テク・トライアングル - 日本電子部品信頼性センター

電荷減衰測定装置による帯電防止評価
2016 年 11 月 29 日
テク・トライアングル
鈴木悦雄
1
１．測定装置の説明
静電電圧センサー
テストサンプル
印加
10MΩ
STATIC DECAY ANALYZER 4406 概略図
接地
2
校正ﾓｼﾞｭｰﾙの概略
静電電圧センサー
20GΩ
校正ﾓｼﾞｭｰﾙ
(STM-2)
印加
10MΩ
STATIC DECAY ANALYZER 4406 概略図
接地
3
校正モジュール STM-2
STATIC DECAY ANALYZER 4406
4
STATIC DECAY METER 406D(旧モデル)
5
仕
様
1：
1. 電位センサ-：最大出力ドリフト: <1%/min
ステップ応答速度
2. 印加電圧：調整可能範囲
3. 表
示 :
１ｍsec
± 600V ～ ± 5,500V
4-LINE 蛍光表示計
4. ｶｯﾄｵﾌﾚﾍﾞﾙ：
10%, 1%,他任意調整可能
5. 測定方法：
手動/自動
6. 分
解
能：
0.001sec
6
仕
7. 電
様 2：
極：
マグネット(フィルム等薄手の物）
クランプ(トレイ等厚手の物）
ルースフィル(ビーズﾞ等小さなもの）
非破壊用（成形品など大きな物）
8. 寸法・重量：
本体 406Wx203Hx457Dmm, 8.6kg
ケージ
9. 電
源：
279Wx229Hx279Dmm, 6.8kg
100/120/220/240VAC, 50/60Hz
7
２．静電気拡散性材料の測定法
１．電荷の移動による測定
抵抗測定
電荷減衰測定
導通荷電
(MODEL 4406)
コロナ荷電
その他
２．電荷の発生による測定
摩擦帯電測定
剥離帯電測定
8
包装材料の表面抵抗区分
静電気導電性
10２Ω
静電気拡散性
10５Ω
絶縁性
1011Ω
RCJS-５-１による区分
9
3.電荷減衰規格について
測
定
法：FEDERAL TEST METHOD 101C METHOD 4046.1
(米国連邦政府試験基準)
温
度：２３±3℃
相対湿度：１２±３％RH
試料のサイズ：３ｘ５ｲﾝﾁ、(RCJ 規格では９Ｘ１４cm)
最低枚数：３
以上のテスト条件に試料を２４～４８時間放置した後、測定。
（RCJ 規格では 24 時間以上放置した後、測定。）
10
RCJS-５-１の規格
(日本電子信頼性センター規格)
表記環境条件で、表面抵抗が 1x109 Ωを超えるものを使用
する場合には、材料は初期値(5000V)の 1%までの減衰時間が
2 秒以内でなければならない。
11
MIL-PRF-８１７０５D の規格
(米軍規格、電子包装材料規格）
表記環境条件で、サンプルに±５ＫＶ印加後、９９％
に拡散するのに要する時間が 2 秒以下でなければならない。
12
ANSI/ESD S ５４１の規格について
（米国電子工業会規格、電子包装材料規格）
表記環境条件で、サンプルに±５ＫＶ印加し、２０ミリ秒
以内に拡散させ５０±5Ⅴになるまでに要する時間が 2 秒
以下でなければならない。
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NFPA ９９の規格についての説明
（米国消防庁規格）
温
度：
相対湿度：
２３±1℃
５０±２％
上記環境の中にサンプルを少なくとも 25 時間放置した後、測定。
±5ＫＶ印加後、500Ｖに電荷が拡散するのに要する時間が
0.5 秒以下でなければならない。
14
環
ＥＴＳ
境
装
置
MODEL 5532
15
＋5KV
電荷減衰波形
減衰時間（秒）
＋50V
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印加時間及び減衰時間
５ＫＶ
印加時間
減衰時間
17
4.校正方法
校正器
STM-2
18
センサー距離の調整－１
19
センサー距離の調整－２
20
自動校正ボタン(SYSTEM TEST)を押す
21
校正データ表示―１
22
校正データ表示―２
23
校正データ表示―２
24
5. データ解析
手動か自動の選択
25
CUTOFF の選択
26
入力 KEY を押す
27
SAMPLE-1 DATA 表示（帯電防止フィルム）
測定条件：23℃、12±3%RH, 24hrs
28
SAMPLE-２ DATA 表示(帯電防止フィルム)
測定条件：23℃、12±3%RH, 24hrs
29
SAMPLE-３ DATA 表示（帯電防止フィルム）
測定条件：23℃、12±3%RH, 24hrs
30
サンプル#1～#4(布)
未処理面（裏）
コーティング面（表）パナテトラ使用
31
SAMPLE-#1 DATA 表示（布）
測定条件：23℃、12±3%RH, 24hrs
32
SAMPLE-#２ DATA 表示（布）
測定条件：23℃、12±3%RH, 24hrs
33
SAMPLE-#３ DATA 表示（布）
測定条件：23℃、12±3%RH, 24hrs
34
SAMPLE-#1 DATA（裏面）表示（布）
測定条件：23℃、12±3%RH, 24hrs
35
SAMPLE-#1 DATA（裏面）表示（布）
測定条件：23℃、12±3%RH, 24hrs
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電荷減衰測定データまとめ-表面(1%cut-off)布
基材(布)
表面抵抗初期帯電(V)
(Ω)
最小値
（sec）
最大値
（sec）
平
均
（sec）
SAMPLE#1
2.65E10
0
0.25
0.28
0.26
SAMPLE#2
1.65E9
0
0.07
0.07
0.07
SAMPLE#3
7.23E9
0
0.81
1.06
0.91
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電荷減衰測定データまとめ-裏面(10%cut-off)布
基材(布)
表面抵抗
(Ω)
SAMPLE#1 5E12
＜
初期帯電
(V)
最小値
（sec）
最大値
（sec）
平
均
（sec）
-99
0.20
0.30
0.25
38
表面抵抗と減衰測定データ－1
サンプル
初期電圧
減衰時間
表面抵抗
(＋
－)
(Ω)
0V
0.08
0.06sec
2.95 x 10 10
AS 系帯電防止材料 0V
0.04
0.04sec
1.40 x 10９
静電気拡散性固有
ポリマー(ABS)
練りこみ帯電防止剤
使用フィルム（P.P）
＋200V
∞
0.39sec
4.95 x1010
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表面抵抗と減衰測定データ－2
サンプル
初期電圧
減衰時間
(＋
－)
表面抵抗
(Ω)
練りこみ帯電防止剤
使用発泡 PE シート
0V
5.13
2.07sec
5.80 x 1010
塗布型帯電防止剤（米国製品）
使用 PE トレイ
0V
0.02
0.02sec
3.70 x 108
#シールドバック（外側） 0V
(内側) <50V
0.00sec
0.01sec
0.01
0.77
1010
1011
40
データ解析結果
１．表面抵抗は必ずしも減衰時間と関連しない。
２．減衰測定は塗布型静電防止剤や練りこみ剤等（カーボン材料も
含む）の塗布ムラ及び分散性がつかみやすい。
３．減衰測定は測定サンプル形状が平滑でないもの（例えばデコボコ
したもの）も、効率よく測定できる場合が多い。
４．結論として材料評価には表面抵抗だけでなく減衰率を用いる
ことにより、より正確な評価ができる。
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