導電テープとは
導電テープとは、導電性を持たせたテープのことです。
アルミ箔や銅箔を材質としたり、粘着層に金属粒子などのフィラーを導入した粘着テープであり電気抵抗が小さいという特徴があります。さまざまな種類が存在するため、強度や柔軟性、粘着面は片面でよいのか両面必要なのか、用途に応じて適切な導電テープを選択することが重要です。
基本的には外部からの電磁波ノイズや静電気ノイズから機器を保護する目的で使用されます。ノイズ発生源に近い場所や半導体デバイスの表面に貼り付けます。
導電テープの一端と機器のアースラインを電気的に直結することで、外部からのノイズは導電テープで吸収され、アースラインを経由して放電されるため機器が保護されます。
導電テープの使用用途
1. 静電気 / 電磁波シールド
図1. 導電テープによる部品の保護
工場において作業者が静電気で帯電した状態で製品に触れた場合、製品内部の電子基板上の半導体部品にダメージを与え、最悪の場合、一部破壊してしまう可能性があります。
このような事態を回避するためには、工場内において導電マットを敷くなどの対策を行うことが効果的です。製品の筐体の表面から作業台上の導電マットに静電気が流れ、地面に放電されます。
しかし、静電気の機器への混入ルートによっては、製品の中のプリント基板まで静電気が到達してしまうこともあります。この場合は導電マットのみでは不十分で、基板上での対策が必要となります。ここで個々の部品を保護するために導電テープが使用されます。図1のように、保護したい部品を導電テープでシールドしアースラインとつなげることで、部品に静電気が流れるのを防ぐことが可能です。
2. 配電の安全対策
発電所で発電した電気を事業所や家庭に届ける配電の場面でも、安全対策のため導電テープが用いられています。基本的に電気を絶縁するために絶縁テープをケーブルに巻き付けていますが、抵抗のやや高い半導電テープも併せて用いられます。
ケーブルの中には導電層が含まれるため、ケーブル接続時にケーブルを切ったまま放置すると導電層の特定箇所に電界が集中し、ケーブルの絶縁破壊につながる恐れがあります。導電層に半導電テープを巻き付けると、この電界ストレスを緩和することが可能です。
3. 分析用途
図2. SEMで用いられる導電テープの役割
研究開発用途で汎用的に用いられる走査型電子顕微鏡 (SEM) や透過型電子顕微鏡 (TEM) で試料を観察する際、試料に導電性を持たせる必要があります。観察の際に試料に照射した電子の逃げ道を作らないと試料が帯電 (チャージアップ) してしまい観察が難しくなるため、試料を観察台に設置する際には両面の導電テープが用いられます。
導電テープの原理
図3. 導電テープ構造の原理
導電テープは粘着テープと同様に、基材と粘着剤で構成されています。導電性を持たせるために、エンボス加工した金属箔に接着剤を塗布する方法や、粘着剤中に金属粒子を分散させる方法などが取られます。
基材については、金属箔だけでなく柔軟性に優れた導電性繊維が用いられることもあります。装置の可動部分や狭い部分にテープを貼り付ける場合は、導電性繊維を用いたテープがよく用いられます。
導電テープのその他情報
静電気ノイズの対策
導電シートや導電テープは静電気の発生による機器の損傷を回避する目的で使われますが、工場などにおける静電気の発生は深刻な問題です。静電気で内部基板上の部品が破壊され、気づかないまま出荷されてしまった場合はユーザからのクレームにつながる可能性があります。
このような事態を回避するためには、導電テープによる局所的な対策だけでなく、以下のような工場全体の取り組みが重要になります。
- 工場内の湿度の向上
湿度を上げて一定の湿度で工場内を管理することで、機器類の表面の電気抵抗を下げることができます。 - アース接続が可能なワイヤの用意
作業する人間の手首などをアースと接続できるようなワイヤを用意することで、作業者への静電気の発生を防ぐことができます。 - 導電シートを敷く
仮に作業者が帯電してしまっても導電シートを経由してアースに静電気を逃がすことが可能です。 - 機器に導電テープを貼り付ける
ノイズ混入経路の入り口付近や半導体デバイスの表面に導電テープを貼り付けることで機器を保護します。
参考文献
https://tape-omakase-navi.com/trouble_list_5_2
https://www.monotaro.com/s/pages/cocomite/283/
https://detail-infomation.com/electrostatic-conductive-mat/