電気機器の静電気対策

【著者紹介】

小田　哲治（おだ　てつじ）　第1章

東京大学名誉教授
昭和46年東京大学工学部電気工学科卒業、昭和51年東京大学大学院工学系研究科電子工学専攻修了 （工学博士）。昭和51年東京大学工学部常勤講師、平成4年東京大学工学部教授、平成25年東京大学定年退職、東京大学名誉教授。大学院では、半導体表面物性の研究に従事。任官後は、静電気の基礎と応用、磁気応用、大気圧プラズマの研究に従事。静電気学会元会長、IEEEフェロー、安全学教育研究会会長ほか。

大津　孝佳（おおつ　たかよし）　第2章

沼津工業高等専門学校電気電子工学科
1985年山梨大学大学院工学研究科電気工学専攻修了、1985年 （株） 日立製作所入社、1997年慶応義塾大学博士 （工学） 授与。2003年 （株） 日立グローバルストレージテクノロジーズ、2010年鈴鹿工業高等専門学校教授を経て、2015年沼津工業高等専門学校教授。電子デバイスの静電気放電破壊対策技術の研究、大気圧プラズマ応用の研究に従事。静電気学会、電気学会、日本磁気学会、日本TRIZ協会、IDEMA JAPAN、（米） ESD Association各会員。

早田　裕（そうだ　ゆたか）　第3章

プローブテック
1974年東北大学理学部物理学科卒。同年、ソニー （株） 入社。磁気記録と静電気破壊に関する研究に従事。2010年、東京大学より工学博士号を授与。2010年、東京大学特任研究員。2013年、放電電流測定器の開発製造を行う、プローブテックを設立。静電気学会、IEEE各会員。

高橋　克幸（たかはし　かつゆき）　第4章

シシド静電気株式会社

鈴木　輝夫（すずき　てるお）　第5章

春日電機株式会社
1979年春日電機 （株）、1993年 （社） 産業安全技術協会検定部、1995年春日電機 （株）営業技術課、1997年大阪府立大学工学部化学工学科研修員、2000年大阪府立大学より学位 （工学） 取得。2011年7月春日電機 （株） 営業技術課次長、現在に至る。静電気学会、電気学会、粉体工学会、安全工学協会各会員、主任ESDコーディネータ。

上原　利夫（うえはら　としお）　第6章

トレック・ジャパン株式会社／Trek, Inc.
日本大学理工学部電気工学科卒業。2000年トレック･ジャパン （株） 社長就任。2006年米国 Trek, Inc. CEO就任。日本大学理工学部との共同研究で微小表面の静電気像可視化の研究に従事。2002年静電気学会会長賞受賞。2005年日本画像学会会長特賞受賞。2012年静電気力顕微鏡の研究にて静電気学会進歩賞を日本大学と共同受賞。2013年度日本画像学会フェロー。専門は静電気計測。日本画像学会、静電気学会、米国Image Science & Technology各会員。

鈴木　政典（すずき　まさのり）　第7章

株式会社 テクノ菱和 技術開発研究所
1984年名古屋大学大学院工学研究科博士前期課程修了、同年 （株） テクノ菱和技術開発研究所入社。2002年、在職のまま、豊橋技術科学大学大学院工学研究科博士後期課程入学。2005年修了、博士 （工学）。専門は、クリーンルームにおける静電気対策、クリーンルーム用イオナイザー。静電気学会、日本空気清浄協会、空気調和・衛生工学会、化学工学会各会員。

吉田　孝博（よしだ　たかひろ）　第8章

東京理科大学工学部第二部電気工学科
1999年東京理科大学工学部第一部電気工学科卒業。2004年同大学大学院博士課程修了、博士 （工学）。同大学工学部第二部電気工学科助手、助教を経て、2012年より同大学講師。静電気放電、電気音響、ディジタル信号処理、バイオメトリクスなどに関する研究に従事。静電気学会、電子情報通信学会、電気学会、情報処理学会、映像情報メディア学会、日本音響学会、IEEE、AES、各会員。

