電子機器の開発では、試作段階で問題なく動作していた基板が、量産工程に移行した途端に故障することがあります。その原因の一つとして注意したいのが、静電気放電による電子部品の損傷です。特に微細な半導体部品や高密度実装基板では、人体が放電を感じない程度の静電気でも、条件によっては内部回路に影響を与える可能性があります。
試作では熟練担当者が少数の基板を慎重に扱っていても、量産では作業人数、設備、搬送回数、保管時間、梱包方法などが変わります。そのため、試作品の動作確認に合格したという理由だけで、量産時の静電気対策まで十分だと判断することはできません。
試作から量産の相談を進める際には、電子部品の選定や回路設計だけでなく、製造工程全体を通じた静電気対策を確認することが重要です。作業者の接地、帯電しにくい資材の使用、作業環境の管理、検査方法、製造記録まで一貫した仕組みを整えることで、静電気による故障リスクの低減につながります。
この記事では、試作から量産への移行を検討している製品開発担当者や製造管理担当者に向けて、基板故障を防ぐための6つの対策を解説します。さらに、製造委託先への相談時に確認すべき内容や、不具合が発生した場合の原因調査の進め方も紹介します。
試作から量産で静電気による基板故障が増える理由
静電気放電は、電位差のある物体間で電荷が急速に移動する現象です。電子基板を扱う工程では、作業者の身体、衣服、樹脂製の治具、包装材、搬送容器などが帯電し、電子部品や基板との接触などによって放電が生じる場合があります。
半導体部品の内部には微細な絶縁膜や接合部が存在します。静電気放電によって過大な電圧や電流が加わると、こうした部分に損傷が発生する可能性があります。損傷の程度によっては、その場で動作しなくなるだけでなく、外観や通常の動作確認では発見しにくい特性変化が生じることもあります。
試作から量産へ移行すると、このような静電気の発生機会が変化します。ただし、量産への移行によって静電気故障が必ず増えるわけではなく、実際のリスクは工程の管理状態によって異なります。
例えば、試作段階では設計担当者が一枚ずつ基板を取り扱っていたものが、量産では複数の作業者によって連続的に組み立てられます。部品の受け渡し、基板の搬送、外観検査、機能検査、筐体への組込み、梱包といった作業が増えるため、静電気にさらされる経路も複雑になります。
また、試作と量産では作業環境が異なる場合があります。試作室では接地された作業台を使用していても、量産工場の一部工程では一般的な樹脂製トレーが使われているかもしれません。試作担当者が静電気対策を理解していても、量産作業者への教育が十分でなければ、同じ水準の管理を維持することは難しくなります。
ここで重要なのは、量産時に故障件数が増えたからといって、直ちに静電気が原因だと決めつけないことです。はんだ接合不良、部品の実装方向間違い、電源投入時の過電圧、機械的な応力、湿気や汚染なども基板故障の原因になります。静電気は有力な確認対象の一つですが、工程情報と故障解析によって他の要因と区別する必要があります。
さらに、完成品が使用中に受ける静電気と、製造工程で部品が直接受ける静電気は区別して考える必要があります。製品としての静電気耐性を評価する試験に合格していても、組立前の露出した電子部品が適切に保護されているとは限りません。逆に、製造現場で静電気管理が十分でも、製品の使用環境に対する耐性評価が不要になるわけではありません。
試作から量産の相談では、基板単体の品質と完成品の耐性を別々の観点で確認し、工程ごとに必要な対策を決めることが出発点となります。
対策1：電子部品の静電気耐性と管理対象を明確にする
静電気対策を適切に進めるには、最初にどの部品や工程が影響を受けやすいのかを把握する必要があります。すべての基板を同じ条件で扱うのではなく、使用部品の静電気耐性、実装状態、取り扱い方法を確認し、リスクに応じた管理条件を設定します。
電子部品には、それぞれ静電気放電に対する耐性があります。ただし、耐性の評価方法には複数のモデルがあり、一つの数値だけであらゆる放電条件への強さを判断することはできません。
一般に、人体を介した放電を想定する人体モデルや、帯電した部品自体が放電する現象を想定する帯電デバイスモデルなどが用いられます。これらは放電経路や電流波形が異なるため、部品の耐性を比較する際には評価条件も含めて確認することが大切です。
