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製造現場の静電気対策 徹底ガイド

製造現場の静電気対策
徹底ガイド

製造現場(工場・生産ライン・生産設備など)において、ダストの付着による接点不良や塗装ムラなどの「機能障害」、ワーク同士の付着による部品詰まりや成形部品の排出ミスなどの「生産障害」を引き起こす静電気。
静電気発生のメカニズムから対策方法、イオナイザー(静電気対策機器・除電器)の選定方法、アプリケーション別の事例、帯電量の管理など静電気対策全般について、分かりやすく説明します。

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イオナイザ用語集

ここではイオナイザ(イオナイザー・除電器)に関連する用語を解説します。

あ行

用語 意味
アース 電気機器や設備を電気伝導体で地面に接続し、機器や設備の電位を小さくすること。静電気の帯電防止や漏電による感電防止、落雷保護などを目的に行なわれます。
接地、グラウンドとも呼ばれます。
圧縮エアタイプ イオナイザ(静電気除去器・除電器)のうち、外部から圧縮エアを加えることでイオンを搬送するタイプのもの。
近~遠距離までワイドレンジの除電が可能、短時間に多くのイオンが搬送できるので除電時間が早くなる、などのメリットがある反面、配管やコンプレッサなどの設備が必要でランニングコストが掛かるというデメリットがあります。
圧力降下 エア供給源からのエア配管長さや、空圧部品の追加によりエアの圧力が低下すること。
イオナイザへの印加圧力は、イオナイザのエア導入口直前でご確認ください。
ESD Electrostatic Dischargeの略で、帯電した物体同士が接触することで発生する静電気の放電のこと。
静電気放電ともいいます。
イオナイザ 静電気を除去する装置。静電気除去器、除電器とも呼ばれます。
イオン +(プラス)または-(マイナス)の電気を帯びた微量な粒子のこと。つまり、原子や分子が電子を失ったものを+イオン、原子や分子に電子が付加したものを-イオンと言います。
+イオンと-イオンはお互いに引きつけ合う性質を持っています。+の総数と-の総数が同等であれば電気的に中和します。
イオナイザはこの性質を利用して+または-イオンを発生させることにより、帯電した静電気を中和させ、電気的に中性にします。
イオンバランス イオナイザは、放電針でコロナ放電を起こし、+イオンと-イオンを生成します。+・-の偏り分のレンジをイオンバランスといいます。
あるデバイスの耐電圧が20Vだったとすると、イオンバランス±20V以上のイオナイザは、逆帯電によりデバイスを破壊してしまうおそれがあるので使うことはできません。
引力 同じ種類の電荷が互いに引き付けあう力のこと。
【参考】クローンの法則クローン力静電気力斥力
HBM Human Body Modelの略。
人体帯電モデルと呼ばれる、静電気を帯びた人体がデバイスに触れたときに発生する放電によりデバイスが帯電し、デバイスが接地されることで回路に放電電流が流れて引き起こされる静電気破壊のこと。
【参考】デバイス帯電モデルマシンモデル
MM Machine Modelの略。
マシンモデルと呼ばれる、静電気を帯びた導電体がデバイスに触れたときに発生する放電によりデバイスが帯電し、デバイスが接地されることで回路に放電電流が流れて引き起こされる静電気破壊のこと。
生産ラインで使用される装置が接地されていないと、導電体でも帯電します。
【参考】人体帯電モデルデバイス帯電モデル