山野　芳昭（やまの　よしあき）　第9章

千葉大学教育学部
1976年東京農工大学大学院工学研究科修了、同年東洋紡績 （株） 入社。1980年東京農工大学工学部助手、1987年工学博士 （東京工業大学）、1990年千葉大学教育学部講師、1997年同教授、現在に至る。静電気工学、電気・電子絶縁工学、技術教育等に関する研究に従事。静電気学会、電気学会、IEEE会員。

【目次】

第１章　帯電・静電気放電の基礎

1. １．はじめに
2. ２．静電気基礎現象
   1. ２－１　電荷とクーロン力
   2. ２－２　分極力
3. ３．帯電現象（含む静電気放電）
   1. ３－１　帯電現象の概要
   2. ３－２　電荷分離
   3. ３－３　現実の帯電
   4. ３－４　背向電極の重要性
4. ４．静電気測定
   1. ４－１　電荷量の測定
   2. ４－２　電位測定
   3. ４－３　電界測定
   4. ４－４　電流測定
   5. ４－５　高抵抗測定
   6. ４－６　表面電位分布計測
   7. ４－７　究極の電荷測定
5. ５．電荷挙動解析
   1. ５－１　TSDC
   2. ５－２　レーザ圧力波法による空間電荷分布測定
6. ６．静電気放電
7. ７．まとめ

第２章　電子デバイスの静電気対策の動向と静電気学会での取り組み

1. １．はじめに
2. ２．ESD/EOS Symposium for Factory Issues 概要
3. ３．シンポジウム
   1. ３－１　業界別講演者
   2. ３－２　講演技術内容
4. ４．ESD/EOS Symposium for Factory Issues トピックス
   1. ４－１　電子デバイスの静電気対策
   2. ４－２　静電気対策技術
   3. ４－３　EMI/EOS問題
5. ５．ワークショップ
6. ６．展示会
7. ７．今後の日本での取り組み
   1. ７－１　静電気学会静電気電子デバイス研究委員会の目的・内容
   2. ７－２　活動状況
8. ８．まとめ

第３章　静電気放電と電子デバイスの破壊現象

1. １．はじめに
2. ２．磁気デバイスの静電気破壊の特徴
3. ３．GND放電と浮遊物体間放電
   1. ３－１　GND放電のモデル
   2. ３－２　浮遊物体間の放電モデル
4. ４．容量間の放電実験
   1. ４－１　２物体の容量と電流波形
   2. ４－２　２物体容量と電流ピーク値の関係
   3. ４－３　２物体容量と放電エネルギーの関係
5. ５．接触抵抗と変化要因
6. ６．物体の容量変化と電位
7. ７．デバイスの静電気破壊モデル

第４章　静電気対策技術としてのイオナイザの選定とその使用方法

1. １．静電気放電の発生と防止対策について
2. ２．イオナイザの分類
3. ３．コロナ放電型・電圧印加方式イオナイザ
   1. ３－１　電圧方式の分類
   2. ３－２　無風・微風時の除電能力
   3. ３－３　除電対象物の電位変動
   4. ３－４　送風時の除電能力
   5. ３－５　除電性能の経時変化とメンテナンスについて
   6. ３－６　イオナイザの選定
4. ４．イオナイザの設置方法について
5. ５．まとめ

第５章　半導体デバイスの静電気放電対策

1. １．はじめに
2. ２．放電現象の概要
   1. ２－１　放電の発生条件
      1. ２－１－１　等電位である異なる直径の２つの導体球の放電開始電界強度
      2. ２－１－２　電極間距離が異なる平行平板電極間の放電開始電圧
      3. ２－１－３　放電電極形状が異なる場合
      4. ２－１－４　物体表面の最大電荷密度
      5. ２－１－５　パッシェン則について
   2. ２－２　放電エネルギーWについて
      1. ２－２－１　火花放電の放電エネルギー
      2. ２－２－２　火花放電以外の放電エネルギー
   3. ２－３　静電気放電の種類と概要
      1. ２－３－１　火花放電：金属－金属間放電
      2. ２－３－２　コロナ放電：電界が強い尖端近傍の局所放電
      3. ２－３－３　ブラシ放電：曲率が小さい導体から絶縁物へのストリーマが進展した放電
      4. ２－３－４　沿面放電：背面設置体がある帯電物体と曲率が小さい導体間の放電
      5. ２－３－５　雷状放電：空間電荷雲内で発生する放電
      6. ２－３－６　コーン放電：堆積した粉体表面を走る放電
      7. ２－３－７　剥離放電
3. ３．デバイスの静電気放電対策
   1. ３－１　放電現象からのデバイスの破壊現象について
   2. ３－２　基本的な静電気放電対策の考え方
   1. ３－２－１　静電気の緩和現象
   3. ３－３　その他の静電気放電防止の留意点
4. ４．まとめ