部品メーカーから提供される技術資料に静電気耐性に関する情報がある場合は、対象となる部品番号と評価条件を確認します。資料がない場合や条件が不明確な場合には、耐性を推測せず、部品の供給元または設計担当者に確認することが望まれます。
特に注意したいのは、微細な半導体部品、センサー、通信回路に使用する部品、電源制御用の部品などです。ただし、同じ用途の部品でも構造によって耐性が異なるため、部品の種類だけを根拠に危険度を断定することは避けます。
試作段階では、回路図や部品表と照合しながら静電気に敏感な部品を特定します。そのうえで、部品の開封から基板への実装、検査、保管まで、どの工程で露出した端子に人や工具が触れる可能性があるかを確認します。
例えば、基板の裏面に露出したコネクタ端子がある場合、作業者が基板の端部を持つつもりでも端子に触れる可能性があります。また、実装後に取り付けるフレキシブル配線やセンサーモジュールなども、接続前の状態では静電気管理が重要になる場合があります。
設計段階では、必要に応じて保護回路や端子配置の見直しを検討します。ただし、保護素子を追加すればすべての静電気故障が防げるわけではありません。保護回路の特性、信号品質への影響、実装位置、部品の定格などを考慮し、基板全体として評価する必要があります。
試作から量産の相談時には、部品表を渡すだけでなく、注意が必要な部品と取り扱い工程を製造委託先に伝えることが重要です。設計側が想定する管理条件と、製造側が実際に対応できる条件を照合することで、量産開始後の認識違いを減らせます。
また、量産前に部品が変更される場合は、代替部品の電気的特性だけでなく、静電気耐性や取り扱い条件に違いがないか確認します。機能が同等の部品であっても、静電気に対する耐性まで同等とは限りません。
このように、部品ごとの特性と工程上の接触リスクを明確にすることが、合理的な静電気管理の第一歩となります。
対策2：作業者・作業台・設備の接地を適切に管理する
静電気による基板故障を防ぐうえで、作業者と設備の電位差を適切に管理することは基本的な対策です。人体や作業台が帯電した状態で電子基板に触れると、電位差によって放電が発生する可能性があります。そのため、静電気に敏感な部品を取り扱う場所では、作業者、作業台、設備、治具などを含めた管理が必要です。
具体的には、静電気対策用の作業マット、リストストラップ、作業靴、床材などを、工程の条件に応じて組み合わせます。これらは単に導電性を持たせればよいわけではなく、適切な接地や等電位化によって電位差を管理できる構成になっていることが重要です。
リストストラップは、作業者の身体と指定された接地点を適切につなぐために使用します。ただし、装着しているだけで効果が保証されるわけではありません。肌との接触状態、接続コードの断線、接地点との接続不良などがあると、期待する性能を得られない場合があります。
そのため、作業開始前の確認方法や検査頻度を定め、使用状態を管理する必要があります。確認結果を記録しておけば、基板に不具合が発生した際に、作業者の静電気対策が適切に機能していたかを振り返ることができます。
作業台についても同様です。静電気対策用マットを敷いていても、接地線が外れていたり、表面に不適切な絶縁シートを重ねていたりすると、管理状態が変わります。作業台に置く工具、治具、部品容器なども含めて、電位差が発生しにくい環境を整える必要があります。
設備の接地を検討する際には、静電気対策と感電防止などの電気安全対策を混同しないことも重要です。接地方法や接続経路は、使用設備の仕様と安全上の要求に従って設計します。通電状態の装置を扱う際には、リストストラップの使用が電気安全上適切かどうかも含めて、作業方法を定めなければなりません。
量産では、複数の作業台や検査設備が使用される場合があります。一つの作業台だけを確認しても、ほかの工程で電位差が発生していれば、静電気による損傷のリスクは残ります。
例えば、はんだ付け工程で静電気対策を実施していても、完成した基板を一般的な作業台に移して外観検査を行う場合には、その工程も確認対象となります。検査治具の接触部、基板を載せる台、作業者の移動経路まで把握することが望まれます。
