JPH04255656A - 電磁コイル - Google Patents
電磁コイルInfo
- Publication number
- JPH04255656A JPH04255656A JP3009600A JP960091A JPH04255656A JP H04255656 A JPH04255656 A JP H04255656A JP 3009600 A JP3009600 A JP 3009600A JP 960091 A JP960091 A JP 960091A JP H04255656 A JPH04255656 A JP H04255656A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- copper
- bobbin
- electromagnetic coil
- cooling
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子線を用いる装
置例えば電子顕微鏡等の電子レンズ励磁用電磁コイルに
用いられる。電子顕微鏡以外には、イオン加速器、電子
線を用いた描画装置等の電磁コイルにも適用可能である
。
置例えば電子顕微鏡等の電子レンズ励磁用電磁コイルに
用いられる。電子顕微鏡以外には、イオン加速器、電子
線を用いた描画装置等の電磁コイルにも適用可能である
。
【０００２】
【従来の技術】電磁コイルの冷却効率を向上する試みは
、例えばＳＣＡＮＮＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＭＩＣ
ＲＯＳＣＯＰＹ／１９８６／ＩＩＩ（Ｐａｇｅ ８８７
〜８９６）で、Ｈｉｇｈ ＣｕｒｒｅｎｔＤｅｎｓｉ
ｔｙ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｎ
ｓｅｓ Ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｙｓ と題する文献の中で報告されている。この報告で
は、銅線をコイルとして使用し、水冷の銅ボビンと銅線
コイルを２０μｍ Ｍｙｌａｒ ｆｏｉｌ で絶縁
して冷却効率を向上し、電流密度を上げ、小型化を計ろ
うとする内容である。
、例えばＳＣＡＮＮＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＭＩＣ
ＲＯＳＣＯＰＹ／１９８６／ＩＩＩ（Ｐａｇｅ ８８７
〜８９６）で、Ｈｉｇｈ ＣｕｒｒｅｎｔＤｅｎｓｉ
ｔｙ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｎ
ｓｅｓ Ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｙｓ と題する文献の中で報告されている。この報告で
は、銅線をコイルとして使用し、水冷の銅ボビンと銅線
コイルを２０μｍ Ｍｙｌａｒ ｆｏｉｌ で絶縁
して冷却効率を向上し、電流密度を上げ、小型化を計ろ
うとする内容である。
【０００３】銅線を使用して冷却効率を向上する試みは
なされているが、銅線自身に絶縁被が施されていること
や、銅線の表面と水冷銅ボビンの絶縁層を介しての密着
性の問題があると思われ、温度上昇はかなり高い値を示
している。電子顕微鏡に使用するコイルの許される温度
上昇を本文献では最大１１０℃としているが、電子顕微
鏡の熱ドリフト、熱平衡に達する時間等を考慮すると温
度上昇を２０℃以下とすることが望ましい。本発明はこ
れを目標として、より冷却効率の高い新規なコイルを提
供するものである。
なされているが、銅線自身に絶縁被が施されていること
や、銅線の表面と水冷銅ボビンの絶縁層を介しての密着
性の問題があると思われ、温度上昇はかなり高い値を示
している。電子顕微鏡に使用するコイルの許される温度
上昇を本文献では最大１１０℃としているが、電子顕微
鏡の熱ドリフト、熱平衡に達する時間等を考慮すると温
度上昇を２０℃以下とすることが望ましい。本発明はこ
れを目標として、より冷却効率の高い新規なコイルを提
供するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来電子顕微鏡等に用
いられている電磁コイルにおいては、銅線を巻回したコ
イルと冷却用ボビンの間は数ｍｍの間隔があり、その間
をエポキン樹脂等で固定一体化した構造になっていた。
いられている電磁コイルにおいては、銅線を巻回したコ
イルと冷却用ボビンの間は数ｍｍの間隔があり、その間
をエポキン樹脂等で固定一体化した構造になっていた。
【０００５】この場合の問題として発生した熱の冷却は
、コイルと冷却ボビンの間のエポキシ樹脂の厚みにほと
んどが依存するためこれをより薄くする工夫が重要とな