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か行

用語 意味
機能障害 ダストの付着による性能不良や接点不良、塗装面へのゴミ付着による塗装ムラなど機能面での障害のこと。
逆帯電 本来帯電した物体を除電するためにイオンで中和させたはずが、逆に物体に帯電をさせてしまう現象です。
グラウンド 電気機器や設備を電気伝導体で地面に接続し、機器や設備の電位を小さくすること。静電気の帯電防止や漏電による感電防止、落雷保護などを目的に行なわれます。
アース、接地とも呼ばれます。
クリーンドライエア 乾燥し、粉塵を含まないエア。
グレーディエント力 帯電していない物体が、強く帯電した物体に近づくことで電極が分離し、帯電している物体へ向けて引かれる力。
クーロンの法則 帯電した2つの物体間に働く静電気力の大きさはそれぞれの物体の持つ電荷の積に比例し距離の2乗に反比例します。
これをクーロンの法則といい、この力をクーロン力といいます。
【参考】引力クーロン力静電気力斥力
クーロン力 帯電した2つの物体間に働く静電気の力のこと。
【参考】引力クーロンの法則静電気力斥力
原子 物質を構成する最小の単位。原子核と電子で構成されています。
【参考】原子核中性子電子陽子
原子核 (+)の電荷を持つ粒子(陽子)と電荷を持たない中性子から構成される粒子で、原子の中心に位置います。
【参考】原子中性子電子陽子
高周波AC方式 1本の放電針に高周波の高電圧を印加して静電気を除去する方式です。0Vまで除電が可能でイオンバランスが良い、ノズルによるイオン搬送ができる、近距離でも使用可能というメリットがある反面、除電時間が遅い、エアを使ったイオン搬送が必要というデメリットがあります。
【参考】商用AC方式DC方式パルスAC方式パルスDC方式
転がり帯電 回転体が他の物体の上を転がったときに起こる帯電です。
コロナ放電 針の先のような局所に高電圧をかけた場合に起こる現象で、地面に対して放電が起きます。暗室で見ると尖端付近に淡い光(青白い光)が見えることがあります。
イオナイザは、この原理を利用して意図的に放電針にコロナ放電を起こすことにより生成されるイオンを照射させ、静電気除去を行なっています。
コロナ放電式 コロナ放電の原理を利用してイオンを発生させ、発生したイオンが帯電物へ引き寄せられることで中和する除電方式です。
安全性が高く、コストパフォーマンスが良いというメリットがある反面、放電針の定期的な清掃・交換が必要になとるいうデメリットがあります。

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さ行

用語 意味
CDM Charged Device Modelの略。
デバイス帯電モデルと呼ばれる、半導体デバイス表面の摩擦などによりデバイス自身が帯電し、この状態でリードが接地された際に回路に放電電流が流れて引き起こされる静電気破壊のこと。
【参考】人体帯電モデルマシンモデル
紫外線式 主に紫外線の中では波長の短い真空紫外線を用いた除電方式です。
真空や減圧環境での除電性能が高い反面、紫外線への被曝防止対策が必要になるなどのデメリットがあります。
湿度 大気中に含まれる水蒸気量を示す数値のこと。水蒸気の割合を示す相対湿度と、水蒸気自体の量を示す絶対湿度があります。
【参考】絶対湿度相対湿度
商用AC方式 商用AC電源を昇圧して高圧にし、1本の針に交流の高電圧を印加して除電する方式。
商用電源を利用できる反面、装置が大きくなり、高圧線の引き回しが必要となるなどのデメリットがあります。
【参考】高周波AC方式DC方式パルスAC方式パルスDC方式
除塵 ワークに付着したホコリ・ゴミをイオナイザのイオンを含んだエアの力で除去することによりトラブルを防止すること。
除電時間 +1,000V、-1000Vに帯電させた帯電物を+100V、-100Vまで除電するのに要する時間。
除電時間がより短いイオナイザが、高性能なイオナイザと言えます。
人体帯電モデル 静電気を帯びた人体がデバイスに触れたときに発生する放電によりデバイスが帯電し、デバイスが接地されることで回路に放電電流が流れて引き起こされる静電気破壊のこと。
HBM(Human Body Model)ともいいます。
【参考】デバイス帯電モデルマシンモデル
生産障害 ワーク同士の付着による部品詰まりや成形部品の排出ミスなど、生産工程上での障害のこと。
静電気 物体に電荷が帯電している状態のこと。
静電気対策シート 導電性の高い素材を使用し、電気を逃がす作用があるシートのこと。静電気対策マットなどと同様の働きをします。
電子部品の組み立てや作業台に用いられます。
静電気対策マット 静電気が帯電した際に、接地面へ静電気を逃すためのマット。静電気対策シートなどと同様の働きをします。
ICの製造工場や電子部品の組み立て工程のフロアなどに用いられます。
静電気放電 帯電した物体同士が接触することで発生する静電気の放電のこと。
ESD(Electrostatic Discharge)ともいいます。
静電気力 静電気によって生じる力のこと。同じ種類の電荷が互いに反発する力のことを斥力、同じ種類の電荷が互いに引き付けあう力のことを引力といいます。
【参考】引力クーロンの法則クーロン力斥力
静電破壊 電子部品が静電気の放電によって破壊されること。
静電誘導 帯電している物体の近くに絶縁された導体を近づけると導体内部の電子が移動し、帯電物と向かい合った面が帯電物と反対の極性に帯電する現象です。
斥力 同じ種類の電荷が互いに反発する力のこと。【参考】引力クーロンの法則クーロン力静電気力
絶縁体 電気を通しにくい性質の物体のこと。導体に対して不導体ともいいます。
接触帯電 2つの物質がぶつかるだけで片方のマイナス電子がもう片方に移動して発生する帯電です。
絶対湿度 相対湿度が同じ値(パーセント)でも気温によって含まれる水蒸気量が変化するのに対し、絶対湿度は気温に関わらず1 立法メートルあたりに含まれる水蒸気量を示し、単位はg/㎥で表します。
【参考】湿度相対湿度
接地 電気機器や設備を電気伝導体で地面に接続し、機器や設備の電位を小さくすること。静電気の帯電防止や漏電による感電防止、落雷保護などを目的に行なわれます。
アース、グラウンドとも呼ばれます。
相対湿度 空気中に含むことのできる最大の水蒸気量(飽和水蒸気量)に対する実際の空気中の水蒸気量で、単位はパーセントで表します。一般的に天気予報などで「湿度」と言われるのはこの相対湿度です。
同じ水蒸気量でも、気温によって飽和水蒸気量は変化するため、気温が変動すると、水蒸気量が一定でも相対湿度は変化します。
【参考】湿度絶対湿度