また、作業者が立った状態で作業する工程では、履物と床材の組み合わせによる人体の接地を利用することがあります。この場合は、履物単体や床材単体の性能だけでなく、組み合わせた状態で要求性能を満たすか確認することが大切です。
手袋についても、着用しているから静電気対策が十分だとは限りません。一般的な手袋の中には帯電しやすい材質もあるため、必要に応じて静電気対策に適したものを選定します。
試作段階からこれらの接地方法を明確にし、量産ラインでも再現できる状態にしておくことが重要です。作業環境が変わるたびに担当者の判断で対策を追加するのではなく、工程設計の一部として静電気管理を組み込むことで、品質のばらつきを抑えやすくなります。
対策3：基板の搬送・保管・包装で帯電を防ぐ
電子基板の静電気対策では、作業中の管理だけでなく、搬送や保管に使用する容器と包装材の選定も欠かせません。基板を直接扱っていない時間にも、容器との摩擦や包装材の取り外しによって帯電が生じる場合があるためです。
試作段階では、少数の基板を静電気対策用の容器に入れて保管していても、量産では搬送効率を優先して一般的な樹脂製トレーに変更することがあります。このような変更は、基板がさらされる静電気環境を変化させる要因となります。
特に、絶縁性の高い樹脂材料は摩擦や剥離によって電荷が蓄積しやすい場合があります。搬送トレー、仕切り材、緩衝材、粘着テープなどが帯電すると、基板との接触や接近によって静電気に関するリスクが生じることがあります。
そのため、基板や静電気に敏感な部品を取り扱う際には、用途に適した静電気対策用の容器と包装材を使用します。
ここで注意したいのが、帯電を抑える性能と、外部からの静電気放電の影響を軽減する遮蔽性能は同じではないという点です。単に帯電しにくい袋であっても、外部からの放電に対する保護性能が十分とは限りません。
静電気管理された作業区域の外へ基板を持ち出す場合には、対象部品の感受性や輸送条件に応じて、静電気遮蔽性能を持つ包装材の使用を検討します。包装材の選定では、接触する材料の特性、外部環境への保護性能、開封方法などを総合的に確認することが重要です。
また、包装材が適切でも、基板の端子や部品が容器に直接接触して機械的な損傷を受けてしまっては意味がありません。搬送中の振動や衝撃によって基板が移動しないよう、固定方法と緩衝方法を合わせて設計する必要があります。
例えば、基板を複数枚重ねて搬送すると、表面実装部品やコネクタに荷重が加わるだけでなく、基板同士の摩擦が発生する可能性があります。専用トレーや仕切りを設け、基板同士が接触しないようにすることで、静電気対策と機械的損傷の防止を両立しやすくなります。
保管環境についても確認が必要です。基板を長期間保管する場合には、静電気だけでなく、湿気、温度、粉じん、腐食性物質などへの対策が求められることがあります。静電気対策用の包装材を使用していても、防湿性能まで備えているとは限らないため、保管条件は別途確認します。
量産工程では、部品の入荷から実装、基板検査、筐体組立、完成品出荷まで複数の搬送が発生します。それぞれの工程で容器を変更する場合には、どの時点で静電気管理された作業区域から出るのか、どの時点で包装を開封するのかを明確にしておくことが重要です。
特に製造委託先と組立委託先が異なる場合には、事業者間での受け渡し条件を統一する必要があります。基板製造側が適切な包装を行っていても、受け取る側が管理されていない場所で開封すれば、静電気によるリスクが生じる可能性があります。
試作から量産の相談では、基板の製造工程だけでなく、梱包仕様、輸送方法、受入検査時の開封手順まで確認することが、工程全体の静電気対策につながります。
対策4：作業環境の湿度と除電設備を管理する
静電気の発生や蓄積は、作業環境の影響を受けます。特に湿度は、材料表面での電荷の移動や蓄積に関係する要素の一つです。ただし、湿度だけで静電気の発生を完全に制御できるわけではありません。
一般に、乾燥した環境では静電気が蓄積しやすい材料や条件があります。そのため、季節によって作業場の湿度が変わる工場では、同じ作業を行っていても帯電状態が変化する可能性があります。
