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電子元件

干貨帖——ESD 安全知識一次性學到

  2020年01月15日  

  靜電釋放損壞通常是肉眼無法察覺的,但其后果可能非常嚴重。對許多工業公司,學習靜電釋放安全性的基礎知識是非常有必要的。

  每個人應該都有過這種體驗,尤其在冬天——當您和別人握手或觸摸金屬門把手或欄桿時,會瞬間受到電擊。這些都是靜電釋放現象,其電壓高達 3500 伏——可能會有點疼,但對人體無害。但是,當對象是電子元件時,這一情況就不同了。僅 100 伏的電荷就足以消除磁性數據存儲設備中的信息,或破壞 EPROM 電子存儲單元。盡管靜電釋放會給電子元件帶來風險,但許多從事制造和加工這些零件的公司卻常常忽視靜電釋放安全性的基礎知識。

知己知彼 什么是 ESD?

  ESD 代表“靜電釋放”,是指兩個帶有不同電荷的物體之間不受控制的電荷平衡。這種靜電釋放甚至不需要直接接觸。這給工業界帶來了一個不可避免的問題,因為電子零部件在生產鏈中的任何環節都可能受到靜電釋放的損壞,而且,靜電荷還會不斷地產生(走路,取放產品都會產生)。即使只是在工作臺上操作,也會產生高達 6000 伏的電荷。

  這就是靜電釋放帶來的另一個問題...

  由于經常被“電到”,你會知道它的存在,但更多的時候卻是無法察覺的。因為你感覺到它的時候,電壓已經是 3500 伏以上了。

  但是,敏感零部件的損壞往往是在人們察覺不到的更低的電壓之中。例如,當生產磁性硬盤時,僅 5 伏的電荷就足以損壞敏感的讀磁頭。

  而且靜電釋放不僅來自人體,這一情況更加嚴重。工廠設備,例如輸送推車、工具和工作臺面,也可能會帶靜電并導致靜電損壞——除非出于靜電釋放安全性的考慮進行了特別設計。

靜電安全 工業基礎知識

  不僅僅是放電本身無法察覺,由此造成的損壞(例如導體發生損壞)也無法用肉眼觀察到。在大多數情況下,即使使用光學顯微鏡也無法觀察到,得用電子顯微鏡才能看到靜電釋放造成的損壞。但是,幾周或幾個月后,當最終客戶使用產品時,才會發生由此導致的故障。然后,隨著投訴、昂貴的保修工作費用和客戶信任的喪失,靜電釋放給受影響的公司所帶來的后果也會很快顯現出來。因此,對于任何公司來說,靜電釋放都是一個潛在的危險,因為當零件還在供應商手中時可能就造成損壞,而在公司自己的制造工廠中卻未被發現。

  幸運的是,如果企業意識到這一問題,并堅持將靜電釋放安全性的基礎知識應用到實踐中,就可以有效地避免靜電損壞。

  為此,必須理解靜電釋放安全性,并將其確立為全公司內的一個觀念,這一點至關重要。而且,靜電釋放安全性必須從供應商選擇階段就開始,并一直持續到產品安全交付給客戶為止。

  現在已經有了將靜電釋放安全性作為公司實踐的統一標準——DIN EN 61340-5-1。它制定了一個靜電釋放管理計劃,該計劃列出了靜電釋放安全概念的關鍵組成部分,并規定所有工作人員都必須遵守,它包括以下范疇和職責:

  符合相關標準

  整個流程鏈(包括供應商和客戶)的保護程序文件

  符合標準的防護服

  訓練有素的靜電安全協調員和工作人員

  根據行業標準設置靜電防護區

  日常檢查相關方面

  遵守個人防護規定

  定期內部審核

  靜電釋放安全性

基礎知識

  配備適當的人員對于確保有效執行靜電釋放安全性工作至關重要。但是,員工還必須認識到靜電安全附件的重要性以及如何使用。

  靜電安全培訓是值得開展的,可以教給員工靜電釋放安全性基礎知識以及如何遵守。但是,僅僅培訓處理電子零部件的員工是不夠的。

  全面落實靜電釋放安全性工作,只有在所有員工都積極遵守的情況下才有可能實現。無論他們是清潔工、技術人員還是倉庫人員。

  除了合適的防護服、防靜電專用工具以及遵守相關標準等因素外,環境濕度在全面落實靜電釋放安全性工作中也起著重要作用。因為環境干燥時更容易積累靜電荷,這就是為什么人們在冬天會更加頻繁的被“電到”的原因。

  因此,在處理電子零部件時,如果建筑結構允許的話,在需要防護的區域使相對濕度保持在至少 30%,對于靜電安全的防護是非常重要的。

  由供應商所提供的帶有不同靜電荷的材料會進一步帶來靜電釋放風險。這些靜電電荷差可以在貨物到達時進行處理使其消除。例如,在對貨物進行內部物流操作之前,使用離子發生器使貨物的靜電電荷差異達到平衡。

工廠設備和EPA  實踐中的靜電安全

  作為靜電釋放安全性基礎知識的組成部分,DIN 標準還規定了要劃定適當的靜電防護區域 (EPA),電子零部件只能在這些區域中處理或組裝。

  靜電防護區域背后的基本思想是,在防護區域中使用的所有材料都必須具有靜電耗散性,并接地到相同的電位。這就能可靠地避免產生靜電電荷和電勢差。靜電防護區域可以由一個工作臺、一個固定區域甚至整個建筑物組成。

  靜電防護區域中的各種零部件可確保具有靜電釋放安全性。

  例如,當靜電釋放腕帶通過連接電纜連接至接地端子或接地插頭時,它可防止人員攜帶靜電電荷。此外,靜電釋放桌墊也連接到接地端子或插頭,以保護所使用的零部件。

  在運輸貨物時,使用諸如 item 的移動上料架系統產品是非常理想的選擇,因為該產品裝有防靜電牽引鏈與地板接觸,可以耗散靜電荷。

  盡管找到正確的解決方案并不會減少靜電釋放安全性工作的復雜性,但它卻使工作變得更加簡單——這是非常有價值的,尤其能夠幫助企業大大降低產品的故障率。

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