esd что это такое антистатика

Что такое ESD

Мы все хорошо знакомы с электростатическим разрядом ESD (electrostatic discharge). Электростатический разряд иногда доставляет нам лишь неприятные ощущения, но для современных полупроводниковых приборов и компонентов несет смертельную опасность. Современный уровень развития микроэлектроники достиг невероятной плотности активных элементов в кристалле. Так, процессоры могут содержать сотни миллионов транзисторов.

При такой высокой степени интеграции современные компоненты и электронные устройства становятся очень чувствительными к электростатическим разрядам. Как признано ведущими производителями микроэлектроники, ежегодно теряются миллионы долларов из-за недостаточного соблюдения мер предосторожности от воздействия статического электричества. Известен факт, что после внедрения на производстве программы ESD-контроля, ведущие производители телекоммуникационного оборудования снизили потери от брака в два раза!
К сожалению, приходится отметить, что многие отечественные производители микроэлектронных устройств, сервисные службы по обслуживанию телекоммуникационных систем и т. д. не применяют мер защиты от ESD в процессе работы. На первый взгляд кажется, что при прикосновении к электронной плате ничего не происходит, но разряд от руки человека может представлять смертельную опасность для микросхемы.

Человек, идущий по ковру, способен генерировать на теле 15 000 В! При этом разряда, который возникает при напряжении менее 3000 В, человек вообще не ощущает. Для некоторых современных микросхем потенциал в 30 В является смертельным.

Часто повреждение материалов, обусловленных электростатическим разрядом, не приводит к мгновенному выходу из строя электронного устройства, но, по истечении некоторого времени, устройство неожиданно выходит из строя. Это говорит о том, что в результате разряда могло произойти частичное разрушение тончайших элементов микросхемы. Вероятность ее выхода из строя в ближайшем будущем резко возрастает. Все это приводит к дополнительным материальным затратам на устранение неисправности, браку, гарантийному ремонту и, в конечном итоге, непременно скажется на торговой марке производителя.

Что же представляет собой современное производство, оборудованное средствами ESD-защиты?
Это современное оборудование, технологии, материалы, комплектующие и, без сомнения, соблюдение мер по защите от электростатических разрядов на протяжении всего производственного цикла — от доставки комплектующих до отправки готовых изделий. Нарушение цепочки в каком-либо месте делает бессмысленным все затраты на обеспечение ESD-защиты.

© 2010—2021, Группа компаний Диполь. Viking, VKG Tools

Источник

Антистатическая защита и статическое электричество (ESD)

Статическое электричество — опасный враг микросхем высокой степени интеграции. Если недооценить его влияние, то можно понести ощутимые убытки. Несмотря на то, что электростатический разряд является переносчиком небольшого количества энергии, большая разность потенциалов и высокая скорость их изменения приводят к образованию токов, достаточных для мгновенного вывода из строя чувствительной электроники или нанесения микросхемме изначально незаметных, но критических повреждений. Обнаружить элемент с поврежденными параметрами крайне сложно, а впоследствии происходит постепенный его отказ. Оснащение производственных линий средствами антистатической защиты стало стандартом, игнорировать который компании, занимающиеся изготовлением электронных устройств, сегодня уже не могут себе позволить.

Когда и как образуется электростатический заряд?

Примеры: при влажности воздуха 65–90% человек, идущий по ковру, генерирует потенциал до1000 В; сидящий на стуле с полиэтиленовым покрытием — 1500 В; поднимающий со стола портфель из синтетического материала — до 1200 В. При влажности 10–20% значения напряжений составляют соответственно 35000, 18000 и 20000 В, в то время как для некоторых изделий микроэлектроники потенциал в сотни вольт является фатальным.

Пути образования электростатического заряда

Трибоэлектрический. При разделении двух контактирующих поверхностей: одна заряжается положительно, другая — отрицательно. Примеры: перемещение объектов по поверхности стола, хождение по ковровой поверхности, операции с монтажным инструментом.