例えば、湿度の高い時期には問題が確認されなかった工程でも、乾燥する時期には包装材の剥離や樹脂製治具との接触で帯電が増えることがあります。このような季節変動を考慮し、必要に応じて作業環境を評価することが重要です。
ただし、湿度管理は静電気対策の基本となる接地や等電位化、帯電源の管理、適切な除電対策の代わりにはなりません。静電気管理に関する代表的な規格であるANSI/ESD S20.20では、湿度管理そのものを一律の必須条件としているわけではありません。湿度を管理指標に採用するかどうかは、工程特性や製品の要求条件に応じて判断する必要があります。
電子基板の製造では湿度を高くすればよいという単純な考え方は適切ではありません。過度な湿度は、部品の吸湿、金属部分の腐食、材料特性の変化など、別の品質リスクにつながる場合があります。
特に吸湿に注意が必要な電子部品については、包装の開封後に許容される保管条件や時間が定められている場合があります。静電気対策のために湿度条件を変更する際には、こうした部品の保管要件との整合性を確認する必要があります。
また、湿度を管理していても、絶縁性の高い材料に蓄積した電荷が十分に逃げるとは限りません。接地できない樹脂製部材や、構造上接地が難しい箇所では、除電設備の使用を検討します。
除電設備は、空気中に生成した正負のイオンを利用して、帯電した物体の電荷を中和する仕組みです。適切な条件で使用すれば、接地による電荷の除去が難しい絶縁物に対しても、帯電の低減が期待できます。
ただし、除電設備を設置するだけでは十分とはいえません。対象物との距離、送風方向、周辺の気流、設置位置、除電に要する時間などによって効果が変わるため、実際の作業条件で性能を確認する必要があります。
例えば、部品供給装置から基板を取り出す位置に除電設備を設置していても、装置のカバーや治具によって気流が遮られている場合には、想定した除電効果を得られないことがあります。
さらに、除電設備によっては、正負のイオンの発生状態に偏りが生じる場合があります。そのため、管理基準に応じてイオンバランスや除電性能を測定し、定期的な清掃や点検を行うことが重要です。
測定機器についても、校正や点検の状態を確認します。測定結果だけを記録していても、使用した測定器の状態が不明確であれば、長期的な比較や原因調査が難しくなります。
量産開始前には、実際の作業場所で帯電状態や除電設備の性能を確認し、工程に応じた管理条件を決めます。湿度についても、製品や工程の品質管理上必要な場合には適切な範囲を設定します。量産開始後も、設備の配置変更、作業台の増設、季節変動などによって条件が変化するため、必要に応じた再評価を行うことが大切です。
このように、湿度管理と除電設備は、接地や適切な資材の使用を補完する対策として考える必要があります。一つの方法に依存せず、複数の対策を組み合わせることが静電気による基板故障のリスク低減につながります。
対策5：実装・検査・組立工程まで静電気対策を徹底する
静電気による基板故障を防ぐには、特定の作業工程だけではなく、実装から検査、最終組立まで一貫した管理を行うことが重要です。試作段階で静電気対策が十分に行われていても、量産工程の一部に管理されていない作業が残っていると、そこで損傷が発生する可能性があります。
電子基板の製造では、部品の供給、基板への実装、はんだ付け、外観検査、電気検査、プログラムの書込み、筐体への組込みなど、複数の工程を経ることがあります。それぞれの工程で使用する設備や治具、作業者の取り扱い方法が異なるため、静電気対策の必要性も個別に確認する必要があります。
例えば、部品実装工程では適切な静電気対策が行われていても、実装後の基板を検査治具にセットする際に、帯電した樹脂部材が基板の端子付近に接近する場合があります。また、検査担当者が基板を取り外す際に、接地されていない工具や作業台に触れさせる可能性もあります。
このような問題を防ぐためには、工程ごとに基板が何に接触するのか、作業者がどの部分を持つのか、治具のどの部分が帯電しやすいのかを確認することが大切です。
検査工程では、特に基板と検査設備の電位差に注意します。基板を検査治具へ接続する際、設備側と基板側に電位差があると、接続時に意図しない電流が流れる可能性があります。静電気だけでなく、電源の投入順序や信号端子の接続条件も確認する必要があります。
