Elektrostatik boşalma (ESD), elektronik ekipmanın arızalanmasına veya hasar görmesine neden olabilecek, iyi bilinen bir elektromanyetik uyumluluk sorunudur.Yarı iletken cihazlar tek başlarına veya devre modüllerine monte edildiklerinde, açık olmadıklarında bile bu cihazlarda kalıcı hasarlara neden olabilirler.Elektrostatik deşarja duyarlı bileşenlere elektrostatik deşarja duyarlı cihazlar (ESDS) denir.
Bir bileşenin iki veya daha fazla pimi arasındaki voltaj, bileşenin dielektrik kırılma mukavemetini aşarsa, bileşen zarar görür.MOS cihazlarının arızalanmasının ana nedeni budur.Oksit tabakası ne kadar ince olursa, cihaz elektrostatik boşalmaya karşı o kadar hassas olur.Bir arıza genellikle, güç kaynağının kendisine belirli bir direnç gösteren bir kısa devre olarak kendini gösterir.Bipolar cihazlar için, genellikle metalize edilmiş ve ince bir oksit tabakası ile ayrılmış aktif yarı iletken alanlarında hasar meydana gelir ve bu nedenle ciddi bir sızıntı yolu meydana gelir.
Başka bir arıza, düğümün sıcaklığı yarı iletken silikonun (1415 ° C) erime noktasını aştığında ortaya çıkar.Elektrostatik deşarj darbesinin enerjisi, lokal ısınmaya neden olabilir, bu nedenle bu mekanizma başarısız olur.Bu arıza, gerilim dielektrik arıza geriliminin altında olsa bile meydana gelebilir.Tipik bir örnek, emitör ile bir NPN transistörünün tabanı arasındaki arızanın akım kazancının keskin bir şekilde azalmasına neden olmasıdır.
Cihaz elektrostatik deşarjdan etkilendikten sonra fonksiyonel hasar hemen oluşmayabilir.Bu potansiyel olarak hasar görmüş bileşenlere genellikle "sakat" denir ve kullanıldıklarında sonraki elektrostatik boşalmalara veya iletken geçişlere karşı daha duyarlı olacaktır.Deşarj voltajı ile kolayca tespit edilemeyen bileşenlerde meydana gelen hasara çok dikkat etmek önemlidir.İnsan vücudu 3000-5000V arasında elektrostatik deşarj voltajını hisseder, ancak bileşen hasar gördüğünde voltaj sadece birkaç yüz volttur.Elektrostatik boşalmanın zararlı etkileri 1970'lerde tanınmaya başlandı.Bunun nedeni, bileşenleri elektrostatik boşalmanın neden olduğu hasara karşı giderek daha hassas hale getiren yeni teknolojilerin geliştirilmesidir.Elektrostatik deşarjdan kaynaklanan kayıplar her yıl birkaç milyon dolardan fazla olabilir.Bu nedenle, birçok büyük bileşen ve ekipman üreticisi, üretim ortamında statik elektrik birikimini azaltmak ve böylece ürün yeterlilik oranını ve güvenilirliğini artırmak için profesyonel teknolojiyi tanıttı.Kullanıcılar ayrıca kendi deneyimlerine dayanarak elektrostatik deşarj hasarını önlemenin önemini anlarlar.
2．Elektrostatik boşalma ile nasıl başa çıkılır
Statik elektrik oluşumunu kontrol etmenin ilk adımı, elektrostatik yük oluşturma mekanizmasını anlamaktır.Elektrostatik voltaj, farklı türdeki maddelerin teması ve ayrılmasıyla üretilir.Sürtünme daha fazla yük biriktirebilse de, sürtünme gerekli değildir.Bu etki triboelektrik şarj olarak bilinir ve üretilen voltaj birbirine sürtünen malzemelerin özelliklerine bağlıdır.Sürtünme elektrifikasyon sırası tablosu, çeşitli malzeme türlerini şarj etmenin zorluk derecesini listeler.Birbiriyle temas halinde olan iki madde için, elektronlar dizi listesindeki üst maddeden alt maddeye değişecek ve bu da iki maddenin sırasıyla pozitif ve negatif yüklere sahip olmasına neden olacaktır.Sıra tablosundaki malzemeler ne kadar uzaktaysa, taşıdıkları yük miktarı o kadar fazladır.