Индукционный. При перемещении заряженного объекта вблизи незаряженного, во втором образуется статический заряд с противоположным знаком. Пример: прикосновение к корпусу микросхемы статически заряженным пальцем руки. Обратите внимание: для повреждения кристалла индукционными токами не обязательно даже прикасаться рукой непосредственно к выводам корпуса микросхемы.

Емкостный. Q(заряд) = С(емкость) x U(напряжение), поэтому уменьшение C вызывает рост U. Пример: при поднятии сумки со стола может произойти воздействие статического напряжения на лежащую рядом микросхему. Одна из наиболее опасных для электронных компонентов ситуаций: разматывание рулона полиэтилена на упаковочном столе дистрибьютора электронных компонентов.

Теория антистатики

Используемые символы

В соответствии со стандартом IEC60417, черным треугольником с желтой перечеркнутой кистью руки обозначаются объекты, чувствительные к воздействию разряда статического электричества. Этот же символ используется в качестве предупреждающего знака на табличках и наклейках, имеющих желтое поле с черной линией по периметру и текстовую информацию.

Термины и сокращения

Средство защиты называется антистатическим (ESD-approved), если оно защищает:

Стандарты

Стандарты IEC (Международная электротехническая комиссия, International Electrotechnical Commission):

Нормативы

Начальное представление о действующих международных нормативах в области антистатического оснащения можно получить из таблицы, которая частично извлечена из стандарта IEC61340-5-1. Для наиболее исчерпывающей и корректной трактовки приведенных в ней значений параметров необходимо учитывать условия тестирования, которым в стандарте посвящен целый раздел. С учетом коммерческого распространения стандарта, в рамках данной статьи мы не рассматриваем этот раздел.

Три правила антистатики

Человек является основным «генератором» статического заряда в рабочей зоне, поэтому индивидуальные средства ESD-защиты являются ключевым пунктом любой антистатической программы. Считается, что около 70% повреждений электронных компонентов статическим электричеством вызваны ненадежным заземлением персонала. Для обеспечения ESD-безопасности на рабочем месте и в производственных помещениях следует соблюдать три базовых правила:

Средства электростатической безопасности

Пристегиваться ремнем безопасности в автомобиле любят далеко не все, хотя мало кто отрицает его пользу в случае аварии. Схожая ситуация с антистатическим браслетом: без него работать намного комфортнее. И все же не стоит полагаться на «авось», антистатическая защита должна применяться на всех предприятиях, занимающихся производством и ремонтом современной электроники.

Индивидуальные антистатические средства

Чтобы снять статический заряд с тела человека используют антистатический браслет. Браслет объединяется с шиной заземления кабелем, содержащим резистор сопротивлением 1 МОм. Антистатический браслет является наиболее распространенным первичным способом стационарного заземления для сидящего работника.

Также очень полезными могут быть антистатические перчатки или носки. Они изготавливаются из смеси хлопка, акрила и нейлона с проводящими волокнами (никелированная нитка). В перчатках проводящие волокна сосредоточены возле пальцев, если это носки – возле пятки, что препятствует возникновению статического электричества.

На рабочем месте не менее нужным может оказаться антистатический коврик, изготовленный из нитрил-бутадиеновой резины. Основа – чёрная резина толщиной 1,5 мм, которая препятствует отражению флуоресцентного света. Зелёная резина толщиной 0,5 мм улучшает сцепление. Для повышения износостойкости при изготовлении используются материалы-усилители, благодаря чему покрытие выдерживает нагрузку стула или тележки. С помощью коннектора и кабеля коврик подключается к шине заземления.

Все текстильные средства антистатической защиты можно стирать.

Источник

Разница между антистатикой и ESD — пример безопасной обуви

Антистатика и ESD – это схожие понятия, которые используют, когда говорят об антистатической защите. Оба они измеряются в МегаОмах и показывают, насколько тот или иной материал способен препятствовать прохождению через него электрического тока. Однако все же между ними есть разница.

Давайте рассмотрим, чем отличается антистатика и ESD, если речь идет об антистатической обуви.

Что такое антистатика?

Антистатический компонент в обуви способен накапливать какое-то количество статической энергии перед тем, как вывести ее в землю. Такая обувь имеет класс S1 и выше.