ただし、検査設備の接地方法は電気安全上の要求や回路構成によって異なります。すべての端子を単純に接地することが適切とは限らないため、設備設計者と協議しながら、安全性と測定精度を確保できる構成にすることが重要です。
基板へのプログラム書込み工程も確認対象になります。通信ケーブルの接続と取り外し、書込み治具への装着、コネクタの取り扱いなどで、静電気に敏感な端子に触れる場合があるためです。
また、筐体組立工程では、樹脂製カバー、絶縁シート、粘着部材などを取り扱うことがあります。これらは材料や作業条件によって帯電する場合があり、基板を筐体に組み込む直前の工程でも注意が必要です。
さらに、完成品の機能検査で異常が見つからなかったとしても、それだけで製造工程中の静電気損傷が存在しないと保証できるわけではありません。静電気による損傷は、発生条件や程度によって通常の検査では発見しにくい場合があります。
そのため、完成品の動作検査だけに依存するのではなく、静電気による損傷が起こりにくい工程を設計し、その管理状態を確認することが重要です。
試作から量産への移行時には、実際の量産ラインを使って工程を確認する機会を設けると効果的です。試作時と量産時で作業方法が異なる部分を洗い出し、静電気対策が途切れる工程がないかを調べます。
特に、手作業が多い工程、基板を繰り返し着脱する工程、複数の担当者が作業する工程では、作業手順を明確にする必要があります。
量産の立ち上げ時には、製造委託先とともに各工程の管理状態を確認し、問題があれば設備や治具、作業方法を見直します。これにより、量産開始後に故障が多発してから原因調査を行う状況を避けやすくなります。
対策6：量産用の作業標準と管理記録を整備する
静電気対策を継続的に機能させるためには、設備や資材を導入するだけでなく、作業標準と管理記録を整備する必要があります。試作段階では担当者の経験によって品質を維持できていても、量産では作業者の交代や生産数量の増加に対応できる仕組みが求められます。
特に重要なのは、静電気対策を担当者ごとの判断に任せないことです。作業者によってリストストラップの確認方法が異なったり、搬送容器の選び方が変わったりすると、工程ごとの管理水準にばらつきが生じます。
そのため、量産用の作業標準には、静電気に敏感な部品を扱う区域、作業者が使用する保護用品、設備の確認方法、基板の取り扱い手順、包装方法などを明確に記載します。
例えば、基板を作業台に置く際の向きや位置、基板を持つことができる部分、接触を避けるべき端子、検査治具への装着方法などを具体的に示すことで、経験の浅い作業者でも適切な取り扱いを行いやすくなります。
また、作業標準は文章だけでなく、必要に応じて写真や図を用いて作業状態を明確にすることも有効です。ただし、作業内容が変更された場合には、古い資料が現場で使われないよう版数と改訂履歴を管理する必要があります。
静電気対策の管理記録としては、作業者の接地確認結果、作業環境の測定結果、除電設備の点検結果、設備や治具の確認履歴などが考えられます。どの項目をどの頻度で記録するかは、部品の感受性、工程のリスク、適用する管理基準に応じて決定します。
ここで注意したいのは、記録を増やすこと自体を目的にしないことです。測定値を記録していても、許容範囲や異常時の対応が決まっていなければ、品質管理に十分活用できません。
例えば、作業環境の測定値が管理範囲を外れた場合には、どの工程を停止するのか、どの設備を確認するのか、すでに製造した基板をどの範囲まで調査するのかを決めておく必要があります。
また、異常が確認された場合の処置記録には、発生日時、対象工程、使用設備、対象ロット、確認結果、暫定対策、恒久対策などを残すことが望まれます。これにより、後から同様の不具合が発生した場合にも、過去の対応を参照しやすくなります。
量産では、部品の変更や設備の更新、工程の配置変更が発生することがあります。このような変更があった場合には、静電気対策への影響を確認する変更管理の仕組みも必要です。
例えば、製造効率を高めるために搬送容器を変更した場合、新しい容器が既存の静電気管理条件を満たしているかを確認します。また、作業台を増設した場合には、接地状態や周辺の帯電物の有無を確認する必要があります。
