精密部品の異物対策、微細な虫の破片が不良になる理由と優先順位

基板や小型部品を扱うラインで、原因不明の微細な異物による不良が続いている。クリーンルームの清浄度を上げても改善しない。フィルターを交換しても、翌月にはまた同じような不良が出る。そんな相談を、精密部品メーカーの品質保証・工場管理の担当者から受けることが増えている。話を聞いていくと、不良品の破片そのものを顕微鏡で確認せず、設備側の対策だけを積み重ねているケースが多い。

精密部品の現場で異物対策の優先順位が分かりにくい理由

樹脂・食品の異物混入は、虫の全身や大きな破片で見つかることが多く、原因の見当がつきやすい。一方、精密部品の現場で問題になるのは、翅(はね)の粉、脚の先、体液の乾いた跡といった、肉眼でほぼ判別できない大きさの破片である。検査工程では「黒点」「繊維状異物」「点状の付着物」として弾かれるだけで、それが虫由来だと分かるまでに時間がかかる。

クリーンルームのクラス(清浄度の等級。空気1立方メートルあたりの微粒子数で区分される)を上げれば改善すると考え、原因を特定しないまま設備側の対策に走ってしまう現場は少なくない。具体的には、次のような対策である。

• クリーンルームのクラスを上げる
• フィルターを増設する
• 入退室のルールを厳しくする

どれも費用のかかる対策だが、虫の侵入経路と発生源を先に潰さない限り、設備側の対策だけでは不良は減らない。むしろ「対策をしたのに不良が続く」という状態が、現場の混乱をさらに大きくする。

設備投資の前に、まず不良品の破片が虫由来かどうかを確認する。この順番を守るだけで、無駄な投資と原因不明の状態が長引くことを避けられる。

侵入経路と発生源の考え方は虫の異物混入事例で分かる侵入経路と発生源にまとめている。搬入口・配管の隙間・照明といった基本の確認項目は、精密部品の現場でも共通して有効である。

判断が分かれるのは「どこまで自社で切り分けるか」である。目安になるのは、発生頻度と歩留まり(良品の生産数が投入数に占める割合)への影響度である。

• 不良の発生が散発的で、都度の顕微鏡確認で原因を特定できている
• 同一ロット内で不良が連続し、歩留まりの低下が目に見えて出ている
• 自社の顕微鏡確認・捕虫シートとの照合だけでは、虫由来かどうかの判断がつかない状態が続いている

2つ目・3つ目に当てはまる場合は、発生源の特定を専門業者に依頼したほうが早い。自社だけで抱え込まず、どの段階で外部の目を入れるかを最初に決めておくと、対応が遅れにくい。

実装・組立・外観検査で虫の混入が不良に直結する理由

虫による異物混入が、そのまま不良につながる工程は大きく3つある。1つ目は実装(基板に電子部品をはんだ付け・圧着で取り付ける工程)で、部品と基板の接点に破片が挟まると導通不良や絶縁不良につながる。はんだ付け前の基板上に破片が乗ったまま加熱されると、焦げた跡が残り、外観不良としても検出される。2つ目は組立で、可動部やコネクタの隙間、ねじ穴の中に破片が入り込むと、その場では検出できず、出荷後の動作不良として顧客側で発覚することがある。3つ目は外観検査で、光学検査装置(カメラで表面のキズ・汚れ・異物を検出する装置)が破片を欠陥と判定し、良品まで弾いてしまう。歩留まりが下がると、原因を探るより先に検査基準を緩めてしまう現場もあるが、これは根本の対策にならない。

この3工程は、いずれも「虫が見つかる前に不良として処理されてしまう」点が共通している。だからこそ、不良の現物を回収した段階で、虫由来かどうかを一度疑ってみる価値がある。担当者が変わるたびに切り分けの基準が変わると再発しやすいため、確認の手順は文書化しておいたほうがよい。

失敗しやすいのは、外観検査で弾かれた不良品をすぐに廃棄してしまうことである。破片ごと処分すると、後から虫由来かどうかを確認する手立てがなくなる。不良が続いている期間だけでも、検査で弾かれたロットの一部を保管し、破片を回収できる状態にしておくと、原因の切り分けが格段にやりやすくなる。