Ее сопротивление составляет от 0,1 MΩ до 1.000 MΩ. Это значит, что она накапливает заряд до уровня 1.000 MΩ, а только затем выводит его в землю.

Антистатическая обувь используется на предприятиях не связанных с электроникой. Заряд, который она накапливает, совершенно не опасен для человека, но может иметь негативные последствия для микросхем.

ESD компонент в обуви накапливает очень мало энергии перед тем, как вывести ее в землю. Уровень сопротивления у такой обуви составляет всего от 0,1 MΩ до 100 MΩ. Ее используют на предприятиях, где производят электронное оборудование, в том числе в аэрокосмической, телекоммуникационной, медицинской и других отраслях.

Видим, что вся ESD обувь является антистатической, но не вся антистатическая соответствует требованиям ESD.

Отличить антистатическую обувь от ESD можно по маркировке. Символ S1 говорит о наличии антистатического компонента, а ESD компонент маркируется желтым символом ESD.

Тестирование антистатических свойств обуви

Сертификация антистатической обуви включает ее тестирование в условиях лаборатории. Предварительно ее выдерживают в течение установленного периода времени при определенной температуре и влажности.

Затем в обувь кладут стальные шарики и ставят на медную поверхность. Между шариками и пластиной подают напряжение 100 В и измеряют сопротивление.

Тестирование параметров ESD проходит несколько сложнее, так как необходимо проверить соответствие сразу нескольким стандартам.

Иногда случается, что обувь с маркировкой ESD на практике не соответствует предъявляемым к ней требованиям. Это может случиться, если она находилась в условиях пониженной температуры или высокой влажности.

Источник

Мы все хорошо знакомы с электростатическим разрядом ESD (electrostatic discharge). Электростатический разряд иногда доставляет нам неприятные ощущения, но несет смертельную опасность для современных полупроводниковых приборов и компонентов. Современный уровень развития микроэлектроники до­стиг невероятной плотности активных элементов в кристалле. Так, современные процессоры Intel® Pentium® содержат более 200 000 000 транзисторов.
При такой высокой степени интеграции современные компоненты и электронные устройства становятся очень чувствительными к электростатическим разрядам. Как признано ведущими производителями микроэлектроники, ежегодно теряются миллионы долларов из-за недостаточного соблюдения мер предосторожности от воздействия статического электричества. Известен факт, что после внедрения на производстве программы по ESD-защите и контролю, ведущие производители телекоммуникационного оборудования снизили потери от брака в два раза! К сожалению, приходится отметить, что многие отечественные производители микроэлектронных устройств, сервисные службы по обслуживанию телекоммуникационных систем и т. д. не применяют мер защиты от ESD в процессе работы. На первый взгляд кажется, что при прикосновении к электронной плате ничего не происходит, но рука человека может представлять смертельную опасность для микросхемы.

Человек, идущий по ковру, способен генерировать на теле 15 000 В!

При этом разряда, который возникает при напряжении менее 3500 В, человек вообще не ощущает. Для современных микросхем потенциал в 30 В является смертельным.
Часто пробой тока разряда не приводит к мгновенному выходу из строя электронного устройства, но по истечении некоторого времени устройство неожиданно выходит из строя. Это говорит о том, что в результате разряда произошло частичное разрушение тончайшего проводника в микросхеме. Вероятность ее выхода из строя в ближайшем будущем резко возрастает. Все это приводит к дополнительным материальным затратам на устранение неисправности, брака, гарантийный ремонт и, в конечном итоге, непременно скажется на товарной марке производителя.

Что же представляет собой современное производство, оборудованное средствами ESD защиты?
Это современное оборудование, технологии, материалы, комплектующие и, без сомнения, соблюдение мер по антистатической защите на протяжении всего производственного цикла от доставки комплектующих до отправки готовых изделий. Нарушение цепочки в каком-либо месте делает бессмысленным все затраты на обеспечение ESD защиты.

Не экономьте на качестве!

Схема типовой рабочей зоны, защищенной от статического электричества.

