Czy doświadczyłeś niezamierzonego wstrząsu, gdy tylko dotknąłeś gałki drzwiowej? To zjawisko, zwane ESD lub wyładowaniem elektrostatycznym, jest poważnym problemem w przemyśle produkcyjnym i przemysłowym.

W niniejszym artykule omówiono naturę ESD, jego podstawowe przyczyny oraz sposoby unikania go poprzez stosowanie antystatycznych środków ochronnych. Kontrolowanie ESD zaczyna się od zrozumienia elektryczności statycznej i tego, jak do niej dochodzi.

Elektryczność statyczna

Elektryczność statyczna to ładunek elektryczny pozostający na powierzchni przedmiotu spowodowany indukcją lub tarciem (zetknięciem i rozdzieleniem) dwóch materiałów, zjawisko znane jako ładowanie tryboelektryczne.

Chociaż ładowanie tryboelektryczne (tarcie) jest najczęstszym sposobem powstawania ładunków elektrostatycznych, istnieją inne sposoby, w tym indukcja, bombardowanie jonowe lub kontakt z innym naładowanym obiektem.

The amount of static electricity produced depends on the area of contact, material properties, contact and separation speed, humidity levels of the surrounding areas, and other factors. Environments where the relative humidity is high create less static electricity.

Co to jest wyładowanie elektrostatyczne (ESD)?

ESD to tymczasowy przepływ ładunków elektrostatycznych pomiędzy dwoma przewodzącymi obiektami, spowodowany przez kontakt lub gdy zbliżają się one do siebie. Przepływ ładunków jest widoczny w postaci znanej nam wszystkim iskry lub wyładowania ESD.

Przez cały czas ma miejsce wiele zdarzeń ESD, których nie możemy zobaczyć ani poczuć. W ciągu przeciętnego dnia nasze ciała gromadzą od 1000 V do 3000 V. Podczas gdy dla ludzi odczuwalne jest napięcie 2000 V, uszkodzenia elementów elektronicznych mogą wystąpić już przy 10-30 V.

ESD jest realnym problemem w wielu branżach i procesach przemysłowych, w tym w produkcji elektroniki, materiałów wybuchowych, farmacji, druku, tekstyliów, tworzyw sztucznych, energii i wielu innych.

Related:  Everything About Electromagnetic Interference (EMI)

Co powoduje ESD?

ESD jest powodowane przez kontakt lub bliskie sąsiedztwo dwóch obiektów naładowanych elektrycznością statyczną. Aby doszło do ESD, najpierw musi dojść do nagromadzenia ładunków elektrostatycznych, najczęściej spowodowanych tarciem między dwoma materiałami (tribocharging).

Przykłady zdarzeń ESD obejmują wstrząsy, które otrzymujemy podczas dotykania gałki drzwiowej, podawania komuś ręki, usuwania taśmy PCV, zmiany ubrania, czesania włosów lub dotykania taśm przenośników w sklepie.

Uszkodzenie ESD

Uszkodzenia ESD mogą być spowodowane obsługą urządzeń elektronicznych w niekontrolowanych środowiskach lub gdy stosowane są nieodpowiednie metody kontroli ESD.

Uszkodzenia ESD mogą być sklasyfikowane jako katastrofalne lub utajone. Uszkodzenie katastroficzne odnosi się do trwałych uszkodzeń urządzenia, które czasami można łatwo zauważyć, takich jak iskry, stopienie lub palenie. Uszkodzenie następuje natychmiast na skutek wyładowania. Uszkodzenie utajone występuje, gdy urządzenie nadal działa, ale jego żywotność drastycznie się zmniejsza. Wyładowanie ESD osłabiło urządzenie, co odpowiednio zmniejszyło jego żywotność.

Przykłady uszkodzeń spowodowanych przez ESD

• Topienie metalu
• Podział na węzły
• Uszkodzenie tlenku
• Zerwana pasywacja
• Migracja elektrotermiczna
• Rozpryśnięte aluminium
• Pikanie kontaktowe
• Uszkodzenie dielektryczne

Damage from an ESD incident depends on whether the device can dissipate the electrical charge or withstand the voltage level involved. The level at which an electronic device fails is called its ESD sensitivity.

Ważne jest, aby zastosować odpowiednie środki kontroli ESD w całym cyklu życia produktu, w tym w procesie produkcji, testowania, kontroli jakości, pakowania, przechowywania, wysyłki i obsługi.