第６章　新しい静電気表面電位測定技術とその応用例

1. １．はじめに
2. ２．静電気測定器
   1. ２－１　ファラデーケージ
   2. ２－２　トナー帯電量測定装置（Q/mメーター）
   3. ２－３　任意の粉体の帯電量測定装置
   4. ２－４　静電電圧計
   5. ２－５　静電電界計
   6. ２－６　表面電位計
   7. ２－７　超高入力インピーダンス回路を有する表面電位計（Ultra Hi-Z ESVM）
      1. ２－７－１　Ultra Hi-Z ESVM応用例1-宇宙空間で衛星の帯電測定
      2. ２－７－２　Ultra Hi-Z ESVM応用例2-半導体ウエハの帯電測定
   8. ２－８　静電気力顕微鏡（Electrostatic Force Microscope）
3. ３．まとめ

第７章　液晶パネル及び半導体デバイス製造における静電気対策

1. １．はじめに
2. ２．半導体デバイス等の清浄な製造環境における静電気障害
   1. ２－１　浮遊微粒子汚染
   2. ２－２　静電破壊
3. ３．清浄環境における静電気対策の方法
   1. ３－１　シースエア式低発塵イオナイザー（コロナ放電式）
   2. ３－２　イオン化気流放出型イオナイザー（微弱X線照射式）
      1. ３－２－１　液晶カセット用イオン化気流放出型イオナイザー
      2. ３－２－２　チャンバー型無発塵イオナイザー
      3. ３－２－３　静電気対策用層流吹出口
      4. ３－２－４　防爆型無発塵イオナイザー
4. ４．おわりに

第８章　帯電した人体からの静電気放電で発生する放電電流

1. １．はじめに
2. ２．放電開始ギャップ長と放電電流波形
   1. ２－１　放電開始ギャップ長
   2. ２－２　放電開始電界強度の分布
   3. ２－３　放電電流波形形状の出現傾向
   4. ２－４　放電開始ギャップ長と放電電流波形形状
3. ３．初回の放電で放出される電荷量
4. ４．人体の静電容量による影響
   1. ４－１　人体の静電容量
   2. ４－２　静電容量による影響
5. ５．指先の皮膚抵抗による影響
6. ６．人体の接近速度による影響
7. ７．放電先の電極形状による影響
   1. ７－１　人体の指先からの放電
   2. ７－２　人体が握った金属からの放電
   3. ７－３　放電極性による傾向の違い
8. ８．静電気試験器や金属間放電との相対比較
9. ９．人体からの放電の放電源モデル
10. 10．まとめ

第９章　マイクロギャップ放電特性とESD対策

1. １．はじめに
2. ２．ESDのメカニズムと特徴
   1. ２－１　タウンゼント型放電機構とパッシェンの法則
   2. ２－２　ESDの特徴
3. ３．モデル実験によるESDによる絶縁破壊特性の紹介
   1. ３－１　モデル実験に使用した電極構成と取り扱うギャップ長の範囲
   2. ３－２　BDVの測定方法および絶縁破壊前駆電流の観測
   3. ３－３　BDVとギャップ長との関係
   4. ３－４　絶縁破壊に至るまでに流れる電流
   5. ３－５　0.5μm≤d≤2μmの領域の絶縁破壊機構と絶縁破壊の抑制
4. ４．まとめ

【参考文献】

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