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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-30
(45)【発行日】2023-02-07
(54)【発明の名称】表面導電率測定装置
(51)【国際特許分類】
G01N 22/00 20060101AFI20230131BHJP
G01R 27/02 20060101ALI20230131BHJP
【ＦＩ】
G01N22/00 Y
G01N22/00 V
G01R27/02 R
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019080121
(22)【出願日】2019-04-19
(65)【公開番号】P2020176947
(43)【公開日】2020-10-29
【審査請求日】2022-01-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000005223
【氏名又は名称】富士通株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003649
【氏名又は名称】弁理士法人真田特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100092978
【弁理士】
【氏名又は名称】真田 有
(72)【発明者】
【氏名】福盛 大雅
(72)【発明者】
【氏名】赤星 知幸
【審査官】嶋田 行志
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－２２７８５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０１１６４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０４６７５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－１４２２７３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２２／００－Ｇ０１Ｎ ２２／０４
Ｇ０１Ｒ ２７／００－Ｇ０１Ｒ ２７／３２
Ｇ０１Ｒ ２９／００－Ｇ０１Ｒ ２９／２６
Ｈ０１Ｐ １／２０－Ｈ０１Ｐ １／２１９
Ｈ０１Ｐ ７／００－Ｈ０１Ｐ ７／１０
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象の第１導体の第１被測定面と測定対象の第２導体の第２被測定面とが平行になるように、前記第１導体及び前記第２導体をそれぞれ固定する第１支持部材及び第２支持部材と、前記第１導体と前記第２導体との間に位置し、かつ、前記第１被測定面及び前記第２被測定面にそれぞれ上面及び底面が平行になるように前記第１被測定面及び前記第２被測定面の中心部に位置する誘電体円柱と、
前記誘電体円柱の側面の複数点に固定される複数の棒状部を有し、前記第１導体と前記誘電体円柱の前記上面との間、及び前記第２導体と前記誘電体円柱の前記底面との間に、それぞれ間隙がある状態で前記誘電体円柱を固定する固定部材と、
前記第１導体と前記第２導体に挟まれ、前記第１導体と前記第２導体との間の距離を高さとする円筒であって、当該円筒の中心に前記誘電体円柱が位置するように前記誘電体円柱の周囲に設けられた前記円筒と、
前記円筒の側面に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する励振部材とを備えることを特徴とする表面導電率測定装置。
【請求項2】
前記固定部材は、前記円筒に外縁が支持される円環部を有し、前記複数の棒状部は、それぞれ前記誘電体円柱の側面と前記円環部の内縁との間に延びる
ことを特徴とする、請求項１に記載の表面導電率測定装置。
【請求項3】
前記励振部材は、前記誘電体円柱を挟んで両側に設けられた第１励振部材及び第２励振部材であり、前記固定部材は、前記第１励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第１点を接着する第１接着部材、及び、前記第２励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第２点を接着する第２接着部材を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の表面導電率測定装置。
【請求項4】
前記第１導体及び前記第２導体は、前記第１被測定面及び前記第２被測定面に凹凸ができている電解銅箔であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の表面導電率測定装置。
【請求項5】
前記励振部材に接続され、導電率を測定する測定部を備えることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の表面導電率測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表面導電率測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えばミリ波やマイクロ波などの高周波領域における誘電体材料の誘電率や誘電正接などの測定については、様々な測定方法が考案されており、例えば、導波管法、空洞共振器法、誘電体共振器法などが存在する。