試作から量産への移行判定では、試作品の性能評価だけでなく、量産用の作業標準が整備され、作業者への教育が実施され、管理記録を残せる状態になっているかを確認することが大切です。
量産初期の製造ロットでは、通常よりも詳細な工程確認や不具合傾向の分析を行うことも検討できます。初期段階で管理条件の問題を発見できれば、継続的な量産へ移行する前に改善を進めやすくなります。
このように、静電気対策を個々の作業者の注意力に依存させず、工程全体の標準として維持することが、量産品質の安定化につながります。
試作から量産の相談で製造委託先に確認したいポイント
試作から量産を外部の製造会社へ相談する場合、製造委託先がどの程度の静電気管理に対応できるかを確認することが重要です。
電子基板の製造経験が豊富な会社であっても、対応している部品や製品の種類、管理対象となる工程、使用設備は異なります。そのため、静電気対策を実施しているという説明だけで判断せず、実際の管理方法を具体的に確認する必要があります。
まず確認したいのが、静電気管理された作業区域の範囲です。部品の開封や実装だけでなく、検査、組立、包装まで必要な管理が行われているかを確認します。
特に、製造委託先が基板実装のみを担当し、その後の組立や検査を別の会社で行う場合には、工程間の受け渡し条件が重要になります。各社が個別に対策を行っていても、搬送や開封の工程に管理上の空白があれば、基板故障のリスクが残る可能性があります。
次に、作業者への教育体制を確認します。静電気対策に関する基本的な知識だけでなく、実際の作業工程に即した教育が行われているかが重要です。
例えば、リストストラップの使用方法を理解していても、基板の持ち方や包装材の開封方法を誤れば、十分な対策にならない場合があります。新人作業者や応援作業者にも同じ手順が適用される仕組みになっているかを確認します。
設備の点検体制についても質問しておくとよいでしょう。接地状態の確認、除電設備の点検、測定器の管理などが実施され、その結果を追跡できるかが判断材料になります。
さらに、静電気による不具合が疑われた場合に、どのような原因調査を行えるかも確認します。基板の電気検査だけでなく、工程記録の確認、故障部位の特定、製造条件との照合などに対応できる体制があると、問題発生時の改善を進めやすくなります。
試作から量産の相談では、見積依頼の段階から静電気管理の要求事項を共有することが望まれます。量産開始直前になって追加対策が必要だと判明すると、設備や作業手順の変更によって生産計画に影響する可能性があるためです。
また、量産開始前には、試作時の管理条件と量産時の管理条件を比較することが重要です。試作で使用した治具や搬送方法が量産でも使われるのか、変更される場合はどのような評価を行うのかを明確にします。
製造委託先を選定する際には、設備の有無だけでなく、管理条件を説明できること、記録を提示できること、変更時に再評価できることを総合的に判断する必要があります。
こうした確認を事前に行うことで、試作から量産への移行に伴う静電気管理上の不一致を減らし、安定した製造体制を構築しやすくなります。
静電気による基板故障が疑われる場合の原因調査方法
静電気対策を実施していても、基板の不具合が完全になくなるとは限りません。不具合が発生した場合には、静電気による損傷を含め、複数の可能性を比較しながら原因を調査する必要があります。
最初に行うべきことは、故障の発生状況を整理することです。どの製造ロットで発生したのか、特定の工程後に集中しているのか、同じ部品や回路に故障が偏っているのかを確認します。
例えば、特定の作業台で処理した基板に不具合が集中している場合には、その作業台の接地状態や使用している治具、作業者の取り扱い方法を確認する必要があります。
一方、複数の工程で同様の不具合が発生している場合には、共通して使用される部品や検査設備、搬送容器などが調査対象になります。
次に、故障した基板の電気的な状態を確認します。電源電流の異常、信号出力の変化、部品の短絡や漏れ電流の増加などを調べることで、故障箇所を絞り込める場合があります。
ただし、こうした電気的な異常は静電気損傷に固有のものではありません。過電圧、過電流、実装不良、熱的な損傷などでも似た症状が発生する場合があります。
