分配器および電力合成器内に設けないことで、遅延線路の遅延時間を短くすることができる。
また挿入損失を低減させることにより、出力信号の直線性範囲を拡げることができる電力増幅装置。
従来は所定の時間を進めることができる帯域阻止フィルタ
を電力分配器内に設けることは構成上容易ではなく、充分な時間を進めることは難しく、かつ原価的にも有利とはいえなかった。

3854118 複合電子回路

従来の複合電子回路に比べて、演算増幅器の入力換算電圧
雑音及び入力換算電流雑音の影響を抑制することができるた
め、雑音特性を改善することができる複合電子回路。
従来は、広帯域増幅器は雑音を含みやすくなるため雑音特性が悪かった。また非常に大きな雑音が演算増幅器から出力される場合、雑音を減らすことが難しかった。

80

備

考

営業分野及び主要製品【電子部門】□移動通信機器【産機部門】□高周波機器携帯電話基地局用送受信増幅装置

高周波誘導加熱装置

携帯電話基地局用収容箱

高周波電源

移動通信基地局用

高周波焼入・焼嵌装置

マイクロ波コンポーネント

高周波ろう付装置

移動通信用不感地対策装置

高周波シール装置
マイクロ波加熱装置□固定通信機器

ミリ波デジタル無線装置□衛星通信機器

VSAT 用送信ユニット

液晶パネルウェット処理装置

VSAT 用受信コンバータ

ガラス基板洗浄装置□マイクロ波・ミリ波
デバイス□液晶製造装置

液晶パネル洗浄装置□精密洗浄装置

各種マイクロ波／ミリ波

HD・HDD 洗浄装置

コンポーネント・MIC モジュール

大型マスク洗浄装置

各種レーダ、ライナック用

眼鏡・光学レンズ洗浄装置

マイクロ波コンポーネント

電子部品洗浄装置
金属部品洗浄装置□電子応用機器

航法装置試験用シミュレータ□半導体製造装置

レーダ機器試験用シミュレータ

半導体ウェーハ洗浄装置

ライナック用、マイクロ波加熱用発振器

半導体ウェーハウェット処理装置

島田理化技報編集委員会
委員長
副委員長

横藤 明
槇 敏夫

委員

安藤 英一
森谷 陽一
村上 勝
土屋 克夫

島田理化技報 No.18（無断転載を禁ず）
2006年12月22日 発行
発

行

所

畠 一男
伊藤 美津夫
石間 勉
事務局

小野 博昭
田端 邦光
竹森 雅史
堀崎 邦夫
馬谷原 洋二佐田 修

東京都調布市柴崎2丁目1番地3
島田理化工業株式会社
TEL

042-481-8510（代表）FAX

042-481-8599（代表）

ホームページ
編集兼発行人印

刷所

http://www.spc.co.jp/

島田理化技報編集委員会
東京都中央区湊3-5-10
株式会社
TEL

三菱電機ドキュメンテクス

03-5566-0681