Hebt u een onbedoelde schok ervaren toen u een deurknop aanraakte? Dit verschijnsel, ESD of elektrostatische ontlading genoemd, is een ernstig probleem in de verwerkende en industriële industrie.

Dit artikel bespreekt de aard van ESD, de hoofdoorzaken ervan en hoe het kan worden vermeden door antistatisch beschermingsbeleid. Het beheersen van ESD begint met het begrijpen van statische elektriciteit en hoe het gebeurt.

Statische elektriciteit

Statische elektriciteit is een elektrische lading die achterblijft op het oppervlak van een voorwerp, veroorzaakt door inductie of wrijving (contact en scheiding) van twee materialen, een verschijnsel dat bekend staat als tribo-elektrische oplading.

Hoewel tribo-elektrische oplading (wrijving) de meest voorkomende manier is waarop elektrostatische lading ontstaat, zijn er ook andere manieren, waaronder inductie, ionenbombardement of contact met een ander geladen voorwerp.

De hoeveelheid geproduceerde statische elektriciteit hangt af van het contactoppervlak, de materiaaleigenschappen, de contact- en scheidingssnelheid, de vochtigheidsgraad van de omgeving en andere factoren. Omgevingen met een hoge relatieve vochtigheid veroorzaken minder statische elektriciteit.

Wat is elektrostatische ontlading (ESD)?

ESD is een tijdelijke stroom van statische elektriciteit die ontstaat tussen twee geleidende voorwerpen als gevolg van contact of als zij elkaar naderen. De stroom van lading wordt duidelijk door de gewone vonk, of ESD-ontlading die we allemaal kennen.

Er vinden voortdurend verschillende ESD-gebeurtenissen plaats die wij niet kunnen zien of voelen. Op een gemiddelde dag accumuleren onze lichamen tussen 1000 V en 3000 V. Hoewel mensen pas na 2000 volt ESD voelen, kan schade aan elektronische componenten al optreden bij 10-30 volt.

ESD is een reëel probleem in vele industrieën en industriële processen, waaronder de productie van elektronica, explosieven, geneesmiddelen, drukkerijen, textiel, kunststoffen, energie, en nog veel meer.

Verwant: Alles over elektromagnetische interferentie (EMI)

Wat veroorzaakt ESD?

ESD wordt veroorzaakt door het contact of de nabijheid van twee statisch geladen voorwerpen. Voor ESD is eerst een opeenhoping van statische elektriciteit nodig, meestal veroorzaakt door wrijving tussen twee materialen (tribo-oplading).

Voorbeelden van ESD-gebeurtenissen zijn de schok die we krijgen wanneer we een deurknop aanraken, iemand de hand schudden, PVC-tape verwijderen, ons omkleden, ons haar kammen of de lopende band in de winkel aanraken.

ESD Schade

ESD-schade kan het gevolg zijn van het hanteren van elektronische apparaten in ongecontroleerde omgevingen of wanneer onvoldoende ESD-controlemethoden worden toegepast.

ESD-schade kan worden ingedeeld in catastrofale of latente schade. Catastrofaal falen verwijst naar permanente schade aan het apparaat die soms gemakkelijk zichtbaar is, zoals vonken, smelten of roken. De schade wordt onmiddellijk veroorzaakt door de ontlading. Latente schade ontstaat wanneer een apparaat blijft werken, maar de levensduur drastisch afneemt. De ESD-ontlading heeft het apparaat verzwakt, waardoor de levensduur dienovereenkomstig afneemt.

Voorbeelden van ESD-schade

• Metaal smelt
• Uitsplitsing in knooppunten
• Oxidestoring
• Gescheurde passivering
• Elektrothermische migratie
• Bespat aluminium
• Contact met spiking
• Diëlektrische storing

De schade van een ESD-incident hangt af van de vraag of het apparaat de elektrische lading kan afvoeren of het spanningsniveau kan weerstaan. Het niveau waarop een elektronisch apparaat faalt, wordt de ESD-gevoeligheid genoemd.

Het is belangrijk om de juiste ESD-controlemaatregelen op te nemen in de gehele levenscyclus van een product, inclusief fabricage, testen, kwaliteitsinspecties, verpakking, opslag, verzending en verwerkingsprocessen.