СРЕДСТВО ЗАЩИТЫ НАЗЫВАЕТСЯ АНТИСТАТИЧЕСКИМ (ESD-APPROVED), ЕСЛИ ОНО ЗАЩИЩАЕТ ОТ:

Внутри защищенной зоны не должно быть разностей потенциалов более 100 В/см.

Согласно стандарту IEC60417 черным треугольником с желтой перечеркнутой кистью руки обозначаются объекты, чувствительные к воздействию разряда статического электричества. Этот же символ используется в качестве предупреждающего знака на табличках и наклейках, имеющих желтое поле с черной линией по периметру и текстовую надпись, а также на маркерах границ зон антистатики (скотче и вывесках). Черным треугольником с неперечеркнутой рукой, заключенным тонкой линией сверху в полукруг, маркируются средства защиты от воздействия разрядов статического электричества (например, упаковочные пакеты).

Источник

Общее представление об антистатическом (ESD) оснащении производственных помещений.

Общее представление об антистатическом (ESD) оснащении производственных помещений

Автор: Шкарпеткин Вадим, svi@protehnology.ru

Некоторые эффекты статического электричества известны уже несколько тысяч лет. В последнее время их свойства были поняты и были использованы в своих интересах во многих приложениях. К сожалению, некоторые свойства статического электричества вызывают проблемы, особенно в электронной промышленности. Многие электронные компоненты и узлы, используемые в высокотехнологичных изделиях, могут быть повреждены в следствии внезапных перепадов статических электрических зарядов. Этот выпуск накопленной энергии называется Электростатический разряд или чаще всего называется ESD. Компоненты, которые могут пострадать от электростатического разряда, называются ESD чувствительные или ESDS. К ним относятся транзисторы, диоды, лазерные диоды, электрооптические устройства, прецизионные пленочные резисторы, конденсаторы и другие разнообразные интегральные схемы. Восприимчивость устройств к ESD растет с помощью привода для миниатюризации электронных устройств и увеличения рабочих скоростей. Устройства подвергаются ESD повреждению на каждом этапе от производства пластин до сборки печатной платы.

Наиболее распространенным электростатическим генератором является трибоэлектрическая зарядка. Это вызвано тем, что два материала входят в контакт или перетираются вместе, а затем разделяются. Такие действия позволяют электронам перемещаться с одной поверхности на другую, создавая дисбаланс заряда между материалами. Общими источниками ESD являются персонал, предметы, изготовленные из общих полимерных материалов и технологического оборудования. ESD может повредить детали прямым контактом с заряженным источником или электрическими полями, исходящими от заряженных объектов, которые вызывают заряд на заземленных чувствительных элементах.

Что такое ESD (антистатическая) защита и почему она так важна?

Что же такое статическое электричество?

Это заряд, который накапливается в изоляторе, и остается там даже после полного отключения питания. Вот и получается, что это ток не постоянный, не переменный, а статический.

На сегодняшний день все современные предприятия, контролирующие качество своей продукции и осуществляющие изготовление, технологическую обработку, монтаж, упаковку, маркировку, обслуживание, тестирование, транспортировку или другие действия с электрическими и электронными компонентами, узлами и оборудованием, восприимчивым к воздействию электростатических разрядов, используют в своей практике стандарты по защите от ESD повреждений. Система мер по защите от разрядов статического электричества называется программой ESD-контроля (ESD Control Program).

Что же представляет собой современное производство, оборудованное средствами ESD-защиты?

Это современное оборудование, технологии, материалы, комплектующие и, без сомнения, соблюдение мер по защите от электростатических разрядов на протяжении всего производственного цикла — от доставки комплектующих до отправки готовых изделий. Нарушение цепочки в каком-либо месте делает бессмысленным все затраты на обеспечение ESD-защиты.

Основные принципы ESD контроля

Основные принципы ESD контроля следующие:

• Все проводники, включая персонал, должны быть электрически соединены и заземлены. Это дополнение создает эквипотенциальный баланс между всеми элементами и персоналом. Электростатическая защита может поддерживаться при потенциале, превышающем «нулевой» потенциал заземления так как все элементы в системе имеют одинаковый потенциал.

