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静電気試験についての概要、用途、原理などをご説明します。また、静電気試験の15社一覧や企業ランキングも掲載しております。静電気試験関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:パナソニック株式会社、2位:株式会社デンソーテン、3位:株式会社ノイズ研究所となっています。
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静電気試験とは、電子部品や半導体に静電気起因の高い電圧を印加しその耐性を評価する試験のことです。
ESD (Electro-Static Discharge) 試験とも呼ばれます。電子部品や半導体デバイスは静電気により破壊されやすく、その耐電圧を評価しESD試験による誤作動が発生しないように、静電気試験による製品の信頼性保証を行う必要があります。
静電気試験にはその静電気発生モデルによって、人体モデル (HBM：Human Body Model) 、マシンモデル (MM：Machine Model) 、デバイス帯電モデル (CDM：Charged Device Model) の大きく3種類の試験方法があります。
HBMは人体に帯電した静電気を起電力として、デバイスに高電圧を印加する試験です。一般にMIL-STD 883 method 3015が広く用いられています。100㎊の並列容量と1.5Kオームの直列抵抗を電圧負荷として用いるモデルです。
MMは主に電子部品を工場などで組立する際に、機械や金属接触による放電ダメージを想定して行う試験です。想定のモデルは放電容量が200pF 直列抵抗は0オームで仮定されています。
CDMはデバイス自体が帯電した状態を想定しています。そのデバイスが金属接触を介して対地放電する動作をモデル化した静電気試験です。この場合は放電容量と直列抵抗には、規定がありません。
実際のESD試験の手法からその試験に関する原理を説明します。
静電気試験時に印加する電圧波形は、そのピーク波形値だけでなく、リプル波形に要する時間についてもある範囲で規定されています。この規定の意図は、各々の耐電モデルから実際の電子部品の組み立て選別工程や、人体からの放電起因での静電気破壊にあたる物理現象に適した試験電圧波形を、実際の計測器で再現させるためです。
静電気試験の印加する電圧値については、破壊する閾値電圧を把握するため下限から印加するのが一般的です。ただし試験したいデバイスの実力値がある程度把握され、N増し評価の場合には、必ずしも下限から評価することを、強いてはいません。
特にデバイス帯電モデルについては、帯電したデバイスから金属面へ放電される原理であるため、そのデバイスのパッケージサイズや形状材質等に強く依存します。
イミュニティ試験とは、静電気試験の中でも特に電磁波の過渡応答に対する誤動作防止のノイズ耐性やアンテナへのサージ耐性を評価する試験をいいます。
例えばスマートフォンのアンテナ端子への8kVの印加試験や、リチウムイオン電池の充放電制御管理における電磁波ノイズの悪影響を評価する試験であり、移動体通信端末やIoTデバイスが増加している現在においては重要視されている試験です。
通常の静電気試験でもそうですが、このイミュニティ試験も規格を満足できないと、製品として動作保証できず出荷できないことになり、各国で規定も異なるため注視する必要があります。
イミュニティ試験と対になる事項として反対に機器から発生する電磁波ノイズを規定する事項もあり、これはエミッション規制と呼ばれます。
静電気試験の目的は、製品の静電気耐性の評価保証だけではありません。もし耐圧が不足している場合には、回路面等での静電気対策を施す必要があるため、製品開発の途中段階で実力把握のために実施されることが多いです。
その際実際に静電気試験を実施して改善確認する手法もありますが、試験に要する準備工数やコストおよび煩雑さを考慮して、シミュレーションで対策を行う事例があります。
静電気試験のシミュレーションは、その電圧波形の過渡応答をいかに現実に即して再現できるかと、破壊の現象をどう表現するかという大きな課題があります。
よって市販のシミュレーターでESDのシミュレーションを実施するだけでなく、場合によっては、実際の対象サンプルに印加される電圧波形をモニターして、実測ベースの波形を開発製品の回路シミュレーションに取り込む手法も開発されています。
特に、デバイス帯電モデルやイミュニティ試験などは、測定系のセットアップや電磁波ノイズの印加手法で実力が左右されるため、実測ベースの波形を取り込む手法は注目されています。
北海道・東北
関東
中部
関西
中国・四国
九州・沖縄
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | パナソニック株式会社 |
12.9%
|
| 2 | 株式会社デンソーテン |
9.7%
|
| 3 | 株式会社ノイズ研究所 |
9.7%
|
| 4 | ビューローベリタスジャパン株式会社 |
9.7%
|
| 5 | 北川工業株式会社 |
9.7%
|
| 6 | 株式会社ナノシーズ |
9.7%
|
| 7 | ルネサスエンジニアリングサービス株式会社 |
6.5%
|
| 8 | 株式会社e・オータマ |
6.5%
|
| 9 | ケイテック株式会社 |
3.2%
|
| 10 | 瑞菱電機株式会社 |
3.2%
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