1-7 静電気が起こすトラブル

 

静電気と言う言葉から、皆さんは何を連想するでしょうか。おそらく多くの人が連想するのは、空気が乾燥した季節に、玄関のドアを開けようとドアノブに手を伸ばした瞬間「バシッ」と衝撃が走る、いまいましい感電の事でしょう。昔から静電気による感電は、人から嫌われてきました。物体にたまった静電気が人体に向かって放電するとき、または人体にたまった静電気が物体に向かって放電するとき、人体が電気ショックを受けるからです。

ドアノブが金属製の場合、プラスに帯電した人が指を近づけると、導体である金属と指との間で静電誘導が起き、マイナスの電荷がドアノブの先端に集まり、プラスの電荷が指の先端に集まってきて、ドアノブと指との間の距離が短くなると、放電が始まり「バシッ」と感電するわけです。ドアノブがプラスチック製の場合は不導体なので静電誘導は起きず、したがって感電することはありません。もっとも、ドアノブで感電くらいなら、多少の痛みはあっても命に別状はないので心配はいりません。
　しかし、電流の大きさや流れる部位によっては人命にかかわることもあります。また高所作業中の場合は感電した衝撃による転落事故など、副次的な災害を引き起こすこともあります。

静電気のトラブルで、とくに被害が深刻なのは半導体工場です。半導体は内部で微細な回路パターニングや配線を行っているため、静電気によるわずかな電流が流れてもパターンや配線部が溶断することがあります。最先端の半導体になると微細化がより進み、線幅30nm（ナノメータ）のパターンニングが登場し始めています。したがって、この微細パターンや微細配線部の溶断事故もますます頻発するようになっています。
　また、半導体は微細構造化により絶縁耐力は低下し、静電気によるわずかな異常電圧がかかるだけでも絶縁破壊を起こしてしまいます。たとえば半導体センサーでは、その感度を上げるため薄膜化を極限まで進め、ついには原子１層分という薄膜さえ登場する時代になっていますが、静電気による外乱はもっとも嫌うところです。このような傾向は半導体が微細化し、集積度が向上し、感度が上がってくるにつれてますます激しくなり、また半導体が高速化するにつれて激しくなる傾向にあります。

 

 

静電気が引き起こすトラブルのもう一つの問題は、静電気による引力や斥力（反発力）などの物理力です。例えば、紙や樹脂を用いる業界では、フィルム状やシート状のものを搬送するとき、静電気が発生して静電引力や斥力が働くことから、まっすぐ走行せずに蛇行してしまし、機械の動作不全を引き起こすことがあります。
　また重ねられたフィルムやシート状の製品や材料をさばこうとしても、お互いに吸着しているためにさばくことができません。静電引力による吸着は強力であり、さばくことができなければ製品の耳をそろえる工程は機能しなくなります。
　一方、エレクトロニクス分野に目をむけると、最近はチップ状の電子部品がテープに収容されてデバイスメーカーから供給されています。チップ部品はサイズが0402（0.4x0.2mm）まで小さくなったことにより、テープの表面に発生する静電気に電子部品がテープの中から飛び出して周囲に付着したり、寝ているはずのチップ部品が立ったりして、表面実装機などのピッキング動作を妨害します。これらのチップ分を扱う機械としてはテーピングマシンやチップマウンター（サーフェースマウンター）などがありますが、どちらも樹脂製のテープを用いているため、テープのトップカバーを剥がす時は静電気の発生は避けられず、その対策には苦慮しています。

産業界における最近の関心事は静電気によるホコリなどの異物付着です。静電気により各種部材にホコリや異物が付着することによる不良発生のことによる不良発生のことです。塗装工程での異物付着による塗装不良、液晶テレビに用いるガラスや各種の樹脂フィルム、樹脂シートへの異物付着するホコリなど、ホコリ・異物はあらゆる業界に共通の問題であり、非常に多彩です。しかもそれらのホコリは、単なるホコリではなく、静電気を帯びた「活性ホコリ」であることが多いのが問題を複雑にしています。ホコリの帯電の極性はプラスであったり、マイナスであったりします。活性とは自分に帯電する電荷が外部へ影響したり、または外部から影響を受ける性格をいい、外部と反応するホコリのことです。とくにエレクトロニクス業界では、半導体をはじめ使用する電子部品が超微細化してきたため、いまや電子部品自身がホコリや異物と同サイズに近づいてきました。そのため、従来は意識しなくてよかったことが重大問題として浮上してきたのです。

 

 

このほか、可燃性ガスや粉塵のある環境では、静電気による火花放電が発生すると、これが着火源となって火災事故や爆発事故が発生することがあります。このような危険な領域では静電気が発生しないようにするか、または発生した電気をすぐに除去する必要があります。

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