機械設計 #21：クリーンルームの静電気対策 – ESD・ESAと自動機の設計方法

クリーンルーム 向けの自動機を設計するとき、多くの人は塵、ステンレス材料、カバー、排気、グリス、ケーブルキャリアに非常に注意を払います。

しかし、目で見えにくい問題があります。静電気 です。

静電気は、機械的な衝突や部品の破損のように、すぐ目に見える形で不具合を起こしません。ICを壊し、パーティクルを製品に引き寄せ、信号ノイズを起こし、センサーやコントローラーを不安定に動作させることがあります。さらに悪いことに、検査時にはすぐ現れず、後に市場で潜在不良となる不具合もあります。

クリーンルームでは、静電気対策は「数か所を接地する」「イオナイザーを付ければ終わり」といったやり方だけではできません。

正しい設計は、システム全体として見る必要があります。

静電気はどこから発生するか？
ESD 対策が必要か、ESA 対策か、それとも両方か？
どの材料が導電性か、どれが絶縁性か、どれが散逸性か？
機械フレームは正しくボンディングされているか？
アルマイトのアルミは本当に導電するか？
イオナイザーはどこに、どの種類を置き、保守されているか？
ケーブル、ケーブルキャリア、アクチュエータ、ベルト、樹脂カバーは帯電するか？
静電気対策の効果を測定できるか、それとも感覚で行っているか？
IEC 61340、IEC 61000-4-2、SEMI E78、SEMI E129の規格に関係するか？

本記事は、機械設計者の実務的な視点から、クリーンルーム内の自動機の静電気対策 を設計するときの注意点を記します。

1. クリーンルームの静電気は二方向で危険：ESDとESA

クリーンルームでは、静電気は主に二方向で問題を起こします。

ESD – Electrostatic Discharge / 静電気放電
ESA – Electrostatic Attraction / 静電気吸引

この2つの現象は異なり、引き起こす不具合も異なるため、対処法も完全には同じではありません。

2. ESDとは？

ESD は、帯電した物体が異なる電位の物体に接触または接近したときに起こる放電現象です。

分かりやすく言えば、電荷が人、機械部品、工具、トレイ、治具、製品に蓄積しています。放電条件が生じると、大電流が非常に短時間である経路を流れます。

電子部品、特にIC、センサー、半導体デバイスでは、この放電電流が内部回路を壊すことがあります。

よくある2つの不具合タイプ：

即死不良

デバイスが明確に破壊されます。テストが立ち上がらず、測定が不合格、工程でその場で製品がNGになります。

潜在不良

これこそ危険なタイプです。部品はテストを通り、動作もしますが、内部はすでに一部損傷しています。しばらく使用後に壊れます。

電子製品、半導体、医療機器では、ESDによる潜在不良が製品信頼性に直接影響します。

機械を設計するとき、よく言及されるいくつかのESDモデルを理解すべきです。

モデル	意味	自動機での例
HBM – Human Body Model	人が帯電しデバイスへ放電	作業者が基板、トレイ、治具に触れる
MM – Machine Model	機械や工具が帯電し製品へ放電	把持ユニット、エンドエフェクタ、機械フレーム、治具
CDM – Charged Device Model	デバイス自身が帯電し接触時に放電	搬送や分離後のIC、基板、ウェハ、小部品

クリーンルーム内の自動機では、3つすべてが起こりえます。作業者だけを考えるべきではありません。機械、治具、ロボットハンド、真空パッド、コンベヤ、トレイ、製品がすべてESDの源または受け側になりえます。

3. ESAとは？

ESA は、帯電した物体が空気中のパーティクルを引き寄せる現象です。

クリーンルームでは、これは非常に恐ろしいことです。

製品、治具、フィルム、トレイ、ウェハ、ガラス基板、樹脂カバーが帯電すると、周囲の微細な塵を引き寄せることがあります。静電気力で表面に付着したパーティクルは、通常のエアブローでは簡単に吹き飛ばせません。