また、高周波領域における導体の導電率や抵抗などの測定についても、種々の方法が提案されている。
また、高周波領域における導体の導電率や抵抗などの測定についても、種々の方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１５－２２７８５０号公報
【文献】特開２００３－２２７８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述のような誘電体材料の誘電率や誘電正接、導体の導電率や抵抗などの電気的特性を測定するのに、例えばＪＩＳ Ｒ １６２７ マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法などを用いる場合がある。
しかしながら、これを、測定対象の導体の表面導電率を測定する表面導電率測定装置として用いる場合に、表面に凹凸を有する導体の表面導電率を測定すると、凹凸が潰れて、測定精度が低下してしまうことがわかった。
しかしながら、これを、測定対象の導体の表面導電率を測定する表面導電率測定装置として用いる場合に、表面に凹凸を有する導体の表面導電率を測定すると、凹凸が潰れて、測定精度が低下してしまうことがわかった。
【0005】
本発明は、測定対象の導体の表面の凹凸が潰れるのを防ぎ、表面導電率の測定精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
１つの態様では、表面導電率測定装置は、測定対象の第１導体の第１被測定面と測定対象の第２導体の第２被測定面とが平行になるように、第１導体及び第２導体をそれぞれ固定する第１支持部材及び第２支持部材と、第１導体と第２導体との間に位置し、かつ、第１被測定面及び第２被測定面にそれぞれ上面及び底面が平行になるように第１被測定面及び第２被測定面の中心部に位置する誘電体円柱と、誘電体円柱の側面の複数点に固定される複数の棒状部を有し、第１導体と誘電体円柱の上面との間、及び第２導体と誘電体円柱の底面との間に、それぞれ間隙がある状態で誘電体円柱を固定する固定部材と、第１導体と第２導体に挟まれ、第１導体と第２導体との間の距離を高さとする円筒であって、当該円筒の中心に誘電体円柱が位置するように誘電体円柱の周囲に設けられた円筒と、円筒の側面に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する励振部材とを備える。
【発明の効果】
【0007】
１つの側面として、測定対象の導体の表面の凹凸が潰れるのを防ぎ、表面導電率の測定精度を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の構成を示す断面図である。
【図2】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の前提となる測定装置の構成例を示す模式図である。
【図3】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の前提となる測定装置の構成例を示す模式図である。
【図4】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の前提となる測定装置の構成例を示す断面図である。
【図5】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の前提となる測定装置の構成例を示す断面図である。
【図6】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の前提となる測定装置の構成例を示す断面図である。
【図7】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の前提となる測定装置の構成例を示す断面図である。
【図8】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の前提となる測定装置によって得られる共振波形を示す図である。
【図9】従来の表面導電率測定装置の構成を示す断面図である。
【図10】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の具体的な構成例を示す断面図及び平面図である。
【図11】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の具体的な構成例に含まれる支持部材（固定部材）の構成を示す平面図である。
【図12】従来の表面導電率測定装置における銅箔の表面状態を示す平面図である。
【図13】本実施形態の表面導電率測定装置における銅箔の表面状態を示す平面図である。
【図14】本実施形態及び従来の表面導電率測定装置によって測定された比導電率と測定回数の関係を示す図である。
【図15】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の具体的な構成例の変形例を示す断面図である。
【図16】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の具体的な構成例の変形例を示す断面図である。
【図17】空隙とＱ値（Ｑｕ）の関係を示す図である。
