製造現場における静電気トラブルと解析、対策
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内容：静電気の理論、帯電防止・除電技術、解析手法など 現場での静電気トラブルでお困りの方はお気軽に相談してください。また、出張現場調査、静電気講座も実施しております。 クレイン テクノ コンサルティング https://crane-techno.com/ Electrostatic trouble and analysis, measures in the production spot
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製造現場における静電気トラブルと解析、対策
- 1. 製造現場における静電気トラブル と解析・対策 ～静電気の理論、帯電防止・除電技術、解析手法など～ 2018年8月10日 ク コンサルティングクレイン テクノ コンサルティング Ｃｒａｎｅ ｔｅｃｈｎｏ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ．
- 2. １章：静電気発生のメカニズム……基本的な静電気理論 1. 静電気とは？ 2. 接触帯電 3. 静電誘電による帯電 4. コロナ放電による帯電 5. 人体が帯電したらどうなるか？
- 3. 1. 静電気とは？ 「静電気が発生する」という言葉の意味は、本来は電気的に中性である物体の中で、 正または負のどちらか一方の極性の電荷が過剰になる現象のことである」。この過 剰な電荷そのものを「静電気」といい、そしてこの過剰な電荷が物体に蓄えられる 現象を、「静電気帯電」（単に帯電ともいう）という。さらにその過剰な電荷が空 気中に放出される現象を「静電気放電」（単に放電ともいう）という。 ＊静電気用語で使用されるＥＳＤとは静電気放電（英: Electro-Static Discharge） の事である。 帯電の種類は色々あるが主な帯電を説明する。 ・接触による帯電 ・静電誘導による帯電 ・コロナ放電による帯電
- 15. 2章：帯電防止対策の基本 1. 帯電防止とは？ 2. 接地 ・・・・2.1 アース線 ・・・・2.２ リスト&フットストラップ ・・・・2.３ 静電靴、導電靴 ３．導電化 ・・・・３.１ 導電性床＆導電性シート ・・・・３.２ 導電性素材 ・・・・３.3 帯電防止スプレー 4.加湿と静電気 ・・・・4.１ 相対湿度と静電気帯電量 ・・・・4.２ 加湿の利点、欠点 ・・・・4.３ 加湿の問題点 ・・・・4.4 加湿の改善 5.シールド 6．除電器 ・・・・６.１ 電圧印加式除電器の原理 ・・・・６.２ 電圧印加式除電器の種類 ・・・・６.3 除電器のメンテナンス ・・・・６.４ 自己放電式除電器
- 18. 図11 接地効果大 接地効果中 接地効果 小 ・10 12 Ω・ｍ 以上は接地の効果はほとんど期待できない。 ・1010 ～1012 Ω・ｍでは、静電気の発生が小さければ接地の効果はある。 ・1010 Ω・ｍ 以下では、接地の効果は大きい。
- 22. ＩＣ半田付け作業 落雷防止用接地 感電防止用接地 静電気破壊防止用接地 A種（第1種）接地の場合は10Ω以下 静電用接地の場合は１ＭΩ未満以下図1４
- 23. 2.2 商品化事例 リストストラップ、フットストラップ 非常に帯電しやすい人体の電荷を大地（アース）逃すには、人体は導体に近いので、 接地がとても有効的な手段になります。 人体の接地するツールとして「リストストラップ」があります。 リストストラップとは、人体より発生する静電気が、作業中に製品に悪影響を与え ないよう作業者の皮膚を接地することで、人体の電位を逃す為のツールです。静電 気防止を行う上でリストストラップは必ず着用するべきです。 EPA （静電気放電保護区域）を構成する静電気管理製品の最も重要で、古くから使 用されているものがリストストラップです、大航海時代（ 15世紀末から17世紀中頃 ）には火薬の運搬車にはチェーンが取り付けられていたという記録もあります。
- 28. 図1７
- 30. リストストラップ＆静電靴点検の標準化 日期 担当 承认 测定目的∶为测定静电套和静电鞋子的电阻 ① ② ③ １．电源打开 １．电源打开 １．電源を入れる １．電源を入れる ２．将静电套的鳄鱼夹夹在ＷＲＩＳＴ触片上 ２．被测人员站在平台上 ２．リストバンドのワニ口をＷＲＩＳＴＣＯＲＤ穴に挿入する ２．被測定者が台に乗る ３．转换开关打到静电套 ３．转换开关打到静电鞋子 ３．ＳＷをWRIST CORDにする ３．ＳＷをＦＯＯＴＰＬＡＴＥ側にする ４．手按不锈刚圆片 ４．手按不锈刚圆片 ４．ステンレスの丸いボタンを指で押す ４．ステンレスの丸いボタンを指で押す ５．可测出静电套电阻值 ５．可测出静电鞋子电阻值 ５．リストバンドの抵抗値が測定される ５．静電靴の抵抗値が測定される ６．测试OK时发光绿色灯亮二极管并伴有语音（ＯＫ） ６．测试OK时发光绿色灯亮二极管并伴有语音（ＯＫ） ６．良い時はLEDランプが緑に点灯しOKと声がする ６．