Statik elektrik önleme teknolojisi
Elektrostatik deşarjla (ESD, elektrostatik deşarj) etkili bir şekilde mücadele etmek ve önlemek için doğru ekipman doğru şekilde kullanılmalıdır. Bir dizi güçlü kapalı döngü ESD önleme, izleme ve iyonizasyon ekipmanı sayesinde, ESD artık bir proses kontrol sorunu olarak kabul edilebilir.
Elektrostatik deşarj (ESD), elektronik montajda bilinen ve hafife alınmış bir devre kartı ve bileşen hasarı kaynağıdır. Ne kadar büyük veya küçük olursa olsun, her üreticiyi etkiler. Birçok insan ESD güvenli bir ortamda ürün ürettiğini düşünse de, aslında ESD ile ilgili hasarlar dünyanın elektronik üretim endüstrisine yılda milyarlarca dolara mal olmaya devam ediyor.
ESD tam olarak nedir? Elektrostatik deşarj (ESD), elektrostatik olarak (sabit) bir yüke (yetersiz veya fazla elektron) boşaltma (elektronların akımı) olarak tanımlanır. Şarj iki koşulda sabittir:
Plastik saplı metal tornavida gibi iletken ama elektrik yalıtımlı bir nesneye "battığında".
Yalıtım yüzeyinde (plastik gibi) bulunduğunda ve üzerinde akamadığında.
Bununla birlikte, yeterince yüksek elektrik yüküne sahip elektrik yalıtımlı bir iletken (tornavida) karşıt elektrik potansiyeline sahip entegre bir devreye (IC) yakınsa, elektrik yükü "kesişir", elektrostatik boşalmaya (ESD) neden olur.
ESD son derece yüksek yoğunlukta çok hızlı bir şekilde gerçekleşir ve genellikle yarı iletken çipin iç devresini eritmek için yeterli ısı üretir ve elektron mikroskobu altında patlatılmış küçük bir mermi deliğine benzer ve anında ve geri dönüşü olmayan hasara neden olur.
Daha ciddi olan şey, bu tehlikenin zamanın sadece onda biri kadar kötü olmasıdır, böylece * sonrasında test edilen tüm bileşenin başarısız olmasına neden olur. Vakaların diğer %90'ında, ESD hasarı yalnızca kısmi bozulmaya neden olur, yani hasarlı bileşen *test sonrası testi farkedilmez bir şekilde geçebilir ve müşteriye gönderildikten sonra yalnızca erken alan arızası olur. Sonuç * itibar hasarı, bir üreticinin herhangi bir üretim kusurlarını düzeltmesi için bir yer * bir fiyat ödemek için.
Bununla birlikte, ESD'yi kontrol etmenin temel zorluğu görünmez olmasıdır, ancak elektronik bileşenlere zarar verebilir. Duyulabilir bir "kene" deşarjı üretmek için yaklaşık 2000 voltluk nispeten büyük bir şarj gerekirken, 3000 voltta küçük bir elektrik çarpması hissedilebilir ve 5000 voltta bir kıvılcım görülebilir.
Örneğin, tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS, tamamlayıcı metal oksit yarı iletken) veya elektrik programlanabilir salt okunur bellek (EPROM, elektriksel programlanabilir salt okunur bellek) gibi yaygın bileşenler, ESD'nin sırasıyla sadece 250 volt ve 100 voltluk potansiyel farklılıklarından etkilenebilir. Yıkım ve Pentium işlemciler de dahil olmak üzere giderek daha hassas modern bileşenler 5 volt kadar yok edilebilir.
Sorun, hasara neden olan günlük aktivitelerle birleşir. Örneğin, bir vinil fabrikası zemininde yürümek, zemin yüzeyi ile ayakkabılar arasında sürtünme yaratır. Sonuç, yerel havanın bağıl nemine bağlı olarak 3 ila 2000 voltluk bir yük biriktiren tamamen yüklü bir nesnedir.
Sahnede işçilerin doğal hareketinin neden olduğu sürtünme bile 400 ~ 6000 volt üretebilir. İşçi, PCB'yi köpük kutu veya kabarcık torbasında açma veya paketleme işlemi sırasında izolatöre sahipse, işçinin vücudunun yüzeyinde biriken net şarj yaklaşık 26.000 volta ulaşabilir.
Bu nedenle, ESD tehlikelerinin ana kaynağı olarak, herhangi bir yük birikmesini önlemek için elektrostatik koruma alanına (EPA, elektrostatik koruma alanı) giren tüm işçiler topraklanmalı ve ESD'yi önlemek için her şeyi aynı potansiyelde tutmak için tüm yüzeyler topraklanmalıdır.
ESD'yi önlemek için kullanılan ana ürün, kıvrılmış kadifeye sahip bir bilekliktir ve dağınık bir yüzeye veya yatak takımına sahiptir- her ikisi de uygun şekilde topraklanmalıdır. Dissipative ayakkabı veya topuk kayışları ve uygun giysiler gibi ek yardımlar, personelin elektrostatik korumalı bir alanda (EPA) hareket ederken net şarj biriktirmesini ve bakımını yapmasını önlemek için tasarlanmıştır.