【図18】空隙とＱ値（Ｑｕ）の関係を求めるのに用いた構成を示す図である。
【図19】表面比導電率のシミュレーションに用いた、本実施形態の誘電体円柱支持構造を示す図である。
【図20】表面比導電率のシミュレーションに用いた、比較例の誘電体円柱支持構造を示す図である。
【図21】本実施形態及び比較例の誘電体円柱支持構造における表面比導電率のシミュレーション結果を示す図である。
【図22】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の変形例の構成を示す断面図である。
【図23】本実施形態にかかる表面導電率測定装置の変形例の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる表面導電率測定装置について、図１～図２３を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる表面導電率測定装置は、高周波領域における導体（導体材料）の表面の導電率を測定する表面導電率測定装置である。
ここでは、表面導電率測定装置は、例えば約１ＧＨｚ以上、特に、例えば約１ＧＨｚ～約２０ＧＨｚ程度の高周波領域における導体の表面比導電率を測定する表面比導電率測定装置である。
本実施形態にかかる表面導電率測定装置は、高周波領域における導体（導体材料）の表面の導電率を測定する表面導電率測定装置である。
ここでは、表面導電率測定装置は、例えば約１ＧＨｚ以上、特に、例えば約１ＧＨｚ～約２０ＧＨｚ程度の高周波領域における導体の表面比導電率を測定する表面比導電率測定装置である。
【0010】
なお、表面導電率測定装置を、表面比導電率測定装置、又は、高周波表面導電率測定装置ともいう。
例えば、表面比導電率測定装置は、例えばＪＩＳ Ｒ １６２７ マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法における試験装置に、後述の円筒及び固定部材を設けて、誘電体円柱を側面の複数点で固定することによって構成することができる。
例えば、表面比導電率測定装置は、例えばＪＩＳ Ｒ １６２７ マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法における試験装置に、後述の円筒及び固定部材を設けて、誘電体円柱を側面の複数点で固定することによって構成することができる。
【0011】
ここで、例えばＪＩＳ Ｒ １６２７ マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法における装置（試験装置；測定装置）は、誘電体共振器法（誘電体円柱共振器法）を用いた装置であって、以下のように構成される。
つまり、この装置は、図２に示すように、２つの円板状の導体板（導体円板）及び誘電体円柱（誘電体円柱試料）を、導体円板、誘電体円柱、導体円板の順に重ねた３層構造の共振器（誘電体共振器）を備える。
つまり、この装置は、図２に示すように、２つの円板状の導体板（導体円板）及び誘電体円柱（誘電体円柱試料）を、導体円板、誘電体円柱、導体円板の順に重ねた３層構造の共振器（誘電体共振器）を備える。
【0012】
なお、図２では、上下の導体円板と誘電体円柱が接触している状態が示されているが、本実施形態では、後述するように、円筒７及び固定部材６を設けることで、上下の導体円板との間に間隙がある状態で誘電体円柱５がその側面の複数点で固定されることになる。
また、図２では、誘電体円柱試料とされているが、本実施形態では、後述するように、測定試料は上下の導体円板（後述の第１導体１及び第２導体３に相当）である。
また、図２では、誘電体円柱試料とされているが、本実施形態では、後述するように、測定試料は上下の導体円板（後述の第１導体１及び第２導体３に相当）である。
【0013】
また、この３層構造の共振器を構成する上下の導体円板の間に、一端（先端）に結合ループを有し、他端がコネクタになっている２本一対の結合励振ケーブル（励振線；励振部材）の先端側部分が挿入される。
なお、結合ループを、ループアンテナ、微小ループアンテナ、ループ状の極小アンテナともいう。
なお、結合ループを、ループアンテナ、微小ループアンテナ、ループ状の極小アンテナともいう。
【0014】
また、これらの２本の結合励振ケーブルは、支持台（後述の第２支持部材４に相当）に支持され、ケーブル固定ネジで固定される。
また、下側の導体円板（後述の第２導体３に相当）は、支持台上に載せられて支持される。また、上側の導体円板（後述の第１導体１に相当）は、支持板（後述の第１支持部材２に相当）によって支持される。
また、下側の導体円板（後述の第２導体３に相当）は、支持台上に載せられて支持される。また、上側の導体円板（後述の第１導体１に相当）は、支持板（後述の第１支持部材２に相当）によって支持される。
【0015】
そして、２本の結合励振ケーブルのコネクタは、それぞれ、同軸ケーブル１０、１１によって、例えばネットワークアナライザなどの測定器（共振測定器；測定部）１２に接続される（例えば図３参照）。なお、全透過レベルを測定する際には、基準レベル測定ケーブルが接続される。
なお、測定中に動かないようにする必要がある場合など、必要に応じて、例えば図４、図５に示すように、支持板の上側にばね（ここでは板ばね）を設け、あるいは、例えば図６、図７に示すように、支持板の上側に押さえ部材を設けて、支持板及びこれに支持された上側の導体円板が下方へ向けて押さえつけられるようにしても良い。