Ochrona przed ESD

ESD protection when handling electronic components and devices starts with proper ESD-protected areas. An ESD Protected Area (EPA) is a designated area where all elements, including surfaces, tools, people, and sensitive devices, are protected against static electricity. All elements are grounded and kept at the same electrical potential within this area. This all helps to prevent the build-up of charge thereby reducing the likelihood of ESD discharges.

Powiązane: Jak wyczyścić wyświetlacz elektroniczny

The  ANSI (American National Standards Institute) and IEC (International Electrotechnical Commission) have defined EPA international standards.

Jak chronić się przed ESD?

Niezależnie od tego, czy obsługujesz LCD, lutujesz płytki drukowane, czy pracujesz w środowisku produkcyjnym wrażliwym na ESD, istnieją dwa ważne czynniki, które należy wziąć pod uwagę w celu ochrony przed ESD:

• Minimalizacja gromadzenia się ładunków elektrostatycznych
• Rozproszyć je za pomocą odpowiednich procedur, sprzętu i narzędzi ESD.

Ochrona ESD podczas produkcji i montażu

Producenci elektroniki muszą przestrzegać odpowiednich norm ESD i EPA, aby zapewnić bezpieczeństwo pracowników i jakość produktów w całym procesie produkcji, montażu, przechowywania i wysyłki.

Related: Newhaven Display Quality Standards

Ochrona ESD w środowiskach produkcyjnych i przemysłowych jest zgodna z normami EPA. Główną koncepcją EPA jest minimalizowanie i rozpraszanie gromadzenia się ładunków elektrostatycznych poprzez:

• Określanie granic EPA (znaki, etykiety i bariery fizyczne)
• Zapewnienie skutecznego sprzętu ESD - opaski, maty, rękawice itp.
• Zapewnienie metod uziemienia rozpraszającego ładunki elektrostatyczne
• Unikanie wysoko naładowanych materiałów w sąsiedztwie EPA
• Instalowanie statycznie rozpraszających powierzchni roboczych
• Kontrola poziomu wilgotności
• Szkolenie personelu działającego w ramach EPA

Sprzęt ESD i narzędzia stosowane do ochrony przed ESD

• Materiały opakowaniowe bezpieczne dla ESD
• Maty antystatyczne w miejscu pracy
• Maty podłogowe
• Opaski na rękę
• Znaki i etykiety
• Podkładki pod stopy (buty)
• Rękawice bezpieczne dla ESD
• Skarpety bezpieczne dla ESD
• Podkładki pod tace z produktami
• Ochraniacz antystatyczny do wózka
• Taśma ESD (opakowania produktów)
• Taśma do oznaczania korytarzy (określić EPA)
• Segregatory i ochraniacze na arkusze
• Jonizatory górne
• Pianki i worki ekranujące

Ochrona ESD podczas wysyłki i przechowywania

Urządzenia i komponenty wrażliwe na ESD muszą być chronione podczas transportu, obsługi i przechowywania. Podczas transportu może dojść do nagromadzenia się ładunków elektrostatycznych w wyniku ruchu i tarcia produktu. Ekranowanie elektromagnetyczne, torby antystatyczne, pianki, folia bąbelkowa oraz odpowiedniej wielkości pudełka i opakowania są niezbędne do ochrony urządzeń i komponentów podczas transportu.

Ochrona ESD podczas obsługi produktu

Podczas pracy z elementami elektronicznymi należy zawsze przestrzegać technik bezpiecznego obchodzenia się z ESD. Należy pamiętać o uziemieniu ciała ludzkiego i urządzeń elektrycznych podczas pracy. Najlepiej używać maty przewodzącej na stole i nosić odzież wyprodukowaną z włókien przetwarzanych na przewodzenie (typowa kurtka laboratoryjna zawiera takie włókna). Włókna syntetyczne nie są zalecane. Aby zmniejszyć wytwarzanie elektryczności statycznej, upewnij się, że powietrze w środowisku pracy nie jest zbyt suche (zalecana wilgotność względna 50-60%).

Powiązane: Wszystko, co musisz wiedzieć o wypalaniu się obrazu na wyświetlaczu

Warehouse humidity levels must be controlled during storage, and employees must wear wristbands when handling and packing ESD-sensitive products. Visit our product usage guidelines to learn more about proper electronic display usage and handling.

Wniosek

Skuteczny plan kontroli ESD wymaga efektywnego i skutecznego programu szkoleniowego, w którym wszyscy zaangażowani znają podstawowe koncepcje ESD, procedury i działania, które należy podjąć podczas pracy z urządzeniami wrażliwymi na ESD.