ESAは次のような不具合を起こしえます。

ウェハへのパーティクル付着
ガラス基板への塵付着
工程でのパターンやマスキング不良
汚れ粒子が誤った位置にあることによるショート／オープン不良
フィルム、ラベル、レンズ、光学部品への塵付着
製品はきれいに見えるがパーティクル数が増える

ESDと違い、ESAは必ずしも放電を起こしません。電界の吸引力でパーティクルを製品に付着させて不具合を起こします。

短く言えば：

ESDは放電電流で製品を壊す。 ESAはパーティクル吸引で製品を汚す。

クリーンルームでは、両方を防がなければなりません。

4. 「静電気対策」とだけ言わず、どの不具合を防ぐか知る

よくあるミスは、あらゆる静電気問題に「ESD」という一語を使うことです。

しかし、製品のICが放電で壊れるなら、それはESDの課題です。

製品が塵を吸うなら、それはESAの課題です。

放電の後に機械のセンサーがノイズを受け、コントローラーがリセットし、エンコーダ信号が誤るなら、それはEMC/EMIにも関係します。

ですから、顧客から要求を受けるとき、明確に問うべきです。

製品の種類は何か？
製品はESDに敏感か、パーティクルに敏感か、両方か？
最大表面電圧の要求はあるか？
治具／トレイの表面抵抗の要求はあるか？
イオンバランスの要求はあるか？
従うべき工場やSEMI/IECの規格はあるか？
静電気関連の不具合が発生した位置はあるか？

本当の問題がESDかESAか知らずにイオナイザーを付けるだけでは、多くやっても正しい点に当たらないことが非常に多いのです。

5. 湿度は静電気に非常に大きく影響する

湿度は非常に重要な背景要素です。

空気が乾くほど、材料は帯電しやすくなります。特に樹脂、フィルム、ベルト、トレイ、ケーブルジャケット、ポリカーボネートカバー、アクリル、ESD処理されていないPEEK、PTFE、PE、PVCなど。

湿度が十分高いと、材料表面に非常に薄い水分層があり、電荷を逃がすのを助けます。そのため電荷は高く蓄積しにくくなります。

実際には、相対湿度／RHが約40%より低い と、帯電が大きく増えることが多いのです。

そのため、多くの電子・半導体クリーンルームは、RHを次の付近に制御しようとします。

RH 40〜50%

これは、静電気の低減と、次のような他の問題を避けることの、比較的良いバランス域です。

金属部品の錆
一部の化学工程への影響
吸湿材料への影響
熱管理が悪いと結露
特定製品への影響

ただし、湿度がすべてを解決するわけではありません。

高速で動く自動機、動くフィルム、回るベルト、滑るトレイ、高速のロボットピック＆プレイスは、なお自然な漏れ速度より速く電荷を作りえます。

一部の工程は低湿度を要求します。そのとき静電気対策のためだけにRHを上げることはできません。

より正確には：

湿度管理は基礎であり、解決策の全体ではない。

なおボンディング、接地、散逸性材料、イオナイザー、レイアウト、測定を組み合わせる必要があります。

6. 接地とボンディング：導電部の基盤

金属のような導電部品では、最も基本的な静電気対策は接地です。

金属部品が正しく接地されると、発生した電荷は大地への逃げ道を持ちます。その部品は危険な水準に帯電しにくくなります。

しかし自動機では、問題は機械フレームに接地線を1本つなぐことだけではありません。

区別が必要です。

接地／earthing：大地につなぐ。
ボンディング／等電位ボンディング：金属部を互いにつなぎ同電位にする。

機械内の金属ユニットがよくボンディングされていないと、各ユニットが異なる電位を持ちうる。製品や人が触れると、ESDが起こりえます。

設計の考え方はこうあるべきです。

フレーム、カバー、ブラケット、モーターフレーム、金属板の全体をよくボンディングし、その後、適した接地点へ導く。

7. 1点接地か多点接地か？

多くの機械では、ボンディング点を アースバー／グラウンドバー に集め、会社や顧客の電気規格で規定された方法で工場の接地システムへつなぐべきです。

目標は：

ユニット間の電位差を減らす
望まないグラウンドループを避ける
点検と保守が容易
連続抵抗の測定が容易
接地線の管理が容易

元の資料では、グラウンドループを避ける 1点接地 の原則に触れています。これは重要な考え方ですが、実際に適用するときは電気設計、EMC要求、顧客規格、工場システムと連携する必要があります。