1個の虫体の破片が不良として現れる形

精密部品の1個あたりの単価と、破片1個の大きさを比べると、その影響の大きさが分かる。虫の翅は細かく砕けやすく、精密部品の許容公差(製品として認められる寸法のずれの範囲)を下回ることがある。1個の部品に1個の破片が挟まっただけで、その部品はロット全体の中の不良として扱われる。

写真のような加工ヘッド周辺は、部品の位置決めに直接関わる場所である。ここに虫体の破片が1つ挟まるだけで、位置決め精度がずれたり、レール上に微小な段差ができたりする。目視で気づかれないまま加工が進み、後工程の検査で初めて不良として発見されることが多い。

厄介なのは、虫由来か工程内の異物かが、外観検査の画像だけでは判別しづらいことである。異物には金属粉、樹脂かす、繊維、油汚れなどがある。不良品の破片を回収し、実体顕微鏡で形状を確認する、あるいは月1回交換している捕虫シートに残った虫体と照合するといった手順を踏んで初めて、虫由来かどうかが切り分けられる。この照合を省いて「たぶん虫だろう」で対策を決めると、実際は別の原因だったときに手を打ち直すことになる。

特に判別しづらいのは、翅の粉と繊維くずである。どちらも細く軽い形状のため、顕微鏡でも倍率が低いと見分けがつきにくい。翅には規則的な網目状の模様が残ることが多く、これが繊維くずとの主な違いになる。判別に迷う場合は、捕虫シートの虫体の翅と並べて見比べると判断しやすい。

クリーン度を上げる前に、現場で確認すべきこと

不良が減らないからといって、クリーンルームの清浄度の等級を上げる、あるいはエアシャワーを増設するのは、原因が分からないまま費用だけがかさむ対策である。設備投資は一度決めると後戻りしにくく、効果測定にも時間がかかる。その前に、次の項目を現場で確認したほうが、結果として遠回りにならない。

この5点を確認するだけで、破片の発生源が「外から入ってきた虫」なのか「工程内で削れて出た粉」なのかの見当がつく。特に見落とされやすいのが、搬入口の開放時間と、隣接工程の粉じんである。クリーンエリアの中だけを見ていても、原因がその外にあれば見つからない。

再発防止の報告書には、この切り分けの過程を書いておくと、次に同じ不良が出たときの判断が早くなる。報告書に書くべき項目は異物混入の再発防止策の立て方、報告書に書くべき項目で扱っている。

判断の分かれ目は、5点を確認した結果である。捕虫器のシートに虫が増えている、あるいは搬入口の開放時間が長いといった事実が見つかれば、原因は侵入側にある可能性が高い。一方、捕虫シートに変化がなく、隣接工程の粉じんだけが増えているなら、発生源は工程内にある。この2つを混同したまま対策を決めると、効果の出ない投資を繰り返すことになる。

電撃式の捕虫器を精密部品の近くに置いてはいけない理由

電撃式(高圧の格子に虫が触れると感電させて落とす方式)の捕虫器は、価格の手頃さから工場の休憩室や搬入口付近でよく見かける。しかし精密部品を扱うラインの近くに置くと、かえって微細な異物を増やす結果になりやすい。

感電した虫は、その衝撃で翅や脚が粉々に砕け、格子の隙間から周囲に飛び散る。飛散した破片は空気の流れに乗って、実装ラインや検査工程の作業台にまで運ばれることがある。粘着式であれば虫体はシートの上にとどまるが、電撃式は破片を「捕獲」ではなく「拡散」させてしまう構造上の弱点を持つ。クリーンルームや実装ラインのすぐそばに電撃式を置くことは、異物を減らすための対策が、逆に異物の発生源になっている状態といえる。

さらに、電撃式は感電音や光で虫を落とす仕組み上、動作のたびに小さな衝撃音が出る。精密な位置決めや検査を行う工程では、この振動や音そのものが作業の妨げになることもある。捕虫器を選ぶときは、異物対策としての性能だけでなく、周囲の工程への影響も合わせて確認したほうがよい。

捕虫器を選ぶ基準は、価格や設置のしやすさより先に「虫体を飛散させない方式かどうか」で決める。

樹脂成形の現場で薬剤を避ける理由と合わせて、方式選びの考え方は樹脂成形現場で殺虫剤が使えない理由と、薬剤フリーの飛来虫対策で詳しく書いた。すでに電撃式を導入している場合は、精密部品を扱うエリアから離れた場所への移設、あるいは方式そのものの見直しを検討したほうがよい。