Yaygın maddelerin sürtünmeli elektriklenme sırası aşağıdaki tabloda gösterilmektedir:
3．Pratik problem çözme
Sorunun çözümü şunları içerir: Elektrostatik boşalmaya duyarlı bileşenler (ESDS) üretim ve bakım sırasında dışarıya maruz kalırsa, bu bileşenlerin yakınında şarj birikmesi önlenmeli, nakliye ve depolama sırasında bu bileşenler elektrostatik boşalmaya karşı korunmalıdır. ambalajlama.Statik boşalmayı önlemenin birçok yolu vardır.En iyi yol, gereksinimleri ve en düşük maliyetli yöntemi karşılamaktır, bu yöntem farklı ürünler ve farklı durumlar için farklıdır.
4．Elektrostatik Deşarj Korumalı Alan (EPA)
Bazen güvenli çalışma alanı olarak adlandırılan elektrostatik deşarj koruma alanı (EPA), herhangi bir elektrostatik deşarj kontrol önleminin merkezinde yer alır.Bu alanda, elektrostatik deşarja duyarlı elemanlar (ESDS) veya devre kartları veya bunları içeren bileşenler, şarj miktarı zarar verici voltajlar oluşturmadan kontrol edildiğinden güvenli bir şekilde çalışabilir.Bu alan genellikle çalışma tezgahlarını veya çalışma gruplarını, iş istasyonlarını, otomatik geçmeli makineler gibi işleme ekipmanlarını veya bir üretim alanını içerir.EPA'nın kapsamı açıkça işaretlenmelidir ve yetkisiz kişilerin girmesini önlemek için bir çit kurmak en iyisidir.EPA alanında minimum statik yük birikimi olan malzemeler kullanılmalıdır ve yük kontrollü bir şekilde zemine boşaltılabilir.
5. Güvenlik
Elektrikli aletler ve ekipmanlar genellikle EPA'da mevcuttur.Bu ortamda tek bir nesneyi veya cihazı doğrudan toprağa bağlamak tehlikelidir.Bu nedenle bilek topraklama kablosu, koşucu ve ayak bandı bağlantısında 1M'den az olmayan bir direnç seri olarak bağlanmalıdır.Bazı bileklik topraklama iletkenlerinin her iki ucunda böyle bir direnç bulunur, bu nedenle bileklik topraklama iletkeni, açık durumdaki bir ürünün canlı terminaline onarım için bağlansa bile herhangi bir tehlike yoktur.Bilek topraklama teli test cihazı, direncin direncinin uygun olup olmadığını kontrol etmeye yarayan bir araçtır (eğer çok yüksekse, eş potansiyel bağ elde etmek imkansızdır; çok düşükse, bir güvenlik tehlikesi oluşur).Bileklik topraklama teli, diğer elektrik prizleriyle uyumlu olmayan, kolayca çıkarılabilen ve acil bir durumda kolayca çıkarılabilen bir fiş ile donatılmalıdır.
6. Elektrostatik deşarj koruma bölgelerinde pratik çalışma
Bir elektrostatik deşarj koruma bölgesinde, net işletim spesifikasyonları izlenmedikçe, yükler ve potansiyeller izin verilen aralıklarda tutulamaz.Statik olmayan antistatik plastik örtülerdeki belgelerin, plastik kapların, bardakların vb. elektrostatik boşalma koruma alanlarına getirilmesi ve zeminlerin veya çalışma yüzeylerinin elektrostatik özelliklerine zarar verebilecek temizleyicilerin kullanılması, sorunlara neden olabilecek sorunlara örnek olarak verilebilir.İlgili personel, sadece izlenecek prosedürleri öğrenmek için değil, aynı zamanda neden takip edilmesi gerektiğini anlamak için de yeterince eğitilmelidir.Hasar görebilecek bileşenlerin ilgili parametrelerinin bilinmesi de yararlıdır.Elektrostatik deşarj koruma alanının bakım ve bakımıyla ilgilenmek ve aynı zamanda yönetmeliklerin uygulanmasını kontrol etmek için özel bir kişi görevlendirilmelidir.Bu kontroller ayrıca kalite yönetim sistemi belgelendirmesinin bir parçası olarak kontrol edilmelidir.