サーボ、インバータ、高周波機器、アナログセンサー、ビジョンシステムのある機械では、接地がESDだけでなくノイズにも影響するため、特に注意が必要です。

機械側が電気側と相談せず感覚で接地するのを許すべきではありません。

8. 塗装フレーム、アルマイトのアルミ、めっき部品でのボンディング

非常によくあるミスは、金属フレームにボルトを締めれば導通があると考えることです。

実際は単純ではありません。

フレームや板に塗装、粉体塗装、アルマイト、酸化層、絶縁性の表面処理層があると、ボルトを非常にきつく締めても、2つの金属部品が互いによく導通しないことがあります。

塗装フレームの場合

スターワッシャー／セレートワッシャー／外歯ワッシャー／菊座金 を使い、ワッシャーの歯で薄い塗装層を破り金属接触を作れます。

しかし正しく理解すべきです。

スターワッシャーは、塗装や柔らかいコーティング層により適する。硬いアルマイト層に対する確実な解決策ではない。

アルマイトのアルミの場合

アルマイトは通常、絶縁性の酸化層です。導電させたいなら、事前に計画する必要があります。

いくつかの処理方向：

ボンディング点でアルマイトしない領域を残す
接地取付領域でアルマイト層を除去加工する
適するなら導電アルマイトを使う
めっきや導電金属インサートを使う
抵抗確認付きの専用接地点を設計する

確認しなければ、非常に美しく見えるが接地が導通しないアルミフレームは、完全にありえます。

可動ユニットの場合

スライドテーブル、ロボットハンド、可動カバー、扉、コンベヤ区間のような可動ユニットは、ガイドや軸受だけに頼るとよくボンディングされないことがあります。

可動ユニットにボンディングが必要なとき、次を使えます。

編組線／銅編組線
フレキシブルアースストラップ
接地芯を持つ専用ケーブル
一部の回転／摺動機構でのアースブラシ

可動ユニットのボンディング線は、十分に柔らかく、運動を妨げず、疲労で切れにくく、クリーンルームで塵を出さないものでなければなりません。

9. イオナイザー：絶縁性材料と「フローティング」物体に使う

接地は、電荷の逃げ道を持つ導電性材料にのみ有効です。

しかしクリーンルーム機には非常に多くの絶縁性材料があります。

エンジニアリングプラスチック
フィルム
チューブ
ケーブルジャケット
ポリカーボネートカバー
アクリル窓
樹脂トレイ
テープ、ラベル
セラミック、ガラス
ESD処理されていない一部のPEEK/PTFE

これらは接地してもあまり効果がありません。それ自体が導電しないからです。

この場合は イオナイザー／除電装置 が必要です。

イオナイザーは空気中に陽イオンと陰イオンを作ります。これらのイオンが帯電した表面へ行き、電荷を中和します。

物体が正に帯電していれば、陰イオンを引き寄せます。物体が負に帯電していれば、陽イオンを引き寄せます。

その結果、表面電圧が下がります。

10. イオナイザーを選ぶとき、イオンバランスと除電速度を見る

イオナイザーはイオンを吹けばよいわけではありません。

注意すべき指標には次があります。

イオンバランス
除電時間（decay time）
作業距離
イオン被覆領域
ファンか圧縮空気か
クリーンルーム適合か
オゾンを発生するか
針の汚れ警告があるか
オートバランス機能があるか
針の清掃が容易か