なお、測定中に動かないようにする必要がある場合など、必要に応じて、例えば図４、図５に示すように、支持板の上側にばね（ここでは板ばね）を設け、あるいは、例えば図６、図７に示すように、支持板の上側に押さえ部材を設けて、支持板及びこれに支持された上側の導体円板が下方へ向けて押さえつけられるようにしても良い。
【0016】
同様に、必要に応じて、上下の導体円板（例えば銅箔など）を固定するために、例えば図６に示すように、支持板や支持台によってこれらの周囲を挟んでも良いし、例えば図７に示すように、支持板や支持台にこれらを吸着、接着などで固定しても良い。
このような装置を用いることで、図８に示すような共振波形及び共振ピーク波長が得られる。
このような装置を用いることで、図８に示すような共振波形及び共振ピーク波長が得られる。
【0017】
このＱ値又は先鋭度とも呼ばれる共振ピークの鋭さは、測定系の構造のほか、誘電体円柱での電磁界エネルギの損失、導体円板での電磁界エネルギの損失などで決定されるため、別の測定結果と合わせて計算することで、誘電体円柱の損失と導体円板の損失を切り分けて計算することができる。
これにより、該当周波数（特定周波数）における導体表面の導電率、即ち、導体の表面比導電率を求めることができる。つまり、上述のような装置の共振器の高周波共振波形から導体の表面比導電率を計算することができる。
これにより、該当周波数（特定周波数）における導体表面の導電率、即ち、導体の表面比導電率を求めることができる。つまり、上述のような装置の共振器の高周波共振波形から導体の表面比導電率を計算することができる。
【0018】
このように、上述のような装置では、上下の導体円板が測定試料（測定対象；測定導体）となり、その表面が被測定面（被測定導体面）となり、導体の表面比導電率（電気的特性；電気的物性値）を測定することができる。
ところで、例えば、電子機器に用いられる配線板は、絶縁材料と導体材料から形成され、これらの各種絶縁材料と導体材料の特性を求めたいという要求がある。
ところで、例えば、電子機器に用いられる配線板は、絶縁材料と導体材料から形成され、これらの各種絶縁材料と導体材料の特性を求めたいという要求がある。
【0019】
例えば約１ＧＨｚ以上、特に、例えば約１ＧＨｚから約２０ＧＨｚ程度の周波数での誘電体材料の誘電率や誘電正接の測定については、様々な測定方法が考案されており、例えば導波管法、空洞共振器法、誘電体共振器法などが存在する。
また、例えば、導体の電気的特性（例えば表面比導電率）の測定に関しては、誘電体共振器法において、誘電率や誘電正接を高精度に決定することができれば、例えばＪＩＳ Ｒ １６２７ マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法などを用いることで、導出可能である。
また、例えば、導体の電気的特性（例えば表面比導電率）の測定に関しては、誘電体共振器法において、誘電率や誘電正接を高精度に決定することができれば、例えばＪＩＳ Ｒ １６２７ マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法などを用いることで、導出可能である。
【0020】
しかしながら、例えばＪＩＳ Ｒ １６２７ マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法などを、測定対象の導体の表面導電率を測定する表面導電率測定装置として用いる場合に、表面に凹凸を有する導体の表面導電率を測定すると、凹凸が潰れて、測定精度が低下してしまうことがわかった。
例えば、金属箔（例えば銅箔）の表面比導電率を上述のような方法によって測定しようとすると、図９に示すように、測定中に金属箔の表面の凹凸が潰れて平坦になってしまうため、その特性が変化し、本来の表面比導電率の値が得られないという問題が発生する場合があることがわかった。
例えば、金属箔（例えば銅箔）の表面比導電率を上述のような方法によって測定しようとすると、図９に示すように、測定中に金属箔の表面の凹凸が潰れて平坦になってしまうため、その特性が変化し、本来の表面比導電率の値が得られないという問題が発生する場合があることがわかった。
【0021】
そこで、本実施形態では、測定対象の導体の表面の凹凸が潰れるのを防ぎ、表面導電率の測定精度を向上させるべく、以下のような構成を採用している。
つまり、本実施形態の表面導電率測定装置は、図１に示すように、測定対象の第１導体１を支持する第１支持部材２と、測定対象の第２導体３を支持し、第１支持部材２に平行な第２支持部材４と、誘電体円柱５と、固定部材６と、円筒７と、励振部材８とを備える。
つまり、本実施形態の表面導電率測定装置は、図１に示すように、測定対象の第１導体１を支持する第１支持部材２と、測定対象の第２導体３を支持し、第１支持部材２に平行な第２支持部材４と、誘電体円柱５と、固定部材６と、円筒７と、励振部材８とを備える。
【0022】
なお、第１導体１及び第２導体３は、測定時に備え付けられる。
この場合、第１支持部材２に支持された第１導体１と第２支持部材４に支持された第２導体３は、平行になり、これらの間に間隙がある状態で挟まれる誘電体円柱５の上面及び下面（底面）とも平行になる。