• Ионизационные системы обеспечивают нейтрализацию зарядов на процесс необходимых изоляторов и изолированных проводников.

• Упаковка чувствительных к электростатическим разрядам предметов, находящихся за пределами защищенной ESD области, должна ограничивать трибоэлектрическую зарядку, защищать от электростатического воздействия и разрядов, и обеспечивать отвод заряда до заземления EPA при вводе в EPA. Все предметы, не относящиеся к категории ESDS, перенесенные в защищенную зону, должны быть упакованы в непроводящую, рассеивающую упаковку ESD.

Безопасность персонала

• Программа контроля ESD никаким образом не может заменить или отменить любые требования к безопасности персонала.

• Прерыватель тока при электрическом замыкании на землю (GFCI) и другие меры безопасности должны рассматриваться везде, где персонал может вступать в контакт с электрическими источниками.

Программа контроля ESD

• В соответствии с IEC 61340 5 2 повреждение от электростатического разряда является весьма реальным, но так как большая часть ущерба происходит ниже уровней, где человек может обнаружить разряд, фактор осведомленности жизненно важен. Обучение является одним из лучших способов достижения этой осведомленности и должно быть включено в качестве основной части любой структурированной процедуры обработки.

• В письменном плане контроля ESD должны быть установлены, документированы, внедрены, поддерживаются и проверены на соответствие требованиям Программы IEC 61340-5-1.

• План контроля ESD должен предусматривать электростатический контроль и защиту при проектировании, изготовлении, проверке, испытании, хранении, отгрузке, установке, использовании, обслуживании, замене и ремонтных функциях.

• Пошив одежды является приемлемым, и требования могут быть добавлены, изменены или удалены. Решения по подбору персонала, включая обоснование, должны быть документированы в Плане программы контроля ESD.

• План контроля ESD должен охватывать обучение, проверку соответствия, технические требования и должен включать перечень конкретного типа защитных материалов ESD и оборудования, используемого в программе.

• План контроля ESD должен обеспечивать создание и внедрение Программы, соответствующей IEC 61340-5-1, поставщиками ESD чувствительных компонентов и сборок

Важным пунктом является напольное покрытие, с него начинается ESD защита любого объекта.

Задача покрытия не позволять накапливать на поверхности электрический заряд, тем самым защищая людей и высокочувствительную электронную технику от воздействия статической энергии.

На сегодняшний день применяются в основном три вида:

Токорассеивающий линолеум — обладает сопротивлением в пределах 10^8 Ом. Способность рассеивать электрический ток обеспечивается наличием в материале высокого содержания углерода. Данный вид покрытия может применяться в мед. учреждениях (рентген кабинет), серверных комната. Одним из наиболее качественных является производитель Polyflor серии SD и Finesse SD.

Токопроводящий линолеум — обладает самым низким сопротивлением, не более 10^5 Ом. Токопроводность достигается за счет графитовых включений в материал, что обеспечивает отличную проводимость и мгновенное отведение электрического заряда с покрытия. Чаще всего применяется в помещениях с высоким классом чистоты, дорогостоящим и высокочувствительным оборудованием. Производитель Polyflor серии EC и Finesse EC.

В любом случае применяются они в зависимости от технологических процессов на предприятии и на прямую зависят от видов работ и применяемого оборудования.

рис. 1 Антистатический линолеум DESCO EUROPE

рис. 2 Антистатический халат

рис. 3 Антистатические перчатки

рис. 4 Антистатические сабо

рис. 5 Ремешок заземления для обуви

Так же в основе любой ESD защиты находится Заземление.

Для защиты различных объектов необходимо обеспечить электрическую связь этих объектов с землей. Заземление настольных и напольных ковриков, рабочих мест, систем стеллажного хранения и других элементов антистатической защиты осуществляют через шнуры заземления.

В зависимости от характера выполняемых работ различают две основных схемы заземления персонала:

— при сидячей работе оно осуществляется через металлические или эластичные браслеты,

— при стоячей работе и/или работе с перемещениями оно выполняется через напольное покрытие и специальную обувь.

