Avete subito una scossa involontaria quando avete toccato il pomello di una porta? Questo fenomeno, chiamato ESD o scarica elettrostatica, è un problema grave nell'industria manifatturiera e industriale.

Questo articolo illustra la natura dell'ESD, le sue cause principali e il modo in cui può essere evitata attraverso politiche di protezione antistatica. Il controllo delle ESD inizia con la comprensione dell'elettricità statica e di come si verifica.

Elettricità statica

L'elettricità statica è una carica elettrica che rimane sulla superficie di un oggetto causata dall'induzione o dall'attrito (contatto e separazione) di due materiali, un fenomeno noto come carica triboelettrica.

Sebbene la carica triboelettrica (attrito) sia il modo più comune in cui si sviluppa la carica elettrostatica, esistono altri modi, tra cui l'induzione, il bombardamento di ioni o il contatto con un altro oggetto carico.

La quantità di elettricità statica prodotta dipende dall'area di contatto, dalle proprietà del materiale, dalla velocità di contatto e di separazione, dai livelli di umidità delle aree circostanti e da altri fattori. Gli ambienti in cui l'umidità relativa è elevata generano meno elettricità statica.

Che cos'è la scarica elettrostatica (ESD)?

L'ESD è un flusso temporaneo di elettricità statica che si accumula tra due oggetti conduttori a causa del contatto o dell'avvicinamento. Il flusso di cariche è evidente dalla comune scintilla o scarica ESD che tutti conosciamo.

In ogni momento si verificano diversi eventi ESD che non possiamo vedere o percepire. In un giorno medio, il nostro corpo accumula tra i 1000 e i 3000 V. Sebbene siano necessari 2000 volt per percepire le ESD, i danni ai componenti elettronici possono verificarsi anche con soli 10-30 volt.

L'ESD è un problema reale in molti settori e processi industriali, tra cui la produzione di elettronica, esplosivi, farmaceutica, stampa, tessile, plastica, energia e molti altri.

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Quali sono le cause delle scariche elettrostatiche?

L'ESD è causata dal contatto o dalla vicinanza di due oggetti carichi di elettricità statica. Affinché l'ESD si verifichi, è necessario prima un accumulo di elettricità statica, più comunemente causato dall'attrito tra due materiali (tribocharging).

Esempi di eventi ESD sono le scosse che riceviamo quando tocchiamo la maniglia di una porta, stringiamo la mano a qualcuno, rimuoviamo il nastro in PVC, ci cambiamo i vestiti, ci pettiniamo o tocchiamo i nastri trasportatori del negozio.

Danno da ESD

I danni da ESD possono derivare dalla manipolazione di dispositivi elettronici in ambienti non controllati o dall'utilizzo di metodi di controllo ESD inadeguati.

I danni da ESD possono essere classificati come catastrofici o latenti. I guasti catastrofici si riferiscono a danni permanenti del dispositivo, talvolta facilmente visibili, come scintille, fusione o fumo. Il danno si verifica immediatamente a causa della scarica. Il danno latente si verifica quando un dispositivo continua a funzionare ma la sua durata si riduce drasticamente. La scarica ESD ha indebolito il dispositivo, riducendone di conseguenza la durata.

Esempi di danni da ESD

• Fusione di metallo
• Ripartizione della giunzione
• Guasto dell'ossido
• Passivazione rotta
• Migrazione elettrotermica
• Alluminio schizzato
• Contatto con la spigatura
• Guasto dielettrico

I danni causati da un incidente ESD dipendono dalla capacità del dispositivo di dissipare la carica elettrica o di resistere al livello di tensione coinvolto. Il livello a cui un dispositivo elettronico si guasta è chiamato sensibilità alle ESD.

È importante incorporare misure di controllo ESD adeguate durante tutto il ciclo di vita di un prodotto, compresi i processi di produzione, collaudo, ispezioni di qualità, imballaggio, stoccaggio, spedizione e manipolazione.

Protezione da ESD

La protezione dalle scariche elettrostatiche quando si maneggiano componenti e dispositivi elettronici inizia con la creazione di aree protette dalle scariche elettrostatiche. Un'area protetta ESD (EPA) è un'area designata in cui tutti gli elementi, comprese le superfici, gli strumenti, le persone e i dispositivi sensibili, sono protetti dall'elettricità statica. Tutti gli elementi sono messi a terra e mantenuti allo stesso potenziale elettrico all'interno di quest'area. Tutto ciò aiuta a prevenire l'accumulo di cariche, riducendo così la probabilità di scariche ESD.

