Statinės elektros prevencijos technologija
Siekiant veiksmingai kovoti ir užkirsti kelią elektrostatinei iškrovai (ESD, elektrostatinė iškrova), reikia naudoti tinkamą įrangą. Dėl galingos uždaro ciklo ESD prevencijos, stebėjimo ir jonizacijos įrangos serijos ESD dabar gali būti laikoma proceso valdymo problema.
Elektrostatinė iškrova (ESD) yra žinomas ir nepakankamai įvertintas plokštės ir komponentų pažeidimų šaltinis elektroniniame surinkime. Tai daro įtaką kiekvienam gamintojui, nesvarbu, koks jis didelis ar mažas. Nors daugelis žmonių mano, kad jie gamina produktus saugioje ESD aplinkoje, iš tikrųjų su ESD susijusi žala vis dar kainuoja pasaulio' elektronikos gamybos pramonei milijardus dolerių per metus.
Kas tiksliai yra ESD? Elektrostatinė iškrova (ESD) apibrėžiama kaip iškrova (elektronų srovė) į krūvį arba iš jo (nepakankamas arba perteklinis elektronas), kuris buvo elektrostatiškai (fiksuotas). Įkrovimas yra stabilus dviem sąlygomis:
Kai jis&"nuskęsta &"; į laidų, bet elektrą izoliuojantį objektą, pavyzdžiui, metalinį atsuktuvą su plastikine rankena.
Kai jis yra ant izoliacinio paviršiaus (pvz., Plastiko) ir negali juo tekėti.
Tačiau jei elektra izoliuotas laidininkas (atsuktuvas) su pakankamai dideliu elektros krūviu yra arti integruoto grandyno (IC) su priešingu elektros potencialu, elektros krūvis&"kerta &" ir sukelia elektrostatinį iškrovimą ( ESD).
ESD atsiranda labai greitai, esant labai dideliam intensyvumui, ir paprastai sukuria pakankamai šilumos, kad ištirptų puslaidininkinės mikroschemos vidinę grandinę, ir atrodo kaip maža kulkos skylė, išpūsta po elektroniniu mikroskopu, sukelianti neatidėliotiną ir negrįžtamą žalą.
Dar rimčiau yra tai, kad šis pavojus yra tik dešimtadalis laiko toks blogas, kad dėl to sugenda visas po * išbandytas komponentas. Kiti 90% atvejų ESD pažeidimas sukelia tik dalinį gedimą, o tai reiškia, kad pažeistas komponentas gali nepastebimai išlaikyti *po bandymo ir tik prieš tai išsiunčiamas laukui. Rezultatas yra * reputacijos pažeidimas, vieta, kur gamintojas gali ištaisyti visus gamybos defektus * ir sumokėti kainą.
Tačiau pagrindinis ESD valdymo sunkumas yra tas, kad jis yra nematomas, tačiau gali sugadinti elektroninius komponentus. Norėdami išgirsti garsinį" pažymėkite" norint iškrauti reikia palyginti didelio, maždaug 2000 voltų įkrovimo, o nedidelis elektros smūgis gali būti jaučiamas esant 3000 voltų įtampai, o kibirkštis galima pamatyti esant 5000 voltų įtampai.
Pavyzdžiui, įprastus komponentus, tokius kaip papildomas metalo oksido puslaidininkis (CMOS, papildomas metalo oksido puslaidininkis) arba elektrinę programuojamą tik skaitomą atmintį (EPROM, elektrinė programuojama tik skaitoma atmintis), gali paveikti tik 250 voltų ir 100 voltų ESD potencialų skirtumai , atitinkamai. Sunaikinimas ir vis jautresni šiuolaikiniai komponentai, įskaitant „Pentium“ procesorius, gali būti sunaikinti net iki 5 voltų.
Problemą apsunkina kasdienė veikla, kuri daro žalą. Pavyzdžiui, vaikščiojant per vinilo gamyklos grindis atsiranda trintis tarp grindų paviršiaus ir batų. Rezultatas yra grynai įkrautas objektas, sukaupiantis 3–2000 voltų krūvį, priklausomai nuo vietinio oro santykinės drėgmės.
Net trintis, kurią sukelia natūralus darbuotojų judėjimas scenoje, gali generuoti 400–6000 voltų. Jei darbuotojas tvarkė izoliatorių, kai išpakavo arba supakavo PCB į putplasčio dėžutę ar burbulų maišelį, grynasis krūvis, susikaupęs ant darbuotojo kūno paviršiaus, gali siekti maždaug 26 000 voltų.
Todėl, kaip pagrindinis ESD pavojaus šaltinis, visi darbuotojai, įeinantys į apsaugotą elektrostatinę zoną (EPA, elektrostatiškai apsaugotą zoną), turi būti įžeminti, kad nesikauptų krūviai, o visi paviršiai turi būti įžeminti, kad viskas būtų to paties potencialo, kad būtų išvengta ESD. atsiranda.
Pagrindinis produktas, naudojamas siekiant užkirsti kelią ESD, yra riešinė, susisukusi velvetą ir išsklaidantis paviršius arba patalynė-abu turi būti tinkamai įžeminti. Papildomos pagalbinės priemonės, tokios kaip avalynė ar kulno dirželiai ir tinkami drabužiai, yra skirtos neleisti darbuotojams kauptis ir išlaikyti grynąjį krūvį judant elektrostatinėje apsaugotoje zonoje (EPA).
