Hvernig á að koma í veg fyrir rafstöðueiginleika (ESD)
Til að berjast gegn og koma í veg fyrir ESD verður að nota réttan búnað á réttan hátt. Þökk sé úrvali öflugra tækja til að koma í veg fyrir, vöktun og jónun með lokuðum-lykkju getur ESD nú talist vera ferlistýringarvandamál.
Rafstöðueiginleiki (ESD) er kunnugleg en vanmetin uppspretta skemmda á rafrásum og íhlutum í rafeindasamsetningu. Það hefur áhrif á alla framleiðanda, óháð stærð. Þó að margir telji að þeir séu að framleiða í -öruggu umhverfi ESD, er raunveruleikinn sá að ESD-tengdur skaði heldur áfram að kosta rafeindaframleiðsluiðnað heimsins milljarða dollara árlega.
Hvað nákvæmlega er ESD? Rafstöðuhleðsla (ESD) er skilgreind sem afhleðsla (rafeindaflæði) á áður fyrirliggjandi (fastri) stöðuhleðslu (ófullnægjandi eða óhófleg rafeindir). Hleðsla er stöðug við tvær aðstæður:
Þegar það festist í leiðandi en rafeinangrandi hlut, eins og málmskrúfjárn með plasthandfangi.
Þegar það er á einangrandi yfirborði (eins og plasti) og getur ekki flætt yfir það.
Hins vegar, ef leiðari með nægilega háa rafhleðslu (eins og skrúfjárn) nálgast samþætta hringrás (IC) með gagnstæðan möguleika, á sér stað hleðslu „brú“ sem veldur rafstöðueiginleika (ESD).
ESD á sér stað mjög hratt með afar miklum styrkleika og myndar venjulega nægan hita til að bræða innri rafrásir hálfleiðaraflísar. Í rafeindasmásjá virðist þetta lítið, útblásið-gat sem veldur tafarlausum og óafturkræfum skemmdum.
Enn alvarlegra er að aðeins í einum tíunda tilvika veldur þetta tjón að allur íhluturinn bilar við lokaprófun. Í hinum 90%, veldur ESD skemmdum aðeins að hluta til niðurbrots-sem þýðir að skemmdi íhluturinn stenst lokaprófun ógreinanlega, sýnir aðeins ótímabæra vettvangsbilun eftir sendingu til viðskiptavinarins. Þetta er orðspor og kostnaðarsamasta svæði fyrir framleiðanda til að leiðrétta alla framleiðslugalla.
Hins vegar er helsti erfiðleikinn við að stjórna ESD að það er ósýnilegt en samt getur skaðað rafeindaíhluti. Afhleðsla sem framkallar heyranlegan „smell“ krefst tiltölulega mikillar hleðslu, um það bil 2000 volt, á meðan 3000 volt geta framleitt lítið raflost og 5000 volt geta valdið sýnilegum neista.
Til dæmis geta algengir íhlutir eins og viðbótarmálm-oxíð-hálfleiðarar (CMOS) eða rafforritanlegt les-eingöngu minni (EPROM) skemmst vegna ESD-möguleikamismuna sem er aðeins 250 volt og 100 volt, í sömu röð, en sífellt viðkvæmari nútímaíhlutir, þar á meðal Pentium örgjörvar, geta eyðilagt 5 volt örgjörva.
Þetta vandamál bætist við skaðleg starfsemi sem á sér stað daglega. Til dæmis, að ganga á vínylverksmiðjugólfi veldur núningi á milli gólffletsins og skóna. Niðurstaðan er sú að hreint hlaðinn hlutur getur safnað hleðslu upp á 3 til 2000 volt, allt eftir hlutfallslegum raka lofts á staðnum.
Jafnvel núningurinn sem myndast af náttúrulegri hreyfingu starfsmanns á vinnubekk getur framleitt 400 til 6000 volt. Ef starfsmenn meðhöndla einangrunarefni á meðan þeir pakka niður eða endurpakka PCB í frauðkassa eða kúlupappír getur nettóhleðslan sem safnast getur fyrir á líkamsyfirborði starfsmanns orðið um það bil 26.000 volt.
Þar af leiðandi, sem stór uppspretta ESD hættu, verður allt starfsfólk sem fer inn á EPA (electrostatic Protected Area) að vera jarðtengdur til að koma í veg fyrir hvers kyns hleðslu og öll yfirborð ætti að vera jarðtengd til að halda öllu við sama möguleika og koma í veg fyrir að ESD eigi sér stað.
Aðalvörurnar sem notaðar eru til að koma í veg fyrir ESD eru úlnliðsbönd, úr flottu corduroy og losandi yfirborði eða bólstrun -þurfa bæði að vera rétt jarðtengd. Viðbótarhjálpartæki eins og losandi skófatnaður eða hælólar og viðeigandi fatnaður eru hönnuð til að koma í veg fyrir uppsöfnun og varðveislu nettóhleðslu á meðan starfsfólk hreyfist innan EPA.