誘電体円柱５は、第１導体１と第２導体３の間に位置し、かつ、第１導体１及び第２導体３の中心部に位置する。
この場合、第１支持部材２に支持された第１導体１と第２支持部材４に支持された第２導体３は、平行になり、これらの間に間隙がある状態で挟まれる誘電体円柱５の上面及び下面（底面）とも平行になる。
誘電体円柱５は、第１導体１と第２導体３の間に位置し、かつ、第１導体１及び第２導体３の中心部に位置する。
【0023】
固定部材６は、第１導体１との間及び第２導体３との間に間隙がある状態で誘電体円柱５を側面の複数点（多点）で固定する（例えば図１０、図１１参照）。
円筒７は、第１導体１と第２導体３に挟まれ（即ち、第１支持部材２と第２支持部材４に挟まれ）、中心に誘電体円柱５が位置するように設けられている。
この円筒７は、誘電体円柱５の上面と第１導体１との間及び誘電体円柱５の底面と第２導体３との間に間隙（空隙）を設けるために用いられるものであり、その高さは誘電体円柱５の高さよりも高くなっている。
円筒７は、第１導体１と第２導体３に挟まれ（即ち、第１支持部材２と第２支持部材４に挟まれ）、中心に誘電体円柱５が位置するように設けられている。
この円筒７は、誘電体円柱５の上面と第１導体１との間及び誘電体円柱５の底面と第２導体３との間に間隙（空隙）を設けるために用いられるものであり、その高さは誘電体円柱５の高さよりも高くなっている。
【0024】
つまり、第１支持部材２に支持された第１導体１と第２支持部材４に支持された第２導体３との間の距離が円筒７の高さによって決められ、円筒７によって、第１支持部材２に支持された第１導体１と第２支持部材４に支持された第２導体３の高さ方向の位置決めが行なわれることになる。
励振部材８は、円筒７に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する。
励振部材８は、円筒７に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する。
【0025】
本実施形態では、固定部材６は、円筒７に支持され、誘電体円柱５を側面の複数点（多点）で支持する複数（ここでは４つ）の支持部を有する第３支持部材９である（例えば図１０、図１１参照）。
ここでは、第３支持部材９は、絶縁体からなり、例えば樹脂製の支持体からなる。
また、本実施形態では、第１導体１及び第２導体３は、表面に凹凸を有する箔（金属箔）である。ここでは、第１導体１及び第２導体３は、銅箔である。具体的には、密着のために表面を粗くして片面に凹凸ができている電解銅箔である。
ここでは、第３支持部材９は、絶縁体からなり、例えば樹脂製の支持体からなる。
また、本実施形態では、第１導体１及び第２導体３は、表面に凹凸を有する箔（金属箔）である。ここでは、第１導体１及び第２導体３は、銅箔である。具体的には、密着のために表面を粗くして片面に凹凸ができている電解銅箔である。
【0026】
ここで、図１０、図１１を参照しながら、本実施形態の誘電体円柱５の支持構造の具体的な構成例について説明する。
被測定物である第１導体１及び第２導体３は、例えば銅、アルミ、真鍮などの箔（ここでは銅箔）であり、大きさは例えば約１０ｃｍ×１０ｃｍである。
上下の箔は、図示していないが、第１支持部材２としての支持板や第２支持部材４としての支持台の平面へ接着や吸着によって支持する。なお、支持板や支持台を支持体ともいう。
被測定物である第１導体１及び第２導体３は、例えば銅、アルミ、真鍮などの箔（ここでは銅箔）であり、大きさは例えば約１０ｃｍ×１０ｃｍである。
上下の箔は、図示していないが、第１支持部材２としての支持板や第２支持部材４としての支持台の平面へ接着や吸着によって支持する。なお、支持板や支持台を支持体ともいう。
【0027】
誘電体円柱５は、通常、高さ約３ｍｍ～約３０ｍｍ、直径約５～約３０ｍｍ、比誘電率は約１０～約１００のものを用いる。ここでは、例えば、高さ約４．７ｍｍ、直径約１０ｍｍ、比誘電率約３８のものを用いる。
誘電体円柱５の材質としては、セラミックの焼結体、あるいは、酸化金属の結晶体（例えばＡｌ２Ｏ３結晶：サファイア）などを用いる。
誘電体円柱５の材質としては、セラミックの焼結体、あるいは、酸化金属の結晶体（例えばＡｌ２Ｏ３結晶：サファイア）などを用いる。
【0028】
測定周波数は１～２０ＧＨｚであり、例えば７ＧＨｚでの表面比導電率の測定結果が得られる。
円筒７は、誘電体円柱５よりも高さが約１０～約３００μｍ程度高くする。例えば、高さ約４．７ｍｍの誘電体円柱５に対しては、円筒７の高さは約４．７５ｍｍとする。また、円筒７の直径は、例えば約５０ｍｍとする。また、円筒７の材質は、例えばＣｕやＡｌを用いる。
円筒７は、誘電体円柱５よりも高さが約１０～約３００μｍ程度高くする。例えば、高さ約４．７ｍｍの誘電体円柱５に対しては、円筒７の高さは約４．７５ｍｍとする。また、円筒７の直径は、例えば約５０ｍｍとする。また、円筒７の材質は、例えばＣｕやＡｌを用いる。
【0029】
誘電体円柱５を支持する第３支持部材９（固定部材６）は、例えばＣｕのような導体、ＰＥＴ樹脂、メタクリル酸メチルのような絶縁体からなる。また、この第３支持部材９は、例えば、長さ約１０ｍｍ、断面寸法約１ｍｍ×約１ｍｍの棒状の支持部９Ａを例えば４本備え、これらの棒状の支持部９Ａを空中で支持する円環状の支持部９Ｂを備える。
ところで、上述のように、本実施形態では、円筒７は、誘電体円柱５に周囲に設けられており、誘電体円柱５の高さよりも高くなっている。