Surinkimo metu ir po jo PCB taip pat turėtų neleisti ESD patekti į vidų ir iš išorės. Šioje srityje galima naudoti daug plokščių pakavimo produktų, įskaitant apsauginius maišelius, siuntimo dėžes ir kilnojamus vežimėlius. Nors teisingai naudojant pirmiau minėtą įrangą bus išvengta 90% su ESD susijusių problemų, norint pasiekti paskutinius 10%, reikalinga kitos rūšies apsauga: jonizacija.
Efektyviausias būdas neutralizuoti surinkimo įrangą ir paviršius, galinčius sukelti elektrostatinius krūvius, yra naudoti jonizatorių-prietaisą, kuris per darbo zoną pučia jonizuoto oro srovę, kad neutralizuotų ant izoliacinės medžiagos susikaupusį krūvį.
Įprasta klaida yra ta, kad dėl to, kad dubens diržas yra susidėvėjęs darbo vietoje, toje vietoje esantys izoliatoriai, tokie kaip polistireno puodeliai ar kartoninės dėžės, bus saugiai išsklaidyti. Pagal apibrėžimą izoliatorius nelaiko elektros, išskyrus tai, kad jo neįmanoma iškrauti jonizuojant.
Jei EPA liks įkrautas izoliatorius, jis skleis elektrostatinį lauką, sukeldamas grynąjį krūvį visiems netoliese esantiems objektams, taip padidindamas gaminio ESD pažeidimo riziką. Nors daugelis gamintojų bando uždrausti izoliacines medžiagas iš savo EPA, šį metodą sunku įgyvendinti. Izoliacija yra per daug kasdienio gyvenimo dalis-nuo putų pagalvėlės, ant kurios operatorius patogiai sėdi, iki kažko plastikiniame dangtelyje.
Dėl jonizatorių naudojimo gamintojai gali sutikti su tuo, kad kai kurios izoliacinės medžiagos yra jų EPA. Kadangi jonų generavimo sistema nuolat neutralizuoja bet kokius krūvius, susikaupusius ant izoliatoriaus, jie yra pagrįsta investicija bet kuriai ESD programai.
Standartiniuose elektroniniuose mazguose yra dvi pagrindinės jonų generavimo įrangos formos:
Stalinio kompiuterio tipas (vienas ventiliatorius)
Viršutinė įranga (viename pridėtiniame įrenginyje yra serija ventiliatorių)
Taip pat yra patalpų jonų generatoriai, tačiau jie daugiausia naudojami kambario aplinkai valyti.
Pasirinkimas priklauso nuo saugomos teritorijos dydžio. Stalinis jonizatorius padengs vieną darbinį paviršių, o viršutinis - du ar tris. Kitas privalumas yra tas, kad jonizatorius taip pat gali užkirsti kelią dulkėms nuo statinio prisitvirtinimo prie gaminio, o tai gali pabloginti išvaizdą.
Tačiau, jei nėra įprasto ESD įrangos veiksmingumo bandymo ir stebėjimo, tada joks apsaugos planas nėra tobulas. Geriausi ESD kontrolės ir jonizacijos ekspertai pateikė pavyzdžių, kai gamintojai naudojo nesėkmingą (taigi ir nenaudingą) ESD įrangą nežinodami apie gedimą.
Siekiant užkirsti kelią šiai situacijai, ESD tiekėjai, be standartinės ESD įrangos, taip pat pateikia įvairius nuolatinius monitorius, kurie automatiškai įspėja, jei našumas viršija normas. Monitorius gali būti naudojamas kaip nepriklausomas įrenginys arba prijungtas prie tinklo. Taip pat yra tinklo programinė įranga automatiniam duomenų rinkimui, kuri realiu laiku rodo susijusių operatorių ir darbo vietų sistemos našumą.
Monitorius gali supaprastinti ESD planavimą, pašalindamas daugybę kasdienių užduočių, pavyzdžiui, užtikrindamas, kad dubens diržas būtų tinkamai matuojamas kiekvieną dieną, jonizatorius būtų subalansuotas ir tinkamai prižiūrimas, o darbo stalo įžeminimo taškas nebūtų pažeistas.
Apibendrinant
Pirmasis žingsnis siekiant užkirsti kelią ESD yra teisingai įvertinti, kaip mažos detalės gali sukelti nepataisomą žalą, jei jos nepaisoma. Efektyvus planas reikalauja ne tik naudoti veiksmingą ESD apsaugos įrangą, bet ir griežtas eksploatavimo procedūras, užtikrinančias, kad visi gamyklos darbuotojai ant žemės elgiasi saugiai.
Nors daugelis gamintojų naudoja automatinius dubens diržų tikrintuvus, dažnai pastebima, kad operatoriai bandymą išlaiko arba nepavyksta, nes dubens diržas yra per laisvas. Daugelis operatorių bando išlaikyti testą, kita ranka tiesiog laikydami testerį prie riešo.
Nepaisant to, gera žinia yra ta, kad ESD galima išvengti. Laikas ir išlaidos, investuotos į tinkamą įrangą ir saugos procedūrų tobulinimą, bus atitinkamai padidintos.