良い時はLEDランプが緑に点灯しOKと声がする ７．将测定结果要填写在静电记录表上 ７．将测定结果要填写在静电记录表上 ７．測定結果は静電気記録表に記録する ７．測定結果は静電気記録表に記録する ８．测试NG的时红色二极管灯亮并伴有蜂鸣 ８．测试NG的时红色二极管灯亮并伴有蜂鸣 ８．NGの時はLEDランプが赤に点灯しブザー音が鳴る ８．NGの時はLEDランプが赤に点灯しブザー音が鳴る ＮＧ的原因大概是静电套线的断线和接触不良修理或是换新的以后再测试 ＮＧ的原因大概是静电鞋子的污垢,因此用抹布擦干净后再测量试 NGの原因はリストバンドコードの断線、接触不良と考えられるので NGの原因は静電靴の汚れ等と考えられるので雑巾等で アースバンド修理、交換後再度、測定を行うこと。 静電靴の汚れを除去後再度、測定を行うこと。 测试OK的时绿色二极管灯亮 测试OK的时绿色二极管灯亮 測定がＯＫの時は半導体領域のＬＥＤが緑色に点灯 測定がＯＫの時は半導体領域のＬＥＤが緑色に点灯 测试NG的时红色二极管灯亮 电源开关 测试NG的时红色二极管灯亮 电源开关 測定がＮＧの時は絶縁体領域のＬＥＤが赤色に点灯 POWER SW 測定がＮＧの時は絶縁体領域のＬＥＤが赤色に点灯 POWER SW 图示 东关东英电子工业有限公司 中国工厂 承认 制作 品质保证 技术设计 生产技术 作成 ＰＥ － － － － 作成日 2004年2月20日管理号码 測 定 器 ○作业指导书（Ａ）·检查指导书（Ａ） ☆每天作业以前一定要确认作业指导书！如果不明白请问生产技术部 变 更 履 历 静电用电阻测定器 静电套测试时 静电鞋子测试时 机型:SLD-697A机型:SLD-697A 測 定 器 ＮＧ ＯＫ 判定 測定 填写静电记录表 INSULATIVE WRIST CORD FOOTPLATE WRIST CORD CONDUCTIVE STATIC DISSIPATIVE 绝缘体 静电套 静电套 静电鞋子 传导体 半导体 排除原因 ＮＧ ＯＫ 判定 測定 填写静电记录表 INSULATIVE WRIST CORD FOOTPLATE WRIST CORD CONDUCTIVE STATIC DISSIPATIVE 绝缘体 静电套 静电套 静电鞋子 传导体 半导体 排除原因
- 33. 静電気防止床材料と構造的な特徴 製品名 利点 問題点 電気特性 カーペット 見栄え・快適さ 電子産業工場用途では使 用しない。 通常は約1010Ω フロアマット ①導電型 ②静電気防止型 設置容易 最適な静電気防止特性 既存の床に使用可能 局所的保護 カールしやすい 温度依存性あり コンタミの発生あり 107Ω以下 109～1012Ω 静電気防止塗布床 ①導電型 ②塗布床型静電気防止 剤 ③床用静電気防止剤 普通の床に使用可能 良好な静電気防止特性 処理が簡単・コスト安 処理が簡単・コスト安 コンタミ耐久性 ライフ、特性 バラツキ、温度依存、 保守/再処理 107以下 109～1012Ω 109～1012Ω 静電気防止張床 静電気防止特性が良い 耐久性・永続性が良い 一部クリーンルームに使 用できるものがある コスト 既存設備への取付 105Ω程度
- 34. 静電気防止床材 評価方法 現在、床材の帯電防止性能の評価方法としては、表面抵抗、漏洩抵抗、床の帯電 防止性能評価値、人体帯電電位などが一般に用いられている。そのうち、表面抵 抗においてはNFPA99で規定されている所定の金属電極を用い、電極間距離を 91cmとして測定することが一般的である、規格値としては表面電気抵抗値は１ ×１０７ＭΩ以下、定期的に静電防止床材の測定を実施することが必要である。 ＮＦＰＡとはNational Fire Protection Association（米国消防庁）の規格で NSI/NFPA99 を指す。床材の表面の電気抵抗や、表面からアースまでの間の電 気抵抗を、絶縁抵抗計測器によって測定する試験方法。 図20
- 35. 3.２ 導電性材料 ESD (静電気放電) 対策の為に 床、作業デスク、包装材、ツールなどに静電気対策用に導電性材料 が用いられることがある。導電性材料として色々あるがその導電性 (抵抗率) によって 大きくいく つかに分類することができる。表面抵抗率による分類の１つは、次のようなものである。 この分類では抵抗率の幅が非常に大きい (同じ分類の中で 100,000倍もの差がある) こともあり、 一概には言えないものの 導電性 ―― 帯電した物体が接触した場合に激しい ESD を起こす可能性があるほど 高い導電性 (低い抵抗) を持つもの 静電気拡散性 ―― 帯電した物体が接触した場合に激しい ESD を起こすことなく、 かつその帯電 を比較的すみやかに消散させられる程度の導電性を持つものの、 静電場を遮蔽できるほどの導電 性は持たないもの 帯電防止 (静電気防止) ―― それ自身の帯電をある程度防止できる程度の導電性は持つものの、 帯電した物体の静電気をすみやかに消散させられるほどの導電性はないもの 分類 表面抵抗率の範囲（単位：Ω/sq） 導電性 ～105 Ω/sq 静電気拡散性 105～109 Ω/sq. 帯電防止 109～1014 Ω/sq.