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た行

用語 意味
帯電 発生した静電気が物体に蓄積する現象。
帯電物に起因する電界の強さが媒体の絶縁破壊強度に達したときに(たくさん帯電するということ)静電気放電が起こり、さまざまな障害を引き起こします。
帯電列 2つの物質を摩擦した際に、+側に帯電しやすい物質から-に帯電しやすい物質を順に並べた表のこと。
並び順が離れている物質同士の摩擦帯電は大きく、近い物質同士では摩擦帯電は小さくなります。
ダスト 空気中に浮遊する細かい塵などの粒子のこと。粉塵ともいいます。
チャージプレート
モニタ(CPM)
イオナイザの除電性能(除電時間、イオンバランス)をモニタするための計器。モニタリングの方法は、電気的に絶縁された金属プレートの電位の変化を測定して行ないます。
【イオナイザ性能評価に関する国際標準】
IEC 61340-5-1(2007):CPMによる除電時間評価、金属プレートは□150mm、20pFで行ないます。
中性子 電荷を持たない粒子。陽子と共に原子核を構成します。
【参考】原子原子核電子陽子
DC方式 2本の針に直流の高電圧を印加し、連続して(+)イオンと(-)イオンを同時に発生させる除電方式です。
パルスDC方式に比べてイオンバランスが良い反面、除電時間が遅くなるというデメリットがあります。
【参考】高周波AC方式商用AC方式パルスAC方式パルスDC方式
デバイス帯電モデル 半導体デバイス表面の摩擦などによりデバイス自身が帯電し、この状態でリードが接地された際に回路に放電電流が流れて引き起こされる静電気破壊のこと。
CDM(Charged Device Model)ともいいます。
【参考】人体帯電モデルマシンモデル
電位 基準点(大地など)からある点までの間での、電圧の関係を示した値です。
電位差 2点間の電位の差を表した値です。
電荷 物体が帯電している電気の量のこと。
陽子は正(+)の電荷を、電子は負(-)の電荷をもっており、原子から電子が欠損したものを+イオン、原子に電子が付加したものを-イオンといいます。
電界 帯電物の周囲媒体内の電気的にひずんだ状態の空間のこと。
イオナイザは、放電針近傍の気体分子がこの電界の電気エネルギによって電離され+・-のイオン対が生成されます。
電子 -の電荷を持つ粒子。原子核とともに原子を構成し、原子核の周囲を回転しています。
【参考】原子原子核中性子陽子
導体 電気を通しやすい性質の物体のこと。
導電性作業靴 人体に帯電した静電気を地面へ逃し、放電を防ぐために使用する導電性をもつ作業靴のこと。
導電性作業服 人体への静電気の帯電や放電を防止するために、導電性繊維の入った生地を用いた作業服のこと。
導電性トレイ 導電性の高い物質を印刷や塗布、または練り込んだ素材で作成されたトレイのこと。
帯電破壊や粉塵付着のしやすい電子部品の保管などに用います。