金属加工工程の粉じん・油煙が虫を呼び込む理由

精密部品の製造現場では、樹脂の成形や実装だけでなく、金属加工の工程を併設していることが多い。研削・研磨で出る油煙や、切削油のにおいは、一部の虫にとって誘引源になる。

写真のような研削作業が出す粉じんは、それ自体が微細な異物として不良の原因になるだけでなく、集塵が不十分な場所に虫を呼び寄せる要因にもなる。虫がその周辺に集まれば、隣接する実装ラインや検査工程への侵入リスクも上がる。金属加工エリアと精密部品のクリーンエリアが同じ建屋にある場合、間仕切りや前室(エアシャワーや扉2枚での区画分け)の有無、集塵機のフィルター交換頻度を確認しておく必要がある。

工程どうしが近いことに気づかず、精密部品側だけを対策しても、発生源が別工程に残っていれば改善しない。逆に言えば、金属加工エリアの集塵と区画分けを見直すだけで、精密部品側の不良が減ることもある。フロアレイアウトを決める段階で、工程間の距離と気流の向きまで考えておくと、後からの手直しを減らせる。

失敗しやすいのは、金属加工エリアの集塵機を「粉じん対策」としてしか見ていない点である。集塵機のフィルターに油分が溜まると、そこに虫が寄り付きやすくなることがある。フィルター交換の頻度を決める際は、粉じんの量だけでなく、虫の誘引という観点も加えておくと、見落としを防ぎやすい。

対策の優先順位、設備投資の前に何から手をつけるか

ここまでの内容を踏まえると、精密部品の現場で取るべき対策の順番は、次のようになる。

写真のように自動化されたラインでは、天井の配管や照明、通路の動線が虫の移動経路にもなり得る。設備のレイアウトを見直す際は、生産効率だけでなく、虫が入りやすい隙間・溜まりやすい死角がないかも合わせて確認したい。工場が季節ごとに虫の発生傾向を変えることも踏まえておくと、点検の計画が立てやすくなる。季節ごとの対策の立て方は工場で虫が大量発生する原因と、季節ごとの対策の立て方で扱っている。

クリーン度を上げる投資は、この5番目に位置づける。原因を特定しないまま最初に手をつけると、費用対効果が見えないまま投資だけが積み上がる。逆に、1から4までを一通り確認したうえで、それでも不良が残る場合は、設備側の底上げが妥当な判断になる。

この順番を守るうえで大事なのは、1つの対策を打ったら、次に進む前に効果を確認することである。捕虫器の設置位置を変えたら、最低でも1か月は捕虫シートの状況と不良発生数を照らし合わせる。複数の対策を同時に打ってしまうと、どれが効いたのか分からなくなり、次に同じ問題が起きたときの判断材料が残らない。

Blue Spiderの方式と製品特性

精密部品の現場で捕虫器を選ぶ際は、虫体を飛散させない方式であることが前提になる。Blue Spiderは、UV-LED(紫外発光ダイオード)40Wの光で虫を誘引し、粘着シートで捕獲する方式で、電撃・吸引・薬剤のいずれも使わない。

感電による破片の飛散が起きないため、捕獲された虫体はシートの上にとどまり、そのまま発生状況の記録として保管できる。運転音がなく、実装ラインや検査工程のそばに置いても作業への支障がない。日常のメンテナンスは月1回の粘着シート交換のみで、ランプ寿命は約2万時間、1日10時間の使用で約5.5年が目安になる。PSE(電気用品安全法に基づく安全基準)を取得し、第三者機関の安全テストにも合格している。製造元は国内3大衛生管理メーカーのOEM(相手先ブランドでの製造)を10年以上担当してきた。その製造元が自社ブランドとして展開し、2025年の大阪・関西万博でも採用された実績がある。

虫体をそのまま保管できるという特性は、原因の切り分けにもそのまま役立つ。捕虫シートに残った虫の種類や数を、月ごとに記録として比較できるため、不良が増えた時期と捕獲状況を照らし合わせることができる。設備投資の判断材料としても使いやすい。

製品の詳細は製品ページで確認できる。不良の原因が虫由来かどうかの切り分けから、捕虫器の設置場所の見直しまで、自社の現場でどこから手をつければよいか整理したい場合は、お問い合わせから相談してほしい。