ドアノブを触るたびに、不意に衝撃を受けた経験はありませんか？この現象はESD（静電気放電）と呼ばれ、製造業や産業界で深刻な問題となっている。

この記事では、ESD の性質、その根本原因、そして静電気防止対策によってどのように回避できるかを説明します。ESDの制御は、静電気とその発生方法を理解することから始まります。

静電気

静電気とは、2つの物質の誘導や摩擦（接触・分離）により、物体表面に残る電荷のことで、摩擦帯電と呼ばれる現象がある。

静電気の発生方法としては摩擦帯電が一般的だが、その他にも誘導帯電、イオンビーム帯電、帯電した物体との接触などがある。

静電気の発生量は、接触面積、素材の特性、接触・分離速度、周囲の湿度などによって異なります。相対湿度が高い環境では、静電気が発生しにくくなります。

静電気放電（ESD）とは？

ESDとは、2つの導電性物体が接触したり、互いに近づいたりすることで生じる、一時的な静電気の流れのことです。電荷の流れは、私たちがよく知っている一般的な火花、またはESD放電によって明らかにされます。

私たちの目には見えない、あるいは感じることのできないESD現象が常にいくつも起きているのです。人がESDを感じるには2000ボルト必要かもしれませんが、電子部品の損傷はわずか10～30ボルトで発生します。

ESD は、電子機器、火薬、医薬品、印刷、繊維、プラスチック、エネルギーの製造など、多くの産業や工業 プロセスで実際に問題となっている。

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ESDの原因とは？

ESD は、静電気を帯びた 2 つの物体が接触または近接することによって発生する。ESDが発生するためには、まず静電気が蓄積される必要があり、一般的には2つの物質間の摩擦によって引き起こされる（トライボチャージング）。

ESD事象の例としては、ドアノブに触れたとき、人と握手したとき、塩ビテープをはがしたとき、着替え、髪をとかしたとき、お店でベルトコンベアに触れたときなどに受ける衝撃があります。

ESD損傷

ESD による損傷は、制御されていない環境での電子機器の取り扱いや、不適切な ESD 制御を行った場 合に発生する可能性があります。

ESD による損傷は、壊滅的なものと潜在的なものに分類されます。破局的損傷とは、火花、溶融、発煙など、時に容易に確認できる永久的なデバイスの損傷を指します。この損傷は、放電によって直ちに発生します。潜在的な損傷は、デバイスの動作は継続するが、その寿命が劇的に短くなる場合に起こります。ESD放電によりデバイスが弱体化し、それに伴い寿命が短くなる。

ESDダメージの例

• 金属溶融
• ジャンクション・ブレークダウン
• 酸化膜障害
• パッシベーションの破断
• 電熱線マイグレーション
• アルミの飛散
• コンタクトスパイク
• 誘電体異常

ESD インシデントによる損傷は、デバイスが電荷を消散させることができるか、または関係する電圧レベルに耐えることができるかによって決まります。 電子デバイスが故障するレベルは、ESD感度と呼ばれます。

製造、試験、品質検査、梱包、保管、出荷、取扱工程など、製品のライフサイクル全体を通じて適切な ESD 対策が施されていることが重要です。

ESDからの保護

電子部品やデバイスを取り扱う際の ESD 保護は、適切な ESD 保護区域から始まります。 ESD保護エリア（EPA）とは、表面、工具、人、敏感なデバイスなど、すべての要素が静電気から保護されるように指定されたエリアです。このエリアでは、すべての要素が接地され、同じ電位に保たれます。これにより、帯電の蓄積を防ぎ、ESD放電の可能性を低減します。

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は、以下のとおりです。 ANSI（アメリカ国家規格協会）とIEC（国際電気標準会議）がEPAの国際規格を定めています。

ESDから身を守るには？

LCDの取り扱い、回路基板のはんだ付け、ESDに敏感な製造環境での作業など、ESDから保護するために考慮すべき重要な要素が2つあります。

• 静電気の発生を抑える
• 適切なESD手順、機器、工具を使用して放散してください。

製造・組立時のESD保護

電子機器メーカーは、製造、組立、保管、出荷の各工程において、従業員の安全と製品の品質を確保するため、適切なESDおよびEPA規格に従わなければなりません。

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製造および産業環境における ESD 保護は、EPA 規格に準拠しています。EPAの主なコンセプトは、以下の方法で静電気の蓄積を最小限に抑え、発散させることです。

• EPA境界の定義（標識、ラベル、物理的障壁）
• リストバンド、マット、手袋など、効果的なESD機器を提供する。
• 静電気消散型接地方法の提供
• EPA周辺にある高帯電性物質の回避
• 静電気対策用ワークスペースの設置
• 湿度管理
• EPA内で活動するスタッフへの教育

ESD対策機器と対策工具

• ESDに対応した梱包材
• ワークエリア用静電気防止マット
• フロアマット
• リストバンド
• 標識・ラベル
• フットグラウンダー（靴）
• ESD対応手袋
• ESD対応スモック
• 製品トレイマット
• カート用静電気防止プロテクター
• ESDテープ（製品包装）
• 通路マーキングテープ（EPAの定義）
• バインダーとシートプロテクター
• オーバーヘッドイオナイザー
• シールドフォームとバッグ

出荷時および保管時のESD保護

ESD の影響を受けやすいデバイスや部品は、輸送中、取り扱い中、保管中に保護する必要があります。輸送中は、製品の移動や摩擦により静電気が蓄積されることがあります。輸送中のデバイスや部品の保護には、電磁波シールド、帯電防止袋、発泡スチロール、気泡緩衝材、適切なサイズの箱や梱包材が不可欠です。

製品取扱い時のESD保護

電子部品を取り扱う際には、必ずESDに安全な取り扱い方法を守ってください。作業中は、人体および電気機器を必ず接地してください。机の上に導電性マットを敷き、導電加工された繊維で作られた衣服（一般的な実験用ジャケットにはそのような繊維が含まれています）を着用することが望ましいです。合成繊維はお勧めできません。静電気の発生を抑えるために、作業環境の空気が乾燥しすぎないようにしてください（相対湿度50～60％を推奨）。

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保管中の倉庫の湿度管理、ESDに敏感な製品の取り扱い・梱包時にはリストバンドの着用が義務付けられています。当社の 製品使用ガイドラインをご覧になり、電子ディスプレイの適切な使用と取り扱いについて詳細をご確認ください。

結論

ESD 対策計画を成功させるには、効果的かつ効率的なトレーニングプログラムを実施し、関係者全員が ESD の影響を受けやすいデバイスを扱う際の基本的な概念や手順、対処法を理解する必要があります。