7. Taşıma ve depolama
Kurşunlu bileşenleri taşırken genellikle iletken köpük kullanılır.Bu, bileşen pinleri arasında daha yüksek potansiyel farklarını önleyebilir.Çift sıralı paketlerdeki bileşenler için, toplu taşıma sırasında genellikle statik enerji tüketen tüpler kullanılır.Devre kartı bileşenleri için, ESD koruma alanının dışına yerleştirildiklerinde, bir elektrostatik koruyucu çanta veya iletken bir taşıma çantası içinde taşınmaları gerekir.Bazı ambalaj poşetleri, tüm bileşenlerin kararlı koşullar altında aynı potansiyelde olmasını ve aynı zamanda çanta üzerinde kazayla oluşan elektrostatik yükleri dağıtmasını sağlayan iletken malzemelerden yapılmıştır.Bu yöntem pilli devre kartları için kullanılamaz.Bu durumda, statik enerji tüketen malzeme astarlı ve iletken malzeme dış katmanı olan bir ambalaj poşeti kullanılmalıdır.Bu torbalar daha pahalıdır ancak hem elektrikli hem de elektriksiz bileşenler için mükemmel koruma sağlar.Benzer şekilde, içinde sabit devre kartları için kılavuzları olan iletken kutular, kenarlarında çıplak konektör bulunan açık devre kartlarıyla kullanılamaz.
8. Saha onarımı
Bakım teknisyeninin cihazın kapağını açmadan önce bilekliğin topraklama kablosunu bağlayabilmesi için yerinde tamir edilecek ürün üzerinde elektrostatik bağlantı noktası kurulmalıdır.Yedek parçalar, elektrostatik deşarja duyarlı bileşenler içermedikçe statik korumalı torbalarda veya kasalarda taşınmalıdır.Modül açıkta çalışıyorsa, ürünün elektrostatik bağlantı noktasına statik yayıcı bir zemin matı bağlayın ve bunu bir çalışma yüzeyi olarak kullanın.
9. İlgili standartlar
1987'de Birleşik Krallık, uygulamaları belgelemek için ilk girişimini yaptı ve sonuç BS5783 oldu.Hangi testlerin yapılması gerektiğine ilişkin bir standart olarak adlandırmak yerine, bir uygulama kodu olarak adlandırmak daha iyidir.Bu çalışmanın ikinci aşaması, bu standardı CECC 000151 numaralı bir Avrupa kuruluşunda bir spesifikasyona dönüştürmektir ve başlığı: "Temel Spesifikasyon: Statik Hassas Bileşenlerin Korunması. Bölüm 1: Genel Gereklilikler."Standart 1991'de yayınlandı ve 1992'de EN 1000151 olarak yeniden numaralandırıldı. Diğer bölümler 1993'te (ikinci bölüm: düşük nem koşulları için gereklilikler) ve 1994'te (üçüncü bölüm: temiz alanlar için gereksinimler ve dördüncü bölüm: yüksek basınç için gereksinimler) yayınlandı. ortamlar).Bu bölümlerin içeriği bu makalenin kapsamı dışındadır.Standart, yalnızca bu makalede açıklanan önlemlerin kurulum, bakım ve muayenesi için gereklilikleri içermekle kalmaz, aynı zamanda test yöntemleri de dahil olmak üzere ESD koruma cihazının kendisinin ayrıntılı gerekliliklerini detaylandırır.Teknoloji ve süreçlerin sürekli gelişimi ve standartların uygulanmasında biriken deneyim ve otomatik makine ve ekipmanların yaygın kullanımı, yapılarının rasyonelleştirilmesi ve kullanıcıların ayrılması da dahil olmak üzere bu standartların sürekli iyileştirilmesine yol açmıştır. standartlaştırılmış sürümlerden kılavuzlar.Revizyon çalışması, Uluslararası Elektroteknik Komisyonu tarafından düzenlenen uluslararası foruma dahil edilmiştir.Yeni geliştirilen standartlar IEC 1340 serisinde yayınlanacaktır.Bunun Avrupa standartlarını tamamlayıcı olduğuna şüphe yoktur.