イオンバランス

イオンバランス は、陽イオンと陰イオンの量が均衡しているかを示します。

イオナイザーが片側に偏りすぎると、中和されている物体を逆に帯電させることがあります。

これは非常に危険な不具合です。イオナイザーを付けても表面電圧が不安定で、符号さえ変わります。

除電時間

除電時間 は、一定の測定条件で電圧を高い水準から低い水準へ下げるのに必要な時間です。

ラインが速く、部品がイオナイザー領域を非常に短時間しか通らないなら、遅いイオナイザーでは十分な効果がありません。

ですから、イオナイザーを選ぶときはライン速度と実際の接触時間を見なければなりません。

11. イオナイザー技術の比較

技術	原理	イオンバランス	除電速度	有効距離	適した用途
AC	1本または複数の針が陽／陰イオンを交互に作る	まずまず良い	中	短い	局所除電、機内取付
高周波AC	高周波ACで高密度イオンを作る	非常に良い	速い	中	高速除電、敏感製品の近く
DC	陽針と陰針が別、連続的にイオンを作る	バランス調整が必要	速い	中〜長	高速ライン、しばしばエアアシスト併用
パルスDC	陽／陰パルスでイオン再結合を減らす	良い	中	長い	広域、無風環境やより遠い場合

この表は方向付けのためだけです。実際に選ぶときは、距離、風量、除電時間、イオンバランス、要求クリーンクラスをカタログで見なければなりません。

12. イオナイザーの形式の比較

イオナイザー形式	特徴	よくある用途
ファン型	ファンがあり、比較的広い領域にイオンを吹く	作業台、組立セル、手作業領域
ノズル／スポット型	圧縮空気でイオンを小さな点に高速で送る	パーツフィーダ、フィルム、分離点、機内の小領域
ガン型	手持ち式、通常手作業用	清掃、塵吹き、作業時の除電
バー型	多くのイオン放出針を持つ長い棒	フィルム、コンベヤ、ウェブハンドリング、幅方向の広域

自動機では、バー型とノズル型がよく見られます。ファン型は作業台や手作業セルでよく使われます。

注意：クリーンルームで圧縮空気ノズル型イオナイザーを使うなら、圧縮空気自体も清浄でなければなりません。汚れた空気を製品領域に吹いて除電と呼ぶことはできません。

13. 表面抵抗率で材料を選ぶ

正しく静電気対策するには、感覚ではなく表面抵抗で材料を選ばなければなりません。

よく使う指標は 表面抵抗率 で、よく見る単位はΩ/sqです。

IEC 61340やESD資料でよく使う分類では、材料を3つの域に分けられます。

分類	参考表面抵抗率	電荷特性	例材料	自動機での役割
導電性	< 1 × 10⁵ Ω/sq	電荷が非常に速く逃げる	金属、カーボンを多く混ぜた樹脂	フレーム、筐体、接地経路
静電散逸性	1 × 10⁵〜1 × 10¹¹ Ω/sq	電荷が制御されて逃げる	ESD樹脂、軽く導電するポリマー、ESDマット	治具、トレイ、ワーク支持、製品接触面
絶縁性	> 1 × 10¹¹ Ω/sq	電荷を保持し、自己放電しにくい	PE、PVC、一般樹脂、ガラス、セラミック	絶縁が必要なときに使うが、帯電防止策が必要