- 36. 導電性材料を用いた商品
- 60. 6.2.２ 高圧電電源による分類 １）SSDC型除電器 SSDCとは、Steady Slate(安定状態） ＤC（直流）の略である、プラス、マイナス の直流電圧が印加される電極がそれぞれ備わっている。放電開始電圧以上の直流電 圧が印加されプラス、マイナスイオンは常時生成している。図40にSSDCタイプ除 電器の構成を示す。 図40 SSDC型除電器の構造 印加電圧イメージ
- 71. 6.３ 除電器のメンテナンス コロナ放電方式の除電器を運用すると、電極へのゴミ付着や、電極の磨耗により 徐々に除電能力が低下する。これは物理現象として避けられないことなので、 チャージプレートモニタ（除電器の除電能力を測定する測定器）など、除電能力 を測定する機器を使って定期的に検査する必要がある。 除電能力が低下し管理基準を満たせなくなった場合は、電極の清掃や電極の交換 などのメンテナンスが必要になる。 またコロナ放電方式の除電器は高電圧を扱っている。高電圧による樹脂や電 子部品の劣化のため。高圧電源の交換や高圧ケーブルの交換を必要としている 場合もある。 現象（特性） 要因 除電速度が低下 イオン発生量減少 電極摩耗、異物付着 イオンバランスが悪化 イオン生成バランスが変化 電極摩耗、異物付着
- 72. 6.３.1 除電器 電極へのゴミ付着 図50のように電極先端に空気中の不純物が付着しイオンの生成に影響する。付着 する物質は除電器を使用する環境の雰囲気によって異なる。 溶剤や薬液または機 械油などを使用する環境ではそれらの揮発成分が雰囲気に漂い、その成分が電極先 端に付着する。 100日後 図50 ゴミ付着
- 77. ３章：静電気関連の測定器 1. 静電気の測定 ・・・・1.1静電気の測定の繰り返し精度 2. 表面電位測定器 ・・・・2.1表面電位測定器の使用時の注意点 ３．帯電プレートモニター ・・・・３.１ 除電時間の測定方法 ・・・・３.２イオンバランスの測定方法 4.湿度計
- 78. 1.静電気の測定 静電気障害を除くためのデータを得る目的で行われる計測は，計測対象が単純では ないだけでなく，その計測方法についても定まっていない部分がある。 静電気計測として必要な項目は ① 電荷量の計測 ② 電位・電界の計測 ③ 材料の静電気的特性に関する計測 ④ 静電気放電とその影響に関する計測 ⑤ 静電気障害対策用品の性能判定のための計測 などがある。 日本工業規格JIS C 61340-2-2で静電気の帯電特性の測定を定義、標準化していま す。
- 79. 1.1静電気の測定の繰り返し精度 帯電性の測定は繰り返しの精度が低い、その理由の一つは，電荷発生の繰り返し性の悪さである。一 定と思われる条件で物体を摩擦片で摩擦すると，発生する電荷はいつも同じ量であるとは限らない。 むしろ発生量だけでなく，電荷の極性まで変化してしまうことがあるほどにばらついてしまうことの 方が多い。 よって測定はかなり多数回繰り返して行う必要がある。 電荷発生の測定結果がばらつく主な原因として，以下の項目があげられる。 ① 電荷の発生は表面のわずかな組成・分子配列の違い，汚染などに敏感である。 ② 摩擦中に表面が変化する。 ③ 摩擦条件を微視的に完全に同一にすることは極めて難しい。 ④ 摩擦中，あるいは摩擦を終了し，摩擦片を離す際に静電気放電が起こる。
- 88. 4章：静電気トラブル事例 1.半導体製造工場トラブル事例 ・ICパッケージ捺印工程でのIC静電気破壊 2. 印刷工場トラブル事例 ・スクリーン印刷インキ不良 3. 樹脂成型工場トラブル事例 ・成型品が金型に付着 4. 製本工場トラブル事例 ・現象：紙を重ねる時にずれる。 5. 樹脂シート工場トラブル事例 ・シートを巻き込む。
- 103. 2018年8月10 日 ク コンサルティングクレイン テクノ コンサルティング Ｃｒａｎｅ ｔｅｃｈｎｏ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ． https://crane-techno.com/ 関連サイト：静電気除去.com https://xn--1nrt08ch33ahravo.com/ 現場での静電気トラブルでお困りの方はお気軽に相談してください。 また、出張現場調査、静電気講座も実施しております。