ESD-personbeskyttelse
(889)Hvad betyder ESD