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.

Ilość wytwarzanych ładunków elektrostatycznych zależy od obszaru kontaktu, właściwości materiału, prędkości kontaktu i separacji, poziomu wilgotności w otoczeniu i innych czynników. Środowiska, w których wilgotność względna jest wysoka, wytwarzają mniej elektryczności statycznej.

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.

Powiązane: Wszystko o zakłóceniach elektromagnetycznych (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

Uszkodzenie w wyniku zdarzenia ESD zależy od tego, czy urządzenie jest w stanie rozproszyć ładunek elektryczny lub wytrzymać dany poziom napięcia. Poziom, przy którym urządzenie elektroniczne ulega uszkodzeniu, nazywany jest jego wrażliwością na ESD.

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

Ochrona ESD podczas pracy z komponentami i urządzeniami elektronicznymi zaczyna się od odpowiednich obszarów chronionych ESD. Obszar chroniony ESD (EPA) to wyznaczony obszar, w którym wszystkie elementy, w tym powierzchnie, narzędzia, ludzie i wrażliwe urządzenia, są chronione przed elektrycznością statyczną. Wszystkie elementy są uziemione i utrzymywane w tym obszarze na tym samym potencjale elektrycznym. To wszystko pomaga zapobiegać gromadzeniu się ładunków, zmniejszając tym samym prawdopodobieństwo wyładowań ESD.

Powiązane: Jak wyczyścić wyświetlacz elektroniczny

Na stronie ANSI (American National Standards Institute) i IEC (International Electrotechnical Commission) zdefiniowały międzynarodowe standardy EPA.

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.

Powiązane: Standardy jakościowe Newhaven Display

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

Podczas przechowywania należy kontrolować poziom wilgotności w magazynie, a pracownicy muszą nosić opaski na rękach podczas przenoszenia i pakowania produktów wrażliwych na ESD. Odwiedź nasze aby dowiedzieć się więcej o prawidłowymużytkowaniu i obsłudze monitorów elektronicznych.

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.