電子製品に直接接触する治具やトレイでは、多くの場合 静電散逸性 が導電性より安全です。

理由は、導電性は放電が速すぎ、設計が正しくないとESDを起こしうるからです。絶縁性は電荷を保持しすぎます。散逸性は電荷を徐々に、より制御して逃がします。

もちろん、具体的な要求値は製品仕様と顧客規格に従わなければなりません。

14. アウトガス：クリーンルームはパーティクルだけを恐れるのではない

クリーンルームでは、材料は低発塵であるだけでは足りません。もう一つの問題が アウトガス です。

アウトガスは、材料から放出される気体や分子です。製品表面、ウェハ、レンズ、センサー、フィルム、光学面に付着することがあります。

機械内のアウトガス源は次から来うる。

ケーブルジャケット
可塑剤を含む樹脂
接着剤、粘着剤、シール剤
グリス
ゴム
チューブ
樹脂カバー
3D造形材料
塗装やコーティング
テープ、ラベル

高温域や真空環境では、アウトガスはいっそう注意すべきです。

ですから、クリーンルーム用のESD材料を選ぶとき、表面抵抗率だけを見るべきではありません。さらに次を考える必要があります。

低パーティクル
低アウトガス
洗浄薬品への耐性
剥がれない
摩擦で塵を出さない
作業温度に適するか

静電気対策は良いがアウトガスが多い材料は、なおクリーンルームに不適でありえます。

15. PEEKと帯電防止グレード

PEEK は高性能のエンジニアリングプラスチックで、耐熱、耐薬品、良い機械的性質を持ちます。清浄機では、PEEKは治具、ガイド、エンドエフェクタ、テストソケット、支持、スペーサー、製品接触部によく使われます。

しかしナチュラルグレードのPEEKは絶縁性材料です。ESD環境で制御せずに使うと、帯電しうる。

そのため、次を混ぜて帯電防止または導電にする多くのPEEKグレードがあります。

炭素繊維
カーボン粉
カーボンナノチューブ
他の導電材料

参考表：

PEEKグレード	機械的特性	参考連続使用温度	参考表面抵抗率	用途
PEEK ナチュラル／無混合	靭性、強度、良い耐薬品性	約260°C	> 10¹³ Ω/sq、絶縁性	構造部品、絶縁、ただし帯電に注意
PEEK ガラス繊維強化	より硬く、クリープが良い	約260°C	> 10¹³ Ω/sq、絶縁性	高荷重部品、ただしなお静電気に注意
PEEK 炭素繊維強化	非常に高い硬さと強度	約260°C	10²〜10⁵ Ω/sq、導電性	剛性が必要、接地が必要、特殊摺動部品
PEEK ESD／散逸グレード	機械的性質と静電気対策のバランス	約260°C	10⁶〜10⁹ Ω/sq、散逸性	ICテストソケット、ウェハハンドラ、電子部品接触治具

具体的な値はメーカーと材料コードにより異なります。設計するとき、一般的に「帯電防止PEEK」と記すべきではありません。グレード、要求表面抵抗率、必要なら検査条件を明記すべきです。

16. クリーンルームのアクチュエータにも静電気リスクがある

クリーンルーム用の電動アクチュエータやエアシリンダは通常、発塵を減らすよう設計されています。しかし常にESD/ESAを十分に処理しているわけではありません。

リスクは次から来うる。

回転時に帯電するタイミングベルト
擦れるケーブルキャリア
絶縁性の樹脂カバー
よく接地されずフローティングするスライダやテーブル
帯電するグリスやシール
樹脂製のエア管や真空管
散逸性でない樹脂製のエンドエフェクタ

電動アクチュエータでは、確認が必要です。

アクチュエータ本体はフレームにボンディングされているか？
スライダは接地と電気的に連続か？
モーターフレームは接地されているか？
ケーブルシールドは正しく処理されているか？
ケーブルキャリアはESD／低パーティクル型か？
カバーは帯電するか？
可動位置の近くにイオナイザーが必要か？

エアシリンダでは、確認が必要です。

シリンダ本体は接地されているか？
ロッドやロッド端ユニットはフローティングか？
エア管は帯電するか？
フローティングジョイントは導電するか？
シリンダが押す治具にボンディングが必要か？

クリーンルーム用アクチュエータが既定で静電気対策を十分にしていると考えるべきではありません。製品が敏感なら、カタログを読み、実際に測定しなければなりません。

17. ケーブル、シールド、EMC/EMI

ESDは製品を壊すだけではありません。電磁ノイズを作り、機械の不具合を起こすこともあります。

放電が起こると、非常に速い電気パルスがEMIを起こしうる。結果は次でありえます。

センサーの誤報
カメラトリガー誤り
エンコーダのパルス誤り
PLCがノイズ信号を受ける
サーボアラーム
通信エラー
PCやコントローラーのリセット
アナログ測定の跳ね