ところで、上述のように、本実施形態では、円筒７は、誘電体円柱５に周囲に設けられており、誘電体円柱５の高さよりも高くなっている。
【0030】
このため、円筒７が、第１支持部材２に支持された第１導体１と第２支持部材４に支持された第２導体３との間に挟まれて、第１導体１と第２導体３との間の距離が決められることになる。
そして、固定部材６としての第３支持部材９によって、誘電体円柱５の上面と第１導体１との間及び誘電体円柱５の底面と第２導体３との間に間隙がある状態で、誘電体円柱５が側面の複数点で支持されて固定されることになる。
そして、固定部材６としての第３支持部材９によって、誘電体円柱５の上面と第１導体１との間及び誘電体円柱５の底面と第２導体３との間に間隙がある状態で、誘電体円柱５が側面の複数点で支持されて固定されることになる。
【0031】
このように、第１導体１及び第２導体３と誘電体円柱５が直接接触しないように（即ち、第１導体１及び第２導体３と誘電体円柱５とを非接触とし）、誘電体円柱５の周囲に（即ち、導体１、３の周辺部に）円筒７を設け、誘電体円柱５と第１導体１及び第２導体３との間に間隙がある状態で誘電体円柱５を側面の複数点で支持して固定するようにしている。
【0032】
これにより、表面比導電率測定における導体１、３（ここでは金属箔）の凹凸形状変化の問題を解消し、測定精度を向上させることができる。
つまり、従来のように第１導体１及び第２導体３（ここでは金属箔）と誘電体円柱５が直接接触していると（例えば図９参照）、例えば図１２に示すように、測定中に、測定に大きな影響を及ぼす中心付近（ここでは金属箔の中心付近）で表面の凹凸の潰れが生じ、平らになって、傷が入ったような状態になっていた。
つまり、従来のように第１導体１及び第２導体３（ここでは金属箔）と誘電体円柱５が直接接触していると（例えば図９参照）、例えば図１２に示すように、測定中に、測定に大きな影響を及ぼす中心付近（ここでは金属箔の中心付近）で表面の凹凸の潰れが生じ、平らになって、傷が入ったような状態になっていた。
【0033】
そして、図１４中、三角マークで示しているように、測定回数が多くなるにつれて測定される比導電率σｒの値が変化してしまい、本来の値が得られなくなるという問題が生じていた。
これに対し、上述の実施形態では、図１、図１０、図１１に示すように、第１導体１及び第２導体３と誘電体円柱５が直接接触しないように、誘電体円柱５の周囲に円筒７を設け、誘電体円柱５と第１導体１及び第２導体３との間に間隙がある状態で誘電体円柱５を側面の複数点で支持して固定するようにしている。この場合、第１導体１及び第２導体３と円筒７が直接接触することになる。
これに対し、上述の実施形態では、図１、図１０、図１１に示すように、第１導体１及び第２導体３と誘電体円柱５が直接接触しないように、誘電体円柱５の周囲に円筒７を設け、誘電体円柱５と第１導体１及び第２導体３との間に間隙がある状態で誘電体円柱５を側面の複数点で支持して固定するようにしている。この場合、第１導体１及び第２導体３と円筒７が直接接触することになる。
【0034】
これにより、図１３に示すように、測定中に、表面の凹凸に潰れが生じ、平らになって、傷が入ったような状態になる部分を、測定結果への影響の小さな周辺領域（ここでは金属箔の周辺領域）へ移動させることができる。
この結果、表面の凹凸の潰れによる特性変化の影響が微小になり、図１４中、四角マークで示しているように、測定回数が多くなっても測定される比導電率σｒの値が変化しないようにすることができ、測定精度を向上させることができる。
この結果、表面の凹凸の潰れによる特性変化の影響が微小になり、図１４中、四角マークで示しているように、測定回数が多くなっても測定される比導電率σｒの値が変化しないようにすることができ、測定精度を向上させることができる。
【0035】
なお、本実施形態のように、円筒７及び固定部材６を設ける場合、ばねや押さえ部材（例えば図４～図７参照）を設けなくても良いが、固定の都合で必要であれば、ばねや押さえ部材（例えば図４～図７参照）を設けても良い。
また、同様に、必要に応じて、第１導体１及び第２導体３（ここでは銅箔）を固定するために、例えば図１５に示すように、第１支持部材２としての支持板や第２支持部材４としての支持台によってこれらの周囲を挟んでも良いし、例えば図１６に示すように、第１支持部材２としての支持板や第１支持部材４としての支持台にこれらを吸着、接着などで固定しても良い。
また、同様に、必要に応じて、第１導体１及び第２導体３（ここでは銅箔）を固定するために、例えば図１５に示すように、第１支持部材２としての支持板や第２支持部材４としての支持台によってこれらの周囲を挟んでも良いし、例えば図１６に示すように、第１支持部材２としての支持板や第１支持部材４としての支持台にこれらを吸着、接着などで固定しても良い。
【0036】
ところで、上述のようにして、円筒７によって、誘電体円柱５の上面と第１導体１との間及び誘電体円柱５の底面と第２導体３との間に設けた空隙（間隙）は、誘電体円柱５の高さの約１／１０以下であることが好ましい。
ここで、図１７は、直径約１０ｍｍ、高さ約４．７ｍｍ、誘電率約３８の誘電体円柱を用いた図１８に示すような構成で、空隙とＱ値の関係を求めた結果を示している。
ここで、図１７は、直径約１０ｍｍ、高さ約４．７ｍｍ、誘電率約３８の誘電体円柱を用いた図１８に示すような構成で、空隙とＱ値の関係を求めた結果を示している。