Meðan á og eftir samsetningu ætti PCB einnig að vera varið gegn ESD frá innri og ytri flutningi. Margar PCB umbúðir eru fáanlegar í þessum tilgangi, þar á meðal hlífðarpokar, sendingarkassar og farsímavagnar. Þó að rétt notkun ofangreinds búnaðar komi í veg fyrir 90% af ESD-tengdum vandamálum, þarf annað lag af vernd til að ná síðustu 10%: jónun.
Áhrifaríkasta leiðin til að hlutleysa samsetningarbúnað og yfirborð sem geta myndað rafstöðueiginleika er að nota jónara-tæki sem blæs jónuðu loftstreymi í gegnum vinnusvæðið til að hlutleysa alla hleðslu sem safnast fyrir á einangruninni.
Algengur misskilningur er að vegna þess að handbönd eru notuð á vinnustöðvum mun hleðslan á einangruninni á því svæði, eins og pólýstýrenbollar eða pappaöskjur, hverfa á öruggan hátt. Samkvæmt skilgreiningu leiða einangrunartæki ekki rafmagn og ekki er hægt að losa þær nema með jónun.
Ef hlaðinn einangrunarefni er eftir í EPA mun hann geisla frá sér rafstöðueiginleika, sem myndar nettóhleðslu á nærliggjandi hluti og eykur þannig hættuna á ESD skemmdum á vörunni. Þó að margir framleiðendur reyni að banna einangrun frá EPA sínum er erfitt að framkvæma þessa nálgun. Einangrun er svo ríkjandi í daglegu lífi-frá froðumottunum þar sem stjórnendur sitja þægilega að hlutum í plasthlífum.
Vegna notkunar jónara geta framleiðendur sætt sig við að einhver einangrun sé til staðar í EPA sínum. Vegna þess að jónamyndunarkerfi gera stöðugt hlutleysi hvers kyns hleðsluuppsöfnun sem getur átt sér stað á einangrunartækjum, eru þau verðmæt fjárfesting fyrir hvaða ESD forrit sem er.
Það eru tvær grunngerðir jónagjafa í venjulegum rafeindabúnaði:
Skrifborð (ein vifta)
Lofteining (röð viftur í einni lofteiningu)
Innandyra jónagjafar eru einnig fáanlegir, en eru nú fyrst og fremst notaðir í hreinherbergi.
Valið fer eftir stærð svæðisins sem á að vernda. Skjáborðsjónagjafi mun þekja eitt, einsleitt vinnuflöt, en jónarafall yfir tvo eða þrjá. Annar kostur er að jónaframleiðendur koma einnig í veg fyrir að statískt ryk festist við vörur, sem getur dregið úr útliti þeirra.
Hins vegar er engin verndaráætlun fullkomin án viðeigandi prófunar og eftirlits með virkni ESD búnaðar. Leiðandi ESD eftirlits- og jónunarsérfræðingar hafa greint frá dæmum um að framleiðendur noti árangurslausan (og því gagnslausan) ESD búnað án þess að gera sér grein fyrir bilun hans.
Til að koma í veg fyrir þetta, auk staðlaðs ESD búnaðar, bjóða ESD birgjar margs konar stöðugt eftirlitstæki sem gefa sjálfkrafa viðvörun ef frammistaða fer yfir tilgreind mörk. Hægt er að nota skjái sem sjálfstæðar einingar eða tengdar í netkerfi. Nethugbúnaður fyrir sjálfvirka gagnaöflun er einnig fáanlegur, sem gefur-rauntíma sýningar á afköstum kerfisins fyrir rekstraraðila og vinnustöðvar.
Skjár geta einfaldað ESD áætlanagerð með því að útrýma mörgum venjubundnum verkefnum, svo sem að tryggja réttar daglegar segulbandsmælingar, jónagjafajafnvægi og rétt viðhald og óskemmda jarðtengingu vinnubekks.
Niðurstaða
Fyrsta skrefið í að koma í veg fyrir ESD er að meta rétt hvernig smáatriði að því er virðist geta valdið óbætanlegum skaða ef yfirsést. Árangursrík áætlun krefst ekki aðeins notkunar á skilvirkum ESD verndarbúnaði heldur einnig ströngum verklagsreglum til að tryggja ESD öryggi fyrir allt starfsfólk á gólfi verksmiðjunnar.
Þó að margir framleiðendur noti sjálfvirka borðiprófara er algengt að sjá rekstraraðila annað hvort standast eða falla í prófinu vegna lausrar borði. Margir rekstraraðilar reyna að standast prófið með því einfaldlega að grípa prófunartækið nálægt úlnliðnum með hinni hendinni.
Engu að síður eru góðu fréttirnar þær að ESD er hægt að koma í veg fyrir. Tíminn og peningarnir sem fjárfest er í réttum búnaði og bættum öryggisaðferðum mun skila sér með auknum brautargengi.