る。本発明では、冷却効率を可能な限り高める高電流密
度のコイルを提供するもので、９００ＡＴ／ｃｍ２ 流
密度の時にコイルの温度上昇を最大２０℃以下に押さえ
ることを目標とする。
、コイルと冷却ボビンの間のエポキシ樹脂の厚みにほと
んどが依存するためこれをより薄くする工夫が重要とな
る。本発明では、冷却効率を可能な限り高める高電流密
度のコイルを提供するもので、９００ＡＴ／ｃｍ２ 流
密度の時にコイルの温度上昇を最大２０℃以下に押さえ
ることを目標とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
コイルと冷却ボビンの間隔を最小にするためボビン表面
に極めて薄い絶縁膜を施した。又コイルに使用する銅条
表面にも同様に絶縁膜を成形したものを使用し、コイル
端面は銅材質が露出する様端加工を平滑に施したもので
ある。
コイルと冷却ボビンの間隔を最小にするためボビン表面
に極めて薄い絶縁膜を施した。又コイルに使用する銅条
表面にも同様に絶縁膜を成形したものを使用し、コイル
端面は銅材質が露出する様端加工を平滑に施したもので
ある。
【０００７】
【作用】コイルの温度上昇は巻回したコイルと水冷ボビ
ン壁面間の接触熱抵抗により決定される。上記熱抵抗を
少なくする手段は、絶縁層の距離を可能な限り短くする
ことが重要であり、本発明の方法によれば、絶縁抵抗の
極めて高い絶縁層をボビン表面に施することにより実現
可能とした。
ン壁面間の接触熱抵抗により決定される。上記熱抵抗を
少なくする手段は、絶縁層の距離を可能な限り短くする
ことが重要であり、本発明の方法によれば、絶縁抵抗の
極めて高い絶縁層をボビン表面に施することにより実現
可能とした。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図により詳細に説
明する。
明する。
【０００９】図１に本発明による高冷却コイルの構成を
示す断面図を示す。
示す断面図を示す。
【００１０】１は銅条コイル、２は絶縁薄膜、３は２と
同材質の絶縁薄膜層、４は水冷銅ボビン、５は水冷パイ
プ、６はエポキシ樹脂を示す。
同材質の絶縁薄膜層、４は水冷銅ボビン、５は水冷パイ
プ、６はエポキシ樹脂を示す。
【００１１】銅条１は例えば厚さ０．２ｍｍ 、巾２０
ｍｍの形状の物を使用し、所定の巻数を巻回す。銅条の
表面は絶縁薄膜処理を施し銅条層間の絶縁を保つ構造と
する。 銅条の層間の絶縁を保つ方法としては上記の他、厚さ数
１０μｍのＭｙｌａｒ 等の絶縁シートを重ねて巻回し
ても可能である。銅コイルは単体でエポキシ樹脂６等で
一体化モールドをし固型化する。このコイルの両端面の
平行度および表面を平滑（粗さ＜０．１μｍ）に研磨加
工し、端面に銅素材露出する状態にすることが重要であ
る。水冷銅ボビン４の銅条コイルの端面が接触する面は
、数μｍ厚みの絶縁薄膜処理を施す。銅条コイル１を水
冷銅ボビン４で両端面を押え締付ボルト７で固定する。 銅条コイル１と水冷銅ボビン４との熱抵抗を可能な限り
少なくすることが重要で、このため本発明では銅条コイ
ル１の端面と水冷銅ボビン４の絶縁薄膜層３の厚みを数
μｍ以下とした事である。
ｍｍの形状の物を使用し、所定の巻数を巻回す。銅条の
表面は絶縁薄膜処理を施し銅条層間の絶縁を保つ構造と
する。 銅条の層間の絶縁を保つ方法としては上記の他、厚さ数
１０μｍのＭｙｌａｒ 等の絶縁シートを重ねて巻回し
ても可能である。銅コイルは単体でエポキシ樹脂６等で
一体化モールドをし固型化する。このコイルの両端面の
平行度および表面を平滑（粗さ＜０．１μｍ）に研磨加
工し、端面に銅素材露出する状態にすることが重要であ
る。水冷銅ボビン４の銅条コイルの端面が接触する面は
、数μｍ厚みの絶縁薄膜処理を施す。銅条コイル１を水
冷銅ボビン４で両端面を押え締付ボルト７で固定する。 銅条コイル１と水冷銅ボビン４との熱抵抗を可能な限り
少なくすることが重要で、このため本発明では銅条コイ
ル１の端面と水冷銅ボビン４の絶縁薄膜層３の厚みを数
μｍ以下とした事である。
【００１２】図２は電子顕微鏡等に使用する実際の電磁
コイルの断面図を示す。
コイルの断面図を示す。
【００１３】図１に示した高冷却コイルと基本的に同一
であるが、銅条コイル１を２段に重ねた構成としたもの
である。本コイルを用いてコイルの温度上昇測定を行っ
た。比較として従来一般に使用されている銅線を使った
電磁コイルも同一条件で測定した。図３にそれぞれのコ
イルの温度上昇を測定した結果を示す。条件は３６０Ａ
Ｔ／ｃｍ２（コイル電流Ａ×コイル巻数Ｔ／コイル窓面
積ｃｍ２）、冷却水量２ｌ／ｍｉｎ，冷却水温度２１℃
の同一条件で測定したものである。
であるが、銅条コイル１を２段に重ねた構成としたもの
である。本コイルを用いてコイルの温度上昇測定を行っ