そのため、静電気による故障と判断するには、電気的な測定結果だけでなく、故障部位の解析や製造履歴との整合性を確認する必要があります。
必要に応じて、専門的な故障解析によって半導体内部の損傷状態を調べることも検討します。ただし、内部に損傷が確認された場合でも、その形態だけで静電気が原因だと断定できるとは限りません。使用中の過電圧など、ほかの電気的ストレスとの区別が必要になることがあります。
並行して、製造工程の記録を確認します。故障した基板が製造された日時、使用設備、作業区域の状態、接地確認結果、搬送条件などを照合し、異常がなかったかを調べます。
また、静電気が原因として疑われる工程では、実際の作業動作を観察することも重要です。作業者が包装材を取り外す際の動作や、基板を治具へ載せる方法など、作業標準だけでは把握しにくい帯電要因が存在する場合があります。
原因が特定できた場合には、設備や作業方法を改善し、その効果を確認します。例えば、搬送容器の変更が原因と考えられる場合には、元の管理条件との違いを調べ、適切な容器へ変更した後に帯電状態や不具合発生状況を確認します。
ただし、不具合件数が一時的に減ったことだけで、対策が十分だと結論づけるのは慎重であるべきです。対象数が少ない場合や発生頻度が低い場合には、短期間の結果だけでは効果を評価しにくいためです。
対策後の確認では、工程の測定結果、管理状態、製造ロットごとの不具合傾向などを組み合わせて評価します。必要な観察期間や評価数は、製品の要求品質と想定される故障リスクに応じて設定します。
原因が確定するまでの間は、影響範囲を確認し、必要に応じて対象ロットを識別・保留することも重要です。調査中の製品を通常品と混在させない管理によって、問題の拡大を抑えやすくなります。
試作から量産へ移行する段階でこうした不具合対応の流れを決めておけば、問題発生時にも関係者が共通の情報を基に判断しやすくなります。
まとめ｜試作段階から静電気対策を量産条件に組み込む
試作から量産への移行では、基板の電気的な性能だけでなく、製造工程で発生する静電気による故障リスクを適切に管理することが重要です。
試作段階では問題が発生していなくても、量産では作業人数、設備、搬送方法、保管環境、検査手順などが変化します。そのため、試作品が正常に動作したという結果だけでは、量産時の静電気管理が十分だとは判断できません。
静電気による基板故障のリスクを減らすには、電子部品の静電気耐性を把握し、作業者や設備の接地、搬送容器や包装材の選定、作業環境の管理、検査工程での取り扱い、作業標準と管理記録の整備を組み合わせることが大切です。
また、静電気対策は製造現場だけで完結するものではありません。設計担当者、部品調達担当者、製造委託先、検査担当者が管理条件を共有し、部品や工程に変更が発生した場合にも適切な再評価を行う必要があります。
特に試作から量産の相談では、設計情報や部品表とともに、静電気管理に関する要求条件を早い段階で伝えることが重要です。製造委託先の対応能力を確認し、量産開始前に工程全体の対策を整えることで、品質トラブルの予防と安定した生産体制の構築につながります。
さらに、電子機器を建設現場や屋外設備などに設置する製品開発では、製造工程の品質記録に加えて、実際の設置場所や施工状況を記録することも重要になります。製造時の不具合と設置後の不具合を切り分けるためにも、基板の製造履歴と現場の作業記録を関連付けて管理できる体制が役立ちます。
こうした現場情報の管理には、現場写真や位置情報、施工記録を扱えるLRTK Phoneの活用も選択肢となります。設置位置と作業状況を記録しておくことで、施工後の確認や関係者間の情報共有を進めやすくなります。LRTK Phoneは静電気そのものを測定する装置ではありませんが、製造品質の管理と現場での記録管理をそれぞれ適切に行うことで、製品の製造から設置後の確認まで、より追跡しやすい管理体制を整えられます。
試作から量産を成功させるためには、故障が発生してから対策を追加するのではなく、試作段階から量産工程を想定し、静電気対策を製造条件の一部として組み込むことが重要です。
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