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な行

用語 意味
軟X線式 放射線の一種で、一般的なX線と比べ、エネルギーが低く透過性の弱い軟X線を使用した除電方式です。
イオンバランスが良い、エアを使用しない、広範囲の安定した除電が可能というメリットがある反面、X線を使用するため、使用にあたってはX線被曝防止対策や、放射線装置設置の届出が必要というデメリットがあります。

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は行

用語 意味
剥離帯電 2つの接触している物質が剥がれる際に発生する帯電現象です。
パルスAC方式 1本の放電針に直流の高電圧を交互に印加する除電方式です。
除電時間が速い、エアレス除電ができるなどのメリットがある反面、ピークオフセット電圧による除電ムラができる、高周波AC方式に比べイオンバランスが劣るなどのデメリットがあります。
【参考】高周波AC方式商用AC方式DC方式パルスDC方式
パルスDC方式 2本の針に直流の高電圧を交互に印加する除電方式です。
除電時間が速い、エアレス除電ができるなどのメリットがある反面、ピークオフセット電圧による除電ムラができる、イオンバランスが悪いなどのデメリットがあります。
【参考】高周波AC方式商用AC方式DC方式パルスAC方式
表面抵抗率 物質の単位面積あたりの抵抗値です。
表面電位 帯電した物体表面の電位のこと。
表面電位計 帯電物体の表面電位を測定する計器。
帯電物体がイオナイザを使うことにより、どれぐらい除電されているか確認するために有効です。
ファンタイプ 内蔵の小型送風機により、イオンを搬送しするタイプです。
設置が簡単で、静電気対策として直ぐに対応できる、配管などの設備が不要というメリットがある半面、周囲のホコリをファンが吸い込むというデメリットがあります。
不導体 電気を通しにくい性質の物体のこと。絶縁体ともいいます。
+イオン +の電荷を持つイオンのこと。原子や分子が電子を失ったものを指します。
噴出帯電 ノズルから液体や高圧ガスが噴出する際などに発生する帯電です。
粉塵 空気中に浮遊する細かい塵などの粒子のこと。ダストともいいます。
放射線式 放射線の一種で、粒子放射線のα線やβ線を使用した除電方式です。
不活性化ガス環境下での除電が可能というメリットがある反面、X 線を使用するため、使用にあたっては放射線被曝防止対策や、放射線装置設置の届出が必要というデメリットがあります。
放電 +または-に帯電した物質が、中和状態に戻ろうとする動きのこと。
放電の際には物質間に電流が流れます。
放電周波数 1秒あたりに繰り返される放電回数のこと。単位はHz(ヘルツ)を用います。
放電針 イオナイザ(静電気除去器・除電器)の部品の一つ。高電圧を印加することで、意図的に先端でコロナ放電を発生させる針のこと。
長期間使用すると、放電針とその周辺に塵やホコリが付着するため、定期的な清掃メンテナンスが必要です。また、自然摩耗などにより次第に除電能力が低下するため、交換が必要な寿命部品です。

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ま行

用語 意味
-イオン -の電荷を持つイオンのこと。原子や分子に電子が付加したものを指します。
摩擦帯電 2つの物質を摩擦した際に一方から他方へ電荷が移動して発生する帯電のこと。物質の性質によって+または-に帯電します。
マシンモデル 静電気を帯びた導電体がデバイスに触れたときに発生する放電によりデバイスが帯電し、デバイスが接地されることで回路に放電電流が流れて引き起こされる静電気破壊のこと。
生産ラインで使用される装置が接地されていないと、導電体でも帯電します。MM(Machine Model)ともいいます。
【参考】人体帯電モデルデバイス帯電モデル
無風タイプ 風力を借りず、クーロン力によってイオンを拡散させるタイプです。
微小部品の飛散など風の影響を受けずに除電が可能、エア搬送設備やそれに伴うコストが不要、風切音やモータ音がなく静音性が高いというメリットがある半面、遠点での除電は難しいというデメリットがあります。

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や行

用語 意味
誘導帯電 静電誘導によって生じる帯電です。
帯電した素材に別の素材を近づけると、帯電した素材の反対極性のイオンが表面に集まり帯電します。
陽子 +の電荷を持つ粒子。中性子と共に原子核を構成します。
【参考】原子原子核中性子電子

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ら行

用語 意味
リストストラップ 手首(リスト)に着用し、それを接地することで人体の電位を逃がすためのストラップ。リストバンドともいいます。
リストバンド 手首(リスト)に着用し、それを接地することで人体の電位を逃がすためのバンド。リストストラップともいいます。

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