ですから、ESDは EMC/EMI に直接関係します。

注意すべきいくつかの設計点：

弱い信号ケーブルとサーボ／モーターの動力ケーブルを分ける。
必要でなければ信号ケーブルと電源ケーブルを長く並行させない。
シールドケーブルを正しく使う。
シールドを機械の電気規格に従って処理する。
パネル、フレーム、モーター間をよくボンディングする。
ケーブルキャリア内でケーブルが擦れて静電気を生じないようにする。
必要なら散逸性のケーブルジャケットを使う。
ケーブルキャリアでは、ケーブルが互いに擦れないようセパレータを使う。

清浄機では、ケーブルは低発塵、帯電防止、EMC確保のすべてを満たさなければなりません。この3つの要求を同時に見る必要があります。

18. 静電気の測定：感覚でなく数字で見る

測定せずに静電気対策すると、効果があるか非常に分かりにくいのです。

よく使う2群の測定器：

18.1. 表面電位計／フィールドメーター

帯電した物体の表面電圧や電界を測るのに使い、通常は非接触です。

確認に使う：

フィルムは帯電するか？
ラインを通ったトレイに何ボルト残るか？
樹脂カバー表面は帯電するか？
イオナイザーは十分速く電圧を下げるか？
工程のどの点が最も強く静電気を発生するか？

測定時は、測定距離、角度、環境、機器のガイダンスに注意が必要です。距離を間違えて測ると、結果が大きく狂うことがあります。

18.2. 抵抗計／メガオームメーター

測るのに使う：

材料の表面抵抗
接地抵抗
ボンディング抵抗
ESDマット、トレイ、治具が仕様どおりか
接地経路が切れているか接触不良か

これは、散逸性材料と接地を数字で確認する方法です。

真剣に静電気対策する機械は、「接地した」とだけ言うのでなく、測定基準と測定記録を持つべきです。

19. 静電気対策の効果を保つ保守

静電気対策は、取り付けたら終わりの仕事ではありません。

時間とともに、次の理由で効果が下がりえます。

イオナイザーの針の汚れ
イオナイザーの針の摩耗
ファンの塵付着
フィルターの詰まり
接地線のゆるみ
ボンディング点の酸化
振動でスターワッシャーの接触喪失
ケーブルのジャケット摩耗
ESDマットの汚れや劣化
散逸性表面へのグリス／油付着
樹脂材料の劣化

イオナイザーは特に定期保守が必要です。針が塵を付けると、イオン生成能力が大きく下がります。一部のイオナイザーは針汚れ警告や自己清掃機能を持ちますが、なお点検が必要です。

接地も再測定しなければなりません。接地線は振動でゆるみ、接触点が酸化しうる。目で見るだけでは検出できないことがあります。

保守チェックリストには次を含めるべきです。

イオナイザー針の清掃
イオンバランスの確認
必要なら除電時間の確認
敏感な位置での表面電圧の測定
接地抵抗の測定
接地線とグラウンドバーの確認
ケーブルキャリアとケーブルジャケットの確認
製品に接触するESD材料の確認
定期測定結果の記録

20. 知っておくべき規格：IECとSEMI

半導体、電子、または厳しい要求のある顧客向けに設計するなら、経験だけでESD対策をすべきではありません。

知っておくべきいくつかの規格：

IEC 61340

静電気制御、ESD材料、EPA、ESD敏感部品の保護に関する要求についての重要な規格群です。

機械設計では、IEC 61340が材料分類、制御方法の設定、検査の基礎になります。

IEC 61000-4-2

この規格は、電気／電子機器のESDイミュニティ試験に関係します。機器がどの水準の静電気放電に耐えられるかを評価するのによく使われます。

機械設計では、この規格がESDを製品の視点だけでなく、制御機器、センサー、電気システムの視点でも見るのを助けます。

SEMI E78

半導体業界では、SEMI E78 が半導体製造装置のESD/ESAの評価と管理に関係します。

機械がファブに入るなら、SEMI規格が顧客要求に現れることがあります。

SEMI E129

SEMI E129 は、半導体工場の静電気管理プログラムに関係します。ESD/ESAを単一機器だけでなく工場システムの水準で見るのを助けます。

要するに：

真剣にクリーンルーム向けの機械を作るなら、「経験で大丈夫そう」に頼るだけでなく、規格で検証する。

21. クリーンルーム機の静電気対策チェックリスト

設計を確定する前に、以下のグループで確認できます。

21.1. リスクを正しく理解する

製品はESD、ESA、両方のどれに敏感か？
ESDによる潜在不良のリスクはあるか？
ESAによるパーティクル付着は工程に影響するか？
顧客からのSEMI/IEC要求はあるか？
表面電圧や表面抵抗の限界はあるか？

