電子部品の静電気保護

電子部品の静電気保護

SMT加工工程では、静電気放電が電子部品の損傷や故障の原因となることがあります。ICの高集積化と部品の漸進的な微細化に伴い、静電気の影響はより深刻になっている。

統計によると、静電気は電子製品の故障要因の8%~33%を占め、静電気による電子製品の損失は年間数十億ドルに達する。

そのため、SMT生産における静電気対策は非常に重要です。本稿では、静電気の発生から部品・シーンの保護まで、静電気対策について詳しく紹介する。

目次
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    静電気はどのようにして発生するのか?

    静電気放電。 ESD電荷移動とは、静電ポテンシャルの異なる物体が互いに接近したり、直接接触したりすることによって生じる電荷の移動を指す物理現象である。電荷移動の間、電荷の流れが生じ、電圧を相殺するのに十分な電気が供給される。

    静電気放電(ESD)
    静電気放電(ESD)

    静電気は電子部品や電子回路基板に大きな影響を与える。例えば、静電破壊が発生し、部品の損傷や故障を引き起こし、電子製品に影響を与えることがあります。

    ESDとは - 静電気の基礎知識

    静電気発生の共通原理

    01 摩擦電化
    2つの異なる素材が擦れ合うと、片方の素材が帯電し、静電気が発生する。

    02 誘導電化
    静電場の作用により、物体は電荷の再分布を受ける。例えば、帯電した物体が帯電していない物体に近づくと、両者の間に電位差が生じる。この電位差によって電荷が帯電していない物体に移動し、帯電していない物体に静電荷が発生する。

    03 容量性充電
    すでに一定の電荷を持つ帯電物体が他の物体に近づいたり離れたりすると、系の静電容量が変化し、帯電物体の静電ポテンシャルが変化して静電気が形成される。

    電子部品の帯電防止

    静電気に敏感な電子部品には、一般的に静電気防止サインがあります。製造工程でこのようなサインがある部品に遭遇した場合は、静電気対策に特に注意してください。

    電子部品の帯電防止
    電子部品の帯電防止

    半導体集積回路は設計上、帯電防止対策が施されており、敏感な部品に対して2000V以下の静電気放電設計保護を提供することができる。同時に、回路周辺設計により保護抵抗や埋め込みダイオードを追加し、より強力な帯電防止能力を持たせることもできます。

    静電気被害の一般的なシナリオ

    01 構成部品
    部品がチップボード上に配置されると、静電場の存在により、部品が配置位置からずれたり変形したりして、欠陥や故障の原因となることがある。

    02 静電気の蓄積
    SMT 装置の金属シェルと接地装置により、静電気が蓄積されます。静電荷が時間内に解放されないと、部品に損傷が生じます。

    03 汚染被害
    静電気は、ほこりや油、その他の不純物を吸着し、部品や回路基板の表面汚染を引き起こし、正常な動作に影響を与える可能性がある。

    04 吸着損傷
    取り扱い中、保管中、組み立て中に、静電気が部品やその他のパーツに付着し、誤動作や損傷の原因となることがあります。

    静電気保護の基本原理

    静電気保護
    静電気保護

    静電気保護の原理
    1.静電気に敏感なコンポーネントは、静電気の安全な場所で使用または設置してください。
    2.静電気に敏感な部品や回路基板を輸送・保管する場合は、静電遮蔽容器を使用してください。
    3.設置された静電気保護システムが正常に動作しているか定期的に確認してください。
    4.サプライヤーが上記3原則を理解し、遵守するようにすること。

    静電気保護ステップ
    1.静電気に敏感な部品や回路基板をプラスチック製品や工具と一緒に置かないでください。
    2.作業場の床とテーブルマットに十分な導電性があることを確認する。導電性ゴムのテーブルトップを使用するか、導電性テープでテーブルの4辺に貼り付けるとよい。
    3.接地システムが良好な状態であるか常に確認し、接地ケーブルがバスバーに正しく接続されていること。
    4.電子工具や電子器具を使用する場合は、使用する工具や電子器具が静電気保護の要件を満たしていることを確認してください。
    5.ビニール袋や発泡スチロール箱などの梱包材の使用を制限する。やむを得ず使用する場合は、包装材に導電処理が施されているか、金属製であることを確認する。
    6.帯電防止服や靴を着用し、帯電防止工具や手袋、帯電防止ブレスレットを使用する。
    7.静電気対策が正しく実施されるよう、静電気保護の訓練を受けた専門家に依頼する。
    8.静電気対策の有効性を確保するため、定期的な静電気対策の検査とテストを実施する。
    9.ブレスレットを着用していない従業員およびゲストは、静電気保護ワークステーションに近づくことが禁止されています。違反が発見された場合は、直ちに中止し、上司に報告すること。
    10.静電気防護システムに問題や欠陥がある場合は、直ちに上長または静電気防護責任者に報告し、適時、改善・対策を講じ、静電気防護システムの有効性を確保する。

    よくある質問-PCBについて

    ESDと略される静電気放電は、静電ポテンシャルの異なる物体が互いに接近したり、直接接触したりすることで生じる電荷移動を指す物理現象である。電荷移動の間、電荷の流れが生じ、電圧を相殺するのに十分な電気が供給される。

    • 摩擦帯電
    • 誘導電化
    • Capacitive charging
    • Place components
    • Electrostatic charge accumulation
    • Contamination damage
    • Adsorption damage
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