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L'ANSI (American Standards Institute) e l'IEC (International Electrotechnical Commission) ANSI (American National Standards Institute) e IEC (International Electrotechnical Commission) hanno definito gli standard internazionali EPA.

Come proteggersi dalle scariche elettrostatiche?

Se si maneggia un LCD, si salda una scheda di circuito o si lavora in un ambiente di produzione sensibile alle ESD, ci sono due fattori importanti da considerare per proteggersi dalle ESD:

• Ridurre al minimo l'accumulo di elettricità statica
• Dissiparla utilizzando procedure, attrezzature e strumenti ESD adeguati.

Protezione ESD durante la produzione e l'assemblaggio

I produttori di elettronica devono seguire gli standard ESD ed EPA per garantire la sicurezza del personale e la qualità dei prodotti durante i processi di produzione, assemblaggio, stoccaggio e spedizione.

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La protezione ESD negli ambienti produttivi e industriali segue gli standard EPA. Il concetto principale di un EPA è quello di ridurre al minimo e dissipare l'accumulo di elettricità statica mediante:

• Definizione dei confini dell'EPA (cartelli, etichette e barriere fisiche)
• Fornitura di attrezzature ESD efficaci - braccialetti, tappetini, guanti, ecc.
• Fornire metodi di messa a terra a dissipazione statica
• Evitare i materiali ad alta carica nelle vicinanze dell'EPA.
• Installazione di superfici di lavoro a dissipazione statica
• Controllo dei livelli di umidità
• Formazione del personale che opera all'interno dell'EPA

Apparecchiature ESD e strumenti utilizzati per la protezione da ESD

• Materiale di imballaggio a prova di ESD
• Tappeti antistatici per l'area di lavoro
• Tappetini per pavimenti
• Fasce da polso
• Cartelli ed etichette
• Piedi a terra (scarpe)
• Guanti sicuri ESD
• Camici sicuri ESD
• Tappetini per vassoi di prodotti
• Protezione antistatica del carrello
• Nastro ESD (imballaggio del prodotto)
• Nastro segnaletico per corridoi (definire EPA)
• Raccoglitori e protezioni per fogli
• Ionizzatori a soffitto
• Schiuma e sacchetti schermanti

Protezione ESD durante la spedizione e lo stoccaggio

I dispositivi e i componenti sensibili alle scariche elettrostatiche devono essere protetti durante la spedizione, la movimentazione e lo stoccaggio. L'accumulo di elettricità statica può essere accumulato durante la spedizione a causa del movimento e dell'attrito del prodotto. Schermature elettromagnetiche, sacchetti antistatici, schiume, pluriball e scatole e imballaggi di dimensioni adeguate sono essenziali per proteggere i dispositivi e i componenti durante il trasporto.

Protezione ESD durante la manipolazione del prodotto

Seguire sempre le tecniche di manipolazione sicure per le ESD quando si lavora con i componenti elettronici. Assicurarsi di mettere a terra il corpo umano e le apparecchiature elettriche durante il lavoro. Utilizzare preferibilmente un tappetino conduttivo sul tavolo e indossare indumenti realizzati con fibre elaborate per la conduzione (una tipica giacca da laboratorio include tali fibre). Si sconsiglia l'uso di fibre sintetiche. Per ridurre la generazione di elettricità statica, assicurarsi che l'aria dell'ambiente di lavoro non sia troppo secca (si consiglia un'umidità relativa del 50-60%).

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I livelli di umidità del magazzino devono essere controllati durante lo stoccaggio e i dipendenti devono indossare braccialetti quando maneggiano e imballano prodotti sensibili alle scariche elettrostatiche. Visitate le nostre linee guida per l'uso dei prodotti per saperne di più sull'uso e la gestione corretti dei display elettronici.

Conclusione

Un piano di controllo ESD di successo richiede un programma di formazione efficace ed efficiente in cui tutti i soggetti coinvolti conoscano i concetti, le procedure e le azioni essenziali da intraprendere quando si lavora con dispositivi sensibili alle ESD.