Дополнительными средствами обеспечения ESD защиты и заземления персонала для обоих вариантов являются специальные халаты, шапочки, перчатки, напальчники, бахилы, маски (рис 2-3).

Вся одежда имеет определенные показатели ESD защиты, благодаря которым она может использоваться персоналом в том или ином технологическом процессе.

На пример ткань халатов должна иметь определённую плотность, % токопроводящей нити (на пример карбоновой), и указание кол-ва стирок, после которых халат теряет свои свойства. Тоже самое для перчаток и масок. Перед использованием необходимо каждый раз замерять проводимость.

Так же существует специальная антистатическая обувь для заземления персонала.

рис. 6 Ремешок заземления на носок для женской обуви

рис. 7 Браслет для электростатического потенциала металлический

рис. 8 Браслет для электростатического потенциала тканевый

рис. 9 Антистатический настольный коврик Desco Europe

Антистатическая обувь является надежным способом заземления передвигающегося персонала, обувь обладает нормированной проводимостью для стекания заряда с ноги на проводящий пол.

Антистатические туфли и сабо изготавливаются на основе натуральной кожи, на кожаной или полиуретановой подошве, маркируется ESD-символом (рис 4).

Иногда применяются ремешки заземления для обуви и ремешки заземления для обуви на носок для женской обуви (рис 5 и 6).

Антистатический браслет предназначен для снятия электростатического потенциала с тела работника и таким образом предотвращения повреждения чувствительных элементов разрядами статического электричества.

Браслеты бывают тканевыми, металлическими и из термопластичного материала (рис 7 и 8).

Антистатические коврики позволяют обеспечить быстрое стекание электростатических зарядов, которые могут существенно повредить электронным компонентам и модулям при монтаже или ремонте радиоэлектронной аппаратуры, с рабочей поверхности.

Антистатический коврик состоит из двух слоев. Внешняя токорассеивающая сторона устойчивая к температуре, припою, химикатам и растворителям, внутренняя токопроводящая сторона обеспечивает стекание заряда.

Антистатический настольный коврик имеет по краям 10 мм. кнопку и заземляется при помощи провода со встроенным сопротивлением 1 Мом (рис 9).

Данные средства являются неотъемлемой частью комплекса мер по ESD защите.

На сегодняшний день компания Desco Europe является основным поставщиком ESD одежды и средств заземления посетителей на многих Европейский предприятиях, а также осуществляют поставки на предприятия нашей страны.

При производстве или ремонте, а также при применении высокоточного оборудования используется промышленная антистатическая (ESD) мебель. Примером может служить производитель Treston (Финляндия) (рис 10).

Использование промышленной антистатической (ESD) мебели гарантирует контролируемое стекание статических зарядов как с самого рабочего места, так и с антистатических материалов, размещенных на нём. Применив в сочетании специальные стулья (на пример из полиуретана) исключает генерацию и удержание статического заряда на них. Для поддержания антистатических свойств мебели и стульев применяются специальные очистители, которые позволят удалить загрязнения и сохранить свойства материалов, из которых они изготовлены.

Крупнейшие компании, такие как IBM и HP, утверждают, что 25% всех неидентифицированных сбоев в электронике является результатом ESD. Чтобы максимизировать рентабельность инвестиций, наиболее страдающие области, операции и продукты должны быть идентифицированы первыми. Затем следует разработать и оценить корректирующий план. После корректировки плана необходимо установить ESD контроль и обеспечить контроль за качеством. Затем следует оценить эффективность плана и при необходимости уточнить план. Этот процесс следует повторять по мере необходимости до тех пор, пока качество и надежность не будут считаться приемлемыми для компании и их клиентов.

Сохраняя ESD контроль в процессе непрерывного контроля качества, можно отслеживать затраты на программу и итоговую рентабельность инвестиций, чтобы компания могла максимизировать общее значение программы.

рис. 10 Стол монтажника Treston серии WB

Источник

• ← Маскарпоне что можно приготовить
• failed to lock the disk acronis что делать →