Montaj sırasında ve sonrasında PCB, ESD'nin iç ve dış taşımasını da önlemelidir. Bu alanda, koruyucu torbalar, nakliye kutuları ve hareketli arabalar da dahil olmak üzere kullanılabilecek birçok devre kartı paketleme ürünü vardır. Yukarıdaki ekipmanın doğru kullanımı ESD ile ilgili sorunların% 90'ını önleyecek olsa da, son% 10'a ulaşmak için başka bir koruma türüne ihtiyaç vardır: iyonizasyon.
Elektrostatik yük oluşturabilen montaj ekipmanlarını ve yüzeylerini nötralize etmenin en etkili yolu, yalıtım malzemesinde biriken herhangi bir yükü nötralize etmek için çalışma alanı üzerinde iyonize hava akışını patlatan bir iyonlaştırıcı-bir cihaz kullanmaktır.
Yaygın bir yanılgı, kase kemerinin iş istasyonunda takılması nedeniyle, bölgedeki polistiren bardaklar veya karton kutular gibi yalıtkanların güvenli bir şekilde dağıtılmasıdır. Tanım olarak, bir yalıtkan, iyonlaşma yoluyla deşarj etmenin imkansız olması dışında elektrik vermez.
Yüklü bir yalıtkan EPA'da kalırsa, elektrostatik bir alan yayar ve yakındaki nesnelere net bir yük bindirir, böylece ürüne ESD hasarı riskini artırır. Birçok üretici, EPA'larından yalıtım malzemelerini yasaklamaya çalışsa da, bu yöntemin uygulanması zordur. İzolasyon, operatörün rahatça oturduğu köpük minderden plastik kapaktaki bir şeye kadar günlük yaşamın çok fazla bir parçasıdır.
İyonlaştırıcıların kullanımı nedeniyle, üreticiler bazı yalıtım malzemelerinin EPA'larında göründüğü gerçeğini kabul edebilir. İyon üretim sistemi izolatörde oluşabilecek herhangi bir yük birikimini sürekli olarak nötralize ettiği için, herhangi bir ESD programı için makul bir yatırımdır.
Standart elektronik montajlarda iyon üreten ekipmanın iki temel şekli vardır:
Masaüstü türü (tek fan)
Havai tip ekipman (tek bir genel gider ünitesinde, bir dizi fan vardır)
İç mekan iyon jeneratörleri de vardır, ancak esas olarak oda ortamını temizlemek için kullanılırlar.
Seçim, korunacak alanın büyüklüğüne bağlıdır. Masaüstü iyonlaştırıcı tek bir çalışma yüzeyini kaplarken, tepegöz iyonlaştırıcı iki veya üç yüzeyi kapsayacaktır. Başka bir avantaj, iyonlaştırıcının tozun ürüne statik olarak bağlanmasını önleyebilmesidir, bu da görünümü bozabilir.
Bununla birlikte, ESD ekipmanının etkinliğinin normal bir şekilde test ve izlenmesi yoksa, hiçbir koruma planı mükemmel değildir. En iyi ESD kontrolü ve iyonizasyon uzmanları, arızayı bilmeden başarısız (ve dolayısıyla işe yaramaz) ESD ekipmanı kullanan üreticilerin örneklerini bildirdi.
Bu durumu önlemek için, standart ESD ekipmanlarına ek olarak, ESD tedarikçileri, bir performans yönetmelikleri aşarsa otomatik olarak alarm veren çeşitli sabit monitörler de sağlar. Monitör bağımsız bir birim olarak kullanılabilir veya bir ağda birbirine bağlanabilir. İlgili operatörlerin ve iş istasyonlarının sistem performansını gerçek zamanlı olarak görüntüleyen otomatik veri toplama için ağ yazılımı da vardır.
Monitör, kase kayışının her gün düzgün bir şekilde ölçülmesini, iyonlaştırıcının dengelenmesini ve uygun şekilde korunmasını ve tezgahın topraklama noktasının zarar görmemesini sağlamak gibi birçok günlük görevi ortadan kaldırarak ESD planlamasını basitleştirebilir.
sonuç olarak
ESD'yi önlemenin ilk adımı, küçük ayrıntıların göz ardı edilirse onarılamaz hasara nasıl neden olabileceğini doğru bir şekilde değerlendirmektir. Etkili bir plan, sadece etkili ESD koruma ekipmanlarının kullanılmasını değil, aynı zamanda sahadaki tüm tesis personelinin davranışının ESD'nin güvenli olmasını sağlamak için sıkı çalışma prosedürleri gerektirir.
Birçok üretici otomatik hazne kayışı test cihazı kullansa da, hazne kemeri çok gevşek olduğu için operatörlerin testi geçtiği veya başarısız olduğu sıklıkla görülmektedir. Birçok operatör, test cihazı diğer eliyle bileğine yakın tutarak testi geçmeye çalışır.
Bununla birlikte, iyi haber ESD'nin önlenebilir olmasıdır. Doğru ekipmana yatırılan zaman ve maliyet ve güvenlik prosedürlerinin iyileştirilmesi, geçiş oranında karşılık gelen bir artışla ödüllendirilecektir.