【0037】
図１７に示すように、空隙を、誘電体円柱５の高さの約１０分の１とした場合に、Ｑ値（Ｑｕ）の誤差も約１０％程度となっており、空隙が大きければ大きいほど、本来のＱ値とのかい離が大きくなることが分かる。
このため、空隙の大きさは、誘電体円柱５の高さの約１０分の１程度までとすることが望ましい。
このため、空隙の大きさは、誘電体円柱５の高さの約１０分の１程度までとすることが望ましい。
【0038】
したがって、本実施形態にかかる表面導電率測定装置によれば、測定対象の導体（ここでは第１導体１及び第２導体３）の表面の凹凸が潰れるのを防ぎ、表面導電率の測定精度を向上させることができる。
ここで、図２１は、図１９に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造、即ち、第３支持部材９（固定部材６）によって誘電体円柱５を側面の複数点で支持する構造、図２０に示すような比較例の誘電体円柱支持構造、即ち、円環状の支持部材Ｘによって誘電体円柱５の側面を円環状に全周にわたって支持する構造について、表面比導電率を測定した場合にどのようになるかをシミュレーションした結果を示している。
ここで、図２１は、図１９に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造、即ち、第３支持部材９（固定部材６）によって誘電体円柱５を側面の複数点で支持する構造、図２０に示すような比較例の誘電体円柱支持構造、即ち、円環状の支持部材Ｘによって誘電体円柱５の側面を円環状に全周にわたって支持する構造について、表面比導電率を測定した場合にどのようになるかをシミュレーションした結果を示している。
【0039】
なお、ここでは、いずれの場合も、支持部材（支持体）は、樹脂製とし、その厚さは約１ｍｍとしている。なお、誘電体円柱５は、セラミック製とし、直径約１ｃｍとしている。また、図１９に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造では、複数（ここでは４つ）の支持部は、約１ｍｍ角としている。
図２１に示すように、図１９に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造では、真値に近い値が出ているのに対し、図２０に示すような比較例の誘電体円柱支持構造では、大きな誤差が生じてしまっており、まともな測定ができていないことがわかる。
図２１に示すように、図１９に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造では、真値に近い値が出ているのに対し、図２０に示すような比較例の誘電体円柱支持構造では、大きな誤差が生じてしまっており、まともな測定ができていないことがわかる。
【0040】
例えば、図２０に示すような比較例の誘電体円柱支持構造では、大きな誤差が生じてしまうのに対し、図１９に示すような本実施形態の誘電体円柱支持構造では、誤差を約１％以内に小さく抑えることができていることがわかる。
このように、上述の本実施形態の誘電体円柱支持構造を採用することで、電磁界分布に影響を与え、測定に大きな影響を及ぼす誘電体円柱付近で、表面に凹凸のある導体の表面形状に影響をほとんど与えずに、表面比導電率（σｒ）の測定精度を向上させることができることがわかる。
このように、上述の本実施形態の誘電体円柱支持構造を採用することで、電磁界分布に影響を与え、測定に大きな影響を及ぼす誘電体円柱付近で、表面に凹凸のある導体の表面形状に影響をほとんど与えずに、表面比導電率（σｒ）の測定精度を向上させることができることがわかる。
【0041】
なお、上述の実施形態では、固定部材６を、円筒７に支持され、誘電体円柱５を側面の複数点で支持する複数の支持部９Ａを有する第３支持部材９とした誘電体円柱支持構造を採用しているが、これに限られるものではない。
例えば図２２、図２３に示すように、励振部材（励振線）８として、誘電体円柱５を挟んで両側に設けられた第１励振部材８Ｘ及び第２励振部材８Ｙを備え、固定部材６として、第１励振部材８Ｘの先端部と誘電体円柱５の側面の第１点を接着する第１接着部材１３Ｘ、及び、第２励振部材８Ｙの先端部と誘電体円柱５の側面の第２点を接着する第２接着部材１３Ｙとしても良い。
例えば図２２、図２３に示すように、励振部材（励振線）８として、誘電体円柱５を挟んで両側に設けられた第１励振部材８Ｘ及び第２励振部材８Ｙを備え、固定部材６として、第１励振部材８Ｘの先端部と誘電体円柱５の側面の第１点を接着する第１接着部材１３Ｘ、及び、第２励振部材８Ｙの先端部と誘電体円柱５の側面の第２点を接着する第２接着部材１３Ｙとしても良い。
【0042】
このように、第１励振部材８Ｘ及び第２励振部材８Ｙとしての励振線の先端部と誘電体円柱５の側面を第１接着部材１３Ｘ及び第２接着部材１３Ｙとしての接着剤（固定部材６）によって接着して支持することで、第１導体１及び第２導体３（例えば銅箔；測定試料）との間に間隙がある状態で誘電体円柱５を側面の複数点（ここでは２点）で固定するようにしても良い。
【0043】
なお、この場合、励振線８Ｘ、８Ｙ及び接着剤１３Ｘ、１３Ｙが、誘電体円柱５を側面の複数点で支持する支持部材として機能することになる。