Bescherming tegen ESD

ESD-bescherming bij het hanteren van elektronische componenten en apparaten begint met de juiste ESD-beschermde gebieden. Een ESD Protected Area (EPA) is een aangewezen gebied waar alle elementen, waaronder oppervlakken, gereedschappen, mensen en gevoelige apparaten, beschermd zijn tegen statische elektriciteit. Alle elementen worden in deze zone geaard en op hetzelfde elektrische potentieel gehouden. Dit alles helpt de opbouw van lading te voorkomen, waardoor de kans op ESD-ontladingen afneemt.

Verwant: Hoe maak je een elektronisch display schoon?

De ANSI (American National Standards Institute) en IEC (International Electrotechnical Commission) hebben internationale EPA-normen gedefinieerd.

Hoe beschermen tegen ESD?

Of u nu een LCD hanteert, een printplaat soldeert of werkt in een ESD-gevoelige productieomgeving, er zijn twee belangrijke factoren waarmee u rekening moet houden om u te beschermen tegen ESD:

• Minimaliseer de opbouw van statische elektriciteit
• Voer het af met de juiste ESD-procedures, -uitrusting en -gereedschap.

ESD-bescherming tijdens productie en assemblage

Elektronicafabrikanten moeten de juiste ESD- en EPA-normen volgen om de veiligheid van het personeel en de kwaliteit van het product tijdens het productie-, assemblage-, opslag- en verzendingsproces te waarborgen.

Gerelateerd: Newhaven Display Kwaliteitsnormen

ESD-bescherming in productie- en industriële omgevingen volgt de EPA-normen. Het hoofdconcept van een EPA is het minimaliseren en afvoeren van statische elektriciteit door:

• Vaststelling van EPA-grenzen (borden, etiketten en fysieke barrières)
• Verstrekking van doeltreffende ESD-apparatuur - polsbandjes, matjes, handschoenen, enz.
• Het verstrekken van statische dissipatieve aardingsmethoden
• Vermijden van sterk geladen materialen in de omgeving van het EPA
• Het installeren van statisch dissipatieve werkoppervlakken
• Beheersing van de vochtigheidsgraad
• Opleiding van personeel dat binnen het EPA werkt

ESD-apparatuur en -gereedschap ter bescherming tegen ESD

• ESD-veilig verpakkingsmateriaal
• Antistatische matten op de werkplek
• Vloermatten
• Polsbandjes
• Borden en etiketten
• Voetzoekers (schoenen)
• ESD veilige handschoenen
• ESD veilige Smocks
• Product dienbladmatten
• Antistatische beschermer voor karretjes
• ESD-tape (productverpakking)
• Gangmarkeringstape (definieer EPA)
• Ordners en bladbeschermers
• Overhead ionisatoren
• Afschermend schuim en zakken

ESD-bescherming tijdens verzending en opslag

ESD-gevoelige apparaten en componenten moeten worden beschermd tijdens verzending, behandeling en opslag. Statische elektriciteit kan zich tijdens het transport ophopen door beweging en wrijving van het product. Elektromagnetische afscherming, antistatische zakken, schuim, noppenfolie en dozen en verpakkingen van geschikte afmetingen zijn essentieel om apparaten en componenten tijdens het vervoer te beschermen.

ESD-bescherming tijdens productbehandeling

Volg altijd ESD-veilige behandelingstechnieken bij het werken met elektronische componenten. Zorg ervoor dat het menselijk lichaam en de elektrische apparatuur tijdens het werk geaard zijn. Gebruik bij voorkeur een geleidende mat op de tafel en draag kleding met geleidende vezels (een typische laboratoriumjas bevat dergelijke vezels). Synthetische vezels worden afgeraden. Om het ontstaan van statische elektriciteit te verminderen, moet u ervoor zorgen dat de lucht in de werkomgeving niet te droog is (50 - 60% relatieve vochtigheid aanbevolen).

Gerelateerd: Alles wat u moet weten over beeldverbranding op het scherm

De vochtigheidsgraad in magazijnen moet worden gecontroleerd tijdens de opslag, en werknemers moeten polsbandjes dragen bij het hanteren en verpakken van ESD-gevoelige producten. Bezoek onze richtlijnen voor productgebruik voor meer informatie over correct gebruik en behandeling van elektronische schermen.

Conclusie

Een succesvol ESD-controleplan vereist een effectief en efficiënt trainingsprogramma waarin alle betrokkenen de essentiële ESD-concepten, -procedures en -acties kennen die ze moeten ondernemen bij het werken met ESD-gevoelige apparaten.