た。比較として従来一般に使用されている銅線を使った
電磁コイルも同一条件で測定した。図３にそれぞれのコ
イルの温度上昇を測定した結果を示す。条件は３６０Ａ
Ｔ／ｃｍ２（コイル電流Ａ×コイル巻数Ｔ／コイル窓面
積ｃｍ２）、冷却水量２ｌ／ｍｉｎ，冷却水温度２１℃
の同一条件で測定したものである。
【００１４】銅線を使用した従来コイルでは通電後約５
０分で温度上昇は平衡を保ち、４５℃の上昇となった。 本発明による電磁コイルでは通電後約１５分で温度上昇
は８℃となりその後は平衡を保つ結果が得られた。この
実験結果から本発明の電磁コイルの冷却効果は良好であ
ると共に、温度上昇が平衡に達するまでの時間が短く、
従来コイルの約１／５に短縮されている事が判った。電
子顕微鏡等に使用した場合、装置通電後の安定に動作す
るまでの時間短縮、温度上昇が８℃と非常に低くなるた
め電子顕微鏡での像観察をする場合の試料の熱ドリフト
を低く押える事が可能になる、最近の１Å近い高分解能
観察をする場合、非常に効果的であり、本発明による電
磁コイルの効果は顕著である。又電磁コイルの単位面積
当りの電流が増加したことにより電磁コイルの小型化に
対しても効果が大きい。
０分で温度上昇は平衡を保ち、４５℃の上昇となった。 本発明による電磁コイルでは通電後約１５分で温度上昇
は８℃となりその後は平衡を保つ結果が得られた。この
実験結果から本発明の電磁コイルの冷却効果は良好であ
ると共に、温度上昇が平衡に達するまでの時間が短く、
従来コイルの約１／５に短縮されている事が判った。電
子顕微鏡等に使用した場合、装置通電後の安定に動作す
るまでの時間短縮、温度上昇が８℃と非常に低くなるた
め電子顕微鏡での像観察をする場合の試料の熱ドリフト
を低く押える事が可能になる、最近の１Å近い高分解能
観察をする場合、非常に効果的であり、本発明による電
磁コイルの効果は顕著である。又電磁コイルの単位面積
当りの電流が増加したことにより電磁コイルの小型化に
対しても効果が大きい。
【００１５】
【発明の効果】本発明の効果としては、コイルと冷却銅
ボビン間の熱抵抗を少なくすることにより、冷却効果が
良好となり従来の装置と比較して温度上昇は約１／６と
なり、通電後の熱平衡に達する時間は同様に１／５に短
縮された。温度上昇が低く、熱平衡に達するまでの時間
が早いことにより例えば電子顕微鏡に用いたとき、試料
の熱ドリフトが少なく、しかも装置が短時間に安定する
ことにより、稼働率の向上はもとより、高性能になるな
ど多大の効果がある。又、従来コイルと同程度の温度上
昇で使用した場合にはコイルの電流密度を２０００ＡＴ
／ｃｍ２ 近くまで上げることが可能で、装置の小型化
に対しても大きな効果がある。
ボビン間の熱抵抗を少なくすることにより、冷却効果が
良好となり従来の装置と比較して温度上昇は約１／６と
なり、通電後の熱平衡に達する時間は同様に１／５に短
縮された。温度上昇が低く、熱平衡に達するまでの時間
が早いことにより例えば電子顕微鏡に用いたとき、試料
の熱ドリフトが少なく、しかも装置が短時間に安定する
ことにより、稼働率の向上はもとより、高性能になるな
ど多大の効果がある。又、従来コイルと同程度の温度上
昇で使用した場合にはコイルの電流密度を２０００ＡＴ
／ｃｍ２ 近くまで上げることが可能で、装置の小型化
に対しても大きな効果がある。
【図１】本発明の高冷却コイルの構成断面図を示す。
【図２】実際の電磁コイルの断面図を示す。
【図３】コイルの温度上昇測定結果を示す。
１…銅条コイル、２…絶縁薄膜、３…絶縁薄膜層、４…
水冷銅ボビン、５…水冷パイプ、６…エポキシ樹脂、７
…締付ボルト。
水冷銅ボビン、５…水冷パイプ、６…エポキシ樹脂、７
…締付ボルト。
Claims (2)
- 【請求項１】板状導体の巻線と冷却ボビンからなる電磁
コイルにおいて、前記冷却ボビン表面に絶縁薄膜処理を
施し、前記板状導体の両端面を直接前記冷却ボビンに密
着させたことを特徴とする電磁コイル。 - 【請求項２】請求項１の電磁コイルにおいて、前記板状
導体の表面に絶縁薄膜処理を施して、複数回巻線したコ
イル状にし、該コイルの両端面は導体面が露出したこと
を特徴とする電磁コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00960091A JP3231342B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 電磁コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00960091A JP3231342B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 電磁コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255656A true JPH04255656A (ja) | 1992-09-10 |