ここで、接着剤１３Ｘ、１３Ｙは、絶縁材料からなるものであることが好ましい。接着剤１３Ｘ、１３Ｙの材料としては、例えばα－シアノアクリレート、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル系接着剤などを用いることができる。
ここで、接着剤１３Ｘ、１３Ｙは、絶縁材料からなるものであることが好ましい。接着剤１３Ｘ、１３Ｙの材料としては、例えばα－シアノアクリレート、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル系接着剤などを用いることができる。
【0044】
また、この変形例の構成と上述の実施形態の構成を組み合わせて用いることも可能である。
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
【0045】
（付記１）
測定対象の第１導体を支持する第１支持部材と、
測定対象の第２導体を支持し、前記第１支持部材に平行な第２支持部材と、
前記第１導体と前記第２導体の間に位置し、かつ、前記第１導体及び前記第２導体の中心部に位置する誘電体円柱と、
前記第１導体との間及び前記第２導体との間に間隙がある状態で前記誘電体円柱を側面の複数点で固定する固定部材と、
前記第１導体と前記第２導体に挟まれ、中心に前記誘電体円柱が位置するように設けられた円筒と、
前記円筒に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する励振部材とを備えることを特徴とする表面導電率測定装置。
測定対象の第１導体を支持する第１支持部材と、
測定対象の第２導体を支持し、前記第１支持部材に平行な第２支持部材と、
前記第１導体と前記第２導体の間に位置し、かつ、前記第１導体及び前記第２導体の中心部に位置する誘電体円柱と、
前記第１導体との間及び前記第２導体との間に間隙がある状態で前記誘電体円柱を側面の複数点で固定する固定部材と、
前記第１導体と前記第２導体に挟まれ、中心に前記誘電体円柱が位置するように設けられた円筒と、
前記円筒に設けられた開口部に挿通され、励振線として機能する励振部材とを備えることを特徴とする表面導電率測定装置。
【0046】
（付記２）
前記固定部材は、前記円筒に支持され、前記誘電体円柱を側面の複数点で支持する複数の支持部を有する第３支持部材であることを特徴とする、付記１に記載の表面導電率測定装置。
（付記３）
前記励振部材は、前記誘電体円柱を挟んで両側に設けられた第１励振部材及び第２励振部材であり、
前記固定部材は、前記第１励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第１点を接着する第１接着部材、及び、前記第２励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第２点を接着する第２接着部材であることを特徴とする、付記１又は２に記載の表面導電率測定装置。
前記固定部材は、前記円筒に支持され、前記誘電体円柱を側面の複数点で支持する複数の支持部を有する第３支持部材であることを特徴とする、付記１に記載の表面導電率測定装置。
（付記３）
前記励振部材は、前記誘電体円柱を挟んで両側に設けられた第１励振部材及び第２励振部材であり、
前記固定部材は、前記第１励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第１点を接着する第１接着部材、及び、前記第２励振部材の先端部と前記誘電体円柱の側面の第２点を接着する第２接着部材であることを特徴とする、付記１又は２に記載の表面導電率測定装置。
【0047】
（付記４）
前記第１導体及び前記第２導体は、表面に凹凸を有する箔であることを特徴とする、付記１～３のいずれか１項に記載の表面導電率測定装置。
（付記５）
前記第１導体及び前記第２導体は、銅箔であることを特徴とする、付記１～４のいずれか１項に記載の表面導電率測定装置。
前記第１導体及び前記第２導体は、表面に凹凸を有する箔であることを特徴とする、付記１～３のいずれか１項に記載の表面導電率測定装置。
（付記５）
前記第１導体及び前記第２導体は、銅箔であることを特徴とする、付記１～４のいずれか１項に記載の表面導電率測定装置。
【0048】
（付記６）
前記励振部材に接続され、導電率を測定する測定部を備えることを特徴とする、付記１～５のいずれか１項に記載の表面導電率測定装置。
前記励振部材に接続され、導電率を測定する測定部を備えることを特徴とする、付記１～５のいずれか１項に記載の表面導電率測定装置。
【符号の説明】
【0049】
１ 第１導体
２ 第１支持部材
３ 第２導体
４ 第２支持部材
５ 誘電体円柱
６ 固定部材
７ 円筒
８ 励振部材
８Ｘ 第１励振部材
８Ｙ 第２励振部材
９ 第３支持部材
９Ａ 棒状の支持部
９Ｂ 円環状の支持部
１０、１１ 同軸ケーブル
１２ 測定器（共振測定器；測定部）
１３Ｘ 第１接着部材
１３Ｙ 第２接着部材
２ 第１支持部材
３ 第２導体
４ 第２支持部材
５ 誘電体円柱
６ 固定部材
７ 円筒
８ 励振部材
８Ｘ 第１励振部材
８Ｙ 第２励振部材
９ 第３支持部材
９Ａ 棒状の支持部
９Ｂ 円環状の支持部
１０、１１ 同軸ケーブル
１２ 測定器（共振測定器；測定部）
１３Ｘ 第１接着部材
１３Ｙ 第２接着部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】