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電子機器における ESD 問題の多くは人体によって引き起こされるものである。 このような ESD のエネルギーはそれほど大きいものではない (静電容量を 200pF と仮定した場合、10kV でも 10mJ に過ぎない) ものの、電子回路の誤動作や半導体素子の損傷などは充分に引き起こし得るため、 電子機器はそれに対する充分な耐性を持つことが必要となる。 人体の帯電のレベルがどの程度となるかは多くの要因に影響されるが、 その中でも湿度は極めて大きな影響を持つ。 例えば、カーペットの上を歩行した場合の帯電は、 湿度が 65〜90% 以上の場合で 1.5kV、 湿度が 10〜20% の場合で 35kV に達するとも言われる。 また、指先からの ESD を発生した場合でも、 帯電が 1kV の場合には放電を知覚せず、 2kV でも痛みとしては感じないとも言われており、 人が激しい放電の発生を知覚していないとしても 問題となるレベルの ESD が発生していないと判断することはできない。
ESD は、電子部品の取り扱いにおいてより大きな問題となり得る。
特に静電気による損傷を受けやすい電子部品は
静電気敏感性デバイス (electrostatic sensitive device) や
静電気放電敏感性デバイス (electrostatic discharge sensitive device) などと呼ばれ、
特別な注意を払って取り扱うことが要求される。
静電気による部品の損傷の防止のため、
一般にはそのような部品の取り扱いは
必要なレベルの静電気対策が行なわれた静電気管理領域でのみ行なうようにし、
その外では静電気防止用の包装に入れたままとしておくべきである。
実際にどの程度のものとするかは
許容できる帯電のレベルや管理の方針などによって異なるものの、
床、作業台、椅子、工具などは静電気対策用のものとし、
湿度の管理やイオナイザの使用によって帯電のレベルを制御し、また
作業者は専用の衣服や履物、そしてリスト・ストラップを着用するのが一般的であろう。
帯電防止、静電気拡散、あるいは静電気シールド といった特性を持つ、様々なコンテナや袋なども販売されており、 半導体部品の搭載されたプリント板などのような 静電気に敏感なモジュールの保管や輸送のため用いることができる。
ESD試験で用いられるESD発生器は、典型的には これを電荷蓄積コンデンサ C と放電抵抗 R などで代表し、 人体ESDを模擬する放電波形を発生させる。
通常、導電性の部分には尖った電極を接触させた後で引き金を引くことで接触放電を行なうが、 非導電性の部分には丸い電極を用いて引き金を引いた後で接近させて放電を発生させる気中放電を行なう。 尖った電極で気中放電を行なった場合、電極の先端に電界が集中することから、 丸い電極とは異なった挙動が生じる可能性がある。
古典的な人体モデル (human body model; HBM) は しばしば IC などの半導体の ESD への耐性の評価に用いられており、 100 pF と 1500 Ω の定数による、 比較的滑らかな放電波形が生成される。
IEC 61000-4-2 では 150 pF と 330 Ω が用いられ、 この発生器は、電極を短絡させて放電スイッチを閉じた時、 最初の 1 ns 以下の速い立ち上がりを持つ鋭いピークと、 その後の緩やかな山の2つから成る放電電流波形を生じる。 これは鍵や工具のような金属の小さい物体を持った人からの放電を模擬することを意図したもので、 HMM (human-metal model) と呼ばれることがある。
ISO 10605 では、人が車外に居る(150 pF)か車内に居る(330 pF)か、 金属の物体を介した放電(330 Ω)か 皮膚を介した放電(2000 Ω)かに応じて、 発生器の定数を選択できるようになっている。 この発生器では、HBM と異なり、皮膚を介した放電(2000 Ω)を模擬する波形も 1 ns 以下の速い立ち上がりの高いピークを伴ったものとなる。
その他、人体以外からのESDを模擬する
MM (machine model) や CDM (charged device model) も用いられている。
電子機器への長いケーブルの接続に際しては、
しばしば激しい CDE (cable discharge event) が発生し、
問題を引き起こすことがある。
by Tom Sato, 2002-05-26, 2016-09-25
