ESD(静電気)対策

ESD対策が求められる背景

基板の搬送工程における放電
基板の搬送工程における放電
実装工程における放電
実装工程における放電

私たちの身の回りものの多くは、他のものと触れたり、摩擦によって帯電します。
この帯電した電気を 静電気 と呼びます。
 
静電気はより電気抵抗値の低い方向に放電されます。通常、静電気放電は非常に早く、制御することができません。
 
PCBや半導体をはじめとした電子部品は製造工程中にも静電気を帯びます。
この静電気は製品不良の発生と密接な関係にあります。

意図しない静電気放電により、検査工程で除外できない損傷が発生する場合がある

スマートフォンの性能向上や生産数の増加に伴い、完成製品の不良を防止するためにもESD対策の必要性が加速度的に増しています。スマートフォンに内蔵される電子部品の小型化が進み、ほんのわずかな静電気放電によっても損傷しやすくなっていることが原因の1つです。

 

ESD(静電気)による不良の割合

従来、真空搬送においては導電性のゴムで帯電した静電気を放電させる手法が一般的でした。しかし、この方法では従来の検査方法で排除できない不良(「潜在的な不良」)が発生することが確認されました。

この「潜在的な不良」は最終製品に組み込まれた後、連続稼働中に致命的な損傷の原因となります。さらにこの不良が深刻である理由は、静電気による不良のうち実に7割以上がこの類の不良になる点です。

 
これらの不良を防ぐために、正しい方法で安全に静電気を放電させる必要があります。

 

ESD対策に適した電気抵抗値

これまでに静電気対策として用意されていた導電性ゴムは、電気抵抗値が低すぎるため静電気放電をコントロールできません。
 
従来、1.0x109Ω 未満が適切な帯電防止の電気抵抗値とされていましたが、現在帯電防止と定義されているのは 1.0x105~1.0x1012Ω です。さらに、短時間で安全かつ適切な速度で放電できる抵抗値は 1.0x105~1.0x109Ωとされ、この範囲の抵抗値を持つ材質を 静電気拡散性 と呼び、市場で求められています。
 
シュマルツでは、静電気拡散性の範囲である 1.0x106~1.0x109Ωの製品を「 ESD対策製品 」としてラインアップしています。
 

電気抵抗値の違いと電気の流れ
電気抵抗値の違いと電気の流れ

適切なESD対策製品の設置

アースまでの電気的な接続がなく適切な除電ができない
アースまでの電気的な接続がなく適切な除電ができない

ロボットやハンド、吸着パッドにはそれぞれ電気抵抗があります。ESD対策を正しく行うためには、これらのもつ電気抵抗を正しく理解し、適切に電気を逃がせるように接続する必要があります。
 
この対策が不十分だと適切な放電ができず、ワークが帯電したままになってしまうことがあります。
 

電気抵抗値の違いを理解し、正しくアースまで接続することで初めて適切なESD対策を行うことができます
電気抵抗値の違いを理解し、正しくアースまで接続することで初めて適切なESD対策を行うことができます

 

注意すべき点は2つです。
① 静電気拡散性の電気抵抗値を持ったパッドを用いてワークに触れる
② 放電した静電気を逃がすため、導電性の物質を介して必ずアースまで接続する
  
【除電が適切にできない例】
・取付け部品に電気的な接続がない
・バッファ用のスプリングが絶縁仕様
・過剰なシーリング材等により、電気的な接続が切断されている
  

ESD対策は、静電気拡散性と導電性をもつ物質を適切に組み合わせることで初めて実現します。
シュマルツでは、ESD対策ゴムにあわせて、導電性のスプリングプランジャーやマウントエレメントを採用することを推奨しています。
 

ESD 対策対応製品

シュマルツではESD 対策としてご使用いただける製品をラインナップしています。
静電気拡散性の製品と導電性の製品を適切に組み合わせて使用することで、ESD対策を実現することができます。

■静電気拡散性 製品

静電気拡散性素材 NBR-ESD
静電気拡散性素材 NBR-ESD
薄いワークのシワや変形を抑制するハニカムデザインの新パッド SFF
薄いワークのシワや変形を抑制するハニカムデザインの新パッド SFF

・ESD(静電気放電)対策ゴム  NBR-ESD

真空パッド(平形) :QN/Q
サイズ:Ø 1~30 mm

【新製品】真空パッド(平形) :SFF
サイズ:Ø 10~40 mm
 
【新製品】1.5段ベローズ真空パッド :SFB1
サイズ:Ø 10~40 mm
 
1.5段ベローズ真空パッド :FSGA/FGA
サイズ:Ø 2~33 mm
 
2.5段ベローズパッド :FSG/FG
サイズ:Ø 3~32 mm
 
長円パッド(平形):SGON/SGO
サイズ:4.5x2 mm, 7x3.5 mm, 12x4 mm, 15 x 5 mm
※18x6 mm, 24x8 mm, 30x10 mmにつきましては、お問い合わせください。
 
ESD(静電気放電)対策パッド
 

■導電性 製品

小型スプリングプランジャー FSTIm
小型スプリングプランジャー FSTIm
スプリングプランジャー FSTE
スプリングプランジャー FSTE
アルミフレーム
アルミフレーム
取付用ブラケット
取付用ブラケット

FSTIm-CON
低反発かつ導電性の小型スプリングプランジャー
スプリングプランジャー FSTIm

 

FSTE
幅広いネジ接続とストロークをラインアップしたスプリングプランジャー
スプリングプランジャー FSTE

 

・各種マウントエレメント
真空回路として使える、導電性のアルミフレームや各種取り付け用ブラケット
アルミフレーム
ブラケット