21.2. 環境

RHはどの水準で管理されているか？
エアブロー、排気、熱で局所的に乾く域はあるか？
工程による低RH要求はあるか？
湿度を上げられないとき、補うイオナイザーが必要か？

21.3. 接地とボンディング

機械フレームは明確に接地されているか？
金属のフレーム、パネル、カバーはよくボンディングされているか？
線を集めるグラウンドバーはあるか？
電気設計の要求に従いグラウンドループを避けているか？
アルマイトのアルミはボンディング点を処理しているか？
塗装やコーティングが接続点で導電を失わせるか？
可動ユニットは必要なら編組アースストラップを持つか？

21.4. 材料

製品接触の治具／トレイは導電性、散逸性、絶縁性のどれを使うか？
表面抵抗率は要求どおりか？
ESD樹脂は低パーティクルで低アウトガスか？
PEEKはナチュラル、炭素繊維、ESDグレードのどれを使うか？
材料は洗浄薬品に耐えるか？
製品の近くに帯電しやすい材料はあるか？

21.5. イオナイザー

イオナイザーはファン、ノズル、バー、ガンのどの形式か？
AC、高周波AC、DC、パルスDCのどの技術か？
作業距離は正しいか？
イオンバランスは満たされるか？
除電時間はライン速度に十分速いか？
イオナイザーへ供給する圧縮空気は清浄か？
針の清掃計画はあるか？

21.6. アクチュエータ、ケーブル、EMC

アクチュエータにフローティングの部分はあるか？
スライダ／テーブルはボンディングされているか？
ベルト／ケーブルキャリアは帯電するか？
ケーブルは必要なら帯電防止ジャケットを持つか？
信号ケーブルと電源ケーブルは配線を分けているか？
ケーブルシールドは正しく処理されているか？
試運転中にESDによるEMI不具合はあるか？

21.7. 測定と保守

測定用の表面電位計／フィールドメーターはあるか？
表面抵抗と接地を測る抵抗計はあるか？
測定基準と測定位置はあるか？
定期測定結果の記録はあるか？
イオナイザーの清掃スケジュールはあるか？
接地点の再締めと抵抗測定のスケジュールはあるか？
ESDマット、トレイ、治具の劣化を確認しているか？

22. まとめ

クリーンルームの静電気対策は、接地やイオナイザーの取り付けだけではありません。

正しく見れば、これは機械設計の一部です。

ESDは部品を壊しうる。
ESAはパーティクルを製品に引き寄せうる。
湿度は帯電を減らすが、あらゆる場合に十分ではない。
接地とボンディングは導電部の基盤。
絶縁性材料はイオナイザーが必要か、散逸性材料に置き換える。
アルマイトのアルミ、塗装、コーティングは導電経路を失わせうる。
ケーブル、アクチュエータ、ベルト、チューブ、樹脂カバーはすべて静電気の源になりうる。
静電気対策の効果は、推測でなく機器で測らなければならない。
保守が、数か月後も効果を保てるかを決める。
半導体では、IEC 61340、IEC 61000-4-2、SEMI E78、SEMI E129も見るべき。

短い一文：

クリーンルームは塵がないことだけを必要とするのではない。電荷、電荷の逃げ道、パーティクルが製品に吸い寄せられる仕方の制御も必要とする。

良い設計は、パーティクルが増え、ICが不良になり、センサーがノイズを受けてから原因を探すのを待ちません。静電気は、材料、構造、レイアウト、電気、空気、測定、保守の段階から考えなければなりません。

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