| JP3231342B2 JP3231342B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=11724810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00960091A Expired - Lifetime JP3231342B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 電磁コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231342B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001013382A1 (de) * | 1999-08-14 | 2001-02-22 | Fev Motorentechnik Gmbh | Elektromagnetischer aktuator mit wärmeleitmitteln |
| JP2009510695A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 荷電粒子ビームコラム要素のための冷却用モジュール |
| JP2016521913A (ja) * | 2013-06-14 | 2016-07-25 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | イオン装置で利用する磁石およびイオン装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5361171B2 (ja) * | 2007-11-15 | 2013-12-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電磁コイル |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5026761B1 (ja) * | 1969-05-05 | 1975-09-03 | ||
| JPS53104803U (ja) * | 1977-01-31 | 1978-08-23 | ||
| JPH02110764U (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 |
-
1991
- 1991-01-30 JP JP00960091A patent/JP3231342B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5026761B1 (ja) * | 1969-05-05 | 1975-09-03 | ||
| JPS53104803U (ja) * | 1977-01-31 | 1978-08-23 | ||
| JPH02110764U (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001013382A1 (de) * | 1999-08-14 | 2001-02-22 | Fev Motorentechnik Gmbh | Elektromagnetischer aktuator mit wärmeleitmitteln |
| JP2009510695A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 荷電粒子ビームコラム要素のための冷却用モジュール |
| EP1943658A4 (en) * | 2005-09-30 | 2010-06-16 | Applied Materials Inc | COOLING MODULE FOR COLUMN ELEMENTS OF LOADED PARTICLE RAYS |
| JP2016521913A (ja) * | 2013-06-14 | 2016-07-25 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | イオン装置で利用する磁石およびイオン装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3231342B2 (ja) | 2001-11-19 |
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Legal Events
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