Tecnología de prevención de electricidad estática
Para luchar eficazmente y prevenir las descargas electrostáticas (ESD, descarga electrostática), se debe utilizar el equipo adecuado de la manera correcta. Gracias a una serie de potentes equipos de ionización, supervisión y prevención de ESD de circuito cerrado, la ESD ahora puede considerarse un problema de control de procesos.
La descarga electrostática (ESD) es una fuente familiar y subestimada de daños en la placa de circuito y en los componentes del ensamblaje electrónico. Afecta a todos los fabricantes, sin importar cuán grande o pequeño sea. Aunque muchas personas piensan que están produciendo productos en un entorno seguro de ESD, de hecho, los daños relacionados con ESD continúan costando a la industria de fabricación de productos electrónicos del mundo&miles de millones de dólares al año.
¿Qué es exactamente ESD? La descarga electrostática (ESD) se define como la descarga (corriente de electrones) hacia o desde una carga (insuficiente o excedente de electrones) que ha sido electrostáticamente (fijada). La carga es estable en dos condiciones:
Cuando" hunde" en un objeto conductor pero eléctricamente aislante, como un destornillador de metal con mango de plástico.
Cuando reside en una superficie aislante (como plástico) y no puede fluir sobre ella.
Sin embargo, si un conductor aislado eléctricamente (destornillador) con una carga eléctrica suficientemente alta está cerca de un circuito integrado (IC) con un potencial eléctrico opuesto, la carga eléctrica" cruza", provocando una descarga electrostática ( ESD).
La ESD ocurre muy rápidamente con una intensidad extremadamente alta y generalmente genera suficiente calor para derretir el circuito interno del chip semiconductor, y parece un pequeño orificio de bala reventado bajo el microscopio electrónico, causando un daño inmediato e irreversible.
Lo que es más grave es que este peligro es tan solo una décima parte de las veces tan grave que hace que todo el componente probado después de * falle. En el otro 90% de los casos, el daño por descarga electrostática solo causa una degradación parcial, lo que significa que el componente dañado puede pasar la prueba posterior * de manera imperceptible y solo presenta una falla de campo prematura después de que se envía al cliente. El resultado es * daño a la reputación, un lugar para que el fabricante corrija cualquier defecto de fabricación * para pagar un precio.
Sin embargo, la principal dificultad para controlar las ESD es que es invisible, pero puede dañar los componentes electrónicos. Para producir un sonido" marque" La descarga requiere una carga relativamente grande de aproximadamente 2000 voltios para acumularse, mientras que una pequeña descarga eléctrica se puede sentir a 3000 voltios y una chispa se puede ver a 5000 voltios.
Por ejemplo, los componentes comunes como el semiconductor de óxido de metal complementario (CMOS, semiconductor de óxido de metal complementario) o la memoria de solo lectura programable eléctrica (EPROM, memoria de solo lectura programable eléctricamente) pueden verse afectados por diferencias de potencial ESD de solo 250 voltios y 100 voltios , respectivamente. La destrucción y los componentes modernos cada vez más sensibles, incluidos los procesadores Pentium, pueden destruirse hasta 5 voltios.
El problema se ve agravado por las actividades diarias que causan daños. Por ejemplo, caminar sobre el piso de una fábrica de vinilo crea fricción entre la superficie del piso y los zapatos. El resultado es un objeto puramente cargado, acumulando una carga de 3 a 2000 voltios, dependiendo de la humedad relativa del aire local.
Incluso la fricción causada por el movimiento natural de los trabajadores en el escenario puede generar 400 ~ 6000 voltios. Si el trabajador ha manipulado el aislante durante el proceso de desembalaje o empaque de la PCB en la caja de espuma o bolsa de burbujas, la carga neta acumulada en la superficie del cuerpo del trabajador&puede alcanzar aproximadamente 26.000 voltios.
Por lo tanto, como la principal fuente de peligros de ESD, todos los trabajadores que ingresan al área protegida contra descargas electrostáticas (EPA, área protegida contra descargas electrostáticas) deben estar conectados a tierra para evitar cualquier acumulación de cargas, y todas las superficies deben estar conectadas a tierra para mantener todo al mismo potencial para evitar ESD. ocurre.
El principal producto utilizado para prevenir ESD es una pulsera, que tiene pana rizada y una superficie disipadora o ropa de cama; ambos deben estar debidamente conectados a tierra. Las ayudas adicionales, como el calzado disipador o las correas del talón y la ropa adecuada, están diseñadas para evitar que el personal acumule y mantenga una carga neta cuando se mueva en un área protegida contra descargas electrostáticas (EPA).
Durante y después del ensamblaje, la PCB también debe evitar que las descargas electrostáticas (ESD) se transporten internamente y externamente. Hay muchos productos de empaque de placas de circuito que se pueden usar en esta área, incluidas bolsas protectoras, cajas de envío y carros móviles. Si bien el uso correcto de los equipos anteriores evitará el 90% de los problemas relacionados con las ESD, para llegar al último 10% se necesita otro tipo de protección: la ionización.
La forma más efectiva de neutralizar el equipo de ensamblaje y las superficies que pueden generar cargas electrostáticas es usar un ionizador, un dispositivo que expulsa una corriente de aire ionizado sobre el área de trabajo para neutralizar cualquier carga acumulada en el material aislante.
Una falacia común es que debido a que el cinturón del cuenco se usa en la estación de trabajo, los aislantes en el área, como vasos de poliestireno o cajas de cartón, se disiparán de manera segura. Por definición, un aislante no conduce electricidad, excepto que es imposible de descargar por ionización.
Si un aislante cargado permanece en la EPA, irradiará un campo electrostático, causando una carga neta a cualquier objeto cercano, aumentando así el riesgo de daños por ESD al producto. Aunque muchos fabricantes intentan prohibir los materiales aislantes de su EPA, este método es difícil de implementar. El aislamiento es demasiado parte de la vida cotidiana, desde el cojín de espuma en el que el operador se sienta cómodamente hasta algo en la cubierta de plástico.
Debido al uso de ionizadores, los fabricantes pueden aceptar el hecho de que algunos materiales aislantes aparezcan en su EPA. Debido a que el sistema de generación de iones neutraliza continuamente cualquier acumulación de carga que pueda ocurrir en el aislador, son una inversión razonable para cualquier programa de ESD.
Hay dos formas básicas de equipos de generación de iones en conjuntos electrónicos estándar:
Tipo de escritorio (ventilador único)
Equipo de tipo aéreo (en una sola unidad aérea, hay una serie de ventiladores)
También hay generadores de iones para interiores, pero se utilizan principalmente para limpiar el ambiente de la habitación.
La elección depende del tamaño del área a proteger. El ionizador de escritorio cubrirá una sola superficie de trabajo, mientras que el ionizador de techo cubrirá dos o tres. Otra ventaja es que el ionizador también puede evitar que el polvo se adhiera al producto de forma estática, lo que puede degradar la apariencia.
Sin embargo, si no se realizan pruebas y controles normales de la eficacia de los equipos ESD, ningún plan de protección es perfecto. Los mejores expertos en ionización y control de ESD informaron ejemplos de fabricantes que utilizaron equipos ESD defectuosos (y, por lo tanto, inútiles) sin conocer la falla.
Para prevenir esta situación, además de los equipos ESD estándar, los proveedores de ESD también proporcionan varios monitores constantes, que automáticamente alertan si un desempeño excede las regulaciones. El monitor se puede utilizar como una unidad independiente o conectarse juntos en una red. También hay un software de red para la recopilación automática de datos, que muestra el rendimiento del sistema de los operadores y estaciones de trabajo relacionados en tiempo real.
El monitor puede simplificar la planificación de ESD al eliminar muchas tareas diarias, como asegurarse de que la correa del tazón se mida correctamente todos los días, que el ionizador esté equilibrado y se mantenga adecuadamente, y que el punto de conexión a tierra del banco de trabajo no se dañe.
En conclusión
El primer paso para prevenir ESD es evaluar correctamente cómo los pequeños detalles pueden causar daños irreparables si se ignoran. Un plan eficaz requiere no solo el uso de equipo de protección ESD eficaz, sino también procedimientos operativos estrictos para garantizar que el comportamiento de todo el personal de la planta en tierra sea seguro contra ESD.
Aunque muchos fabricantes utilizan comprobadores automáticos de correas de la taza, a menudo se ve que los operadores pasan la prueba o fallan porque la correa de la taza está demasiado floja. Muchos operadores intentan pasar la prueba simplemente sosteniendo el probador cerca de su muñeca con la otra mano.
Sin embargo, la buena noticia es que la ESD se puede evitar. El tiempo y el costo invertidos en el equipo adecuado y la mejora de los procedimientos de seguridad serán recompensados con un aumento correspondiente en la tasa de aprobación.