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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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放電現象によるトラブル

「放電現象によるトラブル」の3つのモデル、「人体帯電モデル」、「マシンモデル」、「デバイス帯電モデル」は下記のようにして発生します。
いずれのモデルも、半導体回路内に急激な電流が流れることにより回路が損傷してしまいます。

(1) 人体が帯電する。

(2) 人体の手などがデバイスに触れたとき、急激に放電する。

静電気を帯びた人がデバイスのリードに触れたときの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静電気破壊が起こります。

帯電した導電体がデバイスに触れたとき、急激に放電する。

静電気を帯びた導電体がデバイスのリードに触れたときの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静電気破壊が起こります。
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。

(1) デバイスが帯電する。

(2) デバイスが導電体に触れたとき、急激に放電する。

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ます。
この状態でリードが接地されると、回路に放電電流が流れて静電気破壊が起こります。

半導体回路内に急激な電流が流れる
回路が損傷する

人体の帯電電位と電撃の衝撃度

人間は2,000V~3,000V以上の帯電レベルにならないと放電を感じません。

そのため、効果的な静電気対策を行なっていないIC半導体関連の製造現場では、無意識のうちに不良の山を作っている場合があります。

下の表は、人体の帯電電位と、それによる人体・半導体への衝撃度をグラフで表したものです。人体では「全く感じない」100ボルト程度の帯電電位でも、半導体は衝撃を受けることがわかります。

人体の帯電電位と、人体・半導体の衝撃度の相関を表したグラフ。

半導体素子の破壊電圧レベル

品種 耐電圧
バイポーラトランジスタ 380~7,000V
ショットキーダイオード TTL 300~2,500V
ジャンクソンFET(電界効果トランジスタ) 140~7,000V
CMOS(保護回路付) 50~1,000V
MOS FET(電界効果トランジスタ) 10~100V
HDDヘッド(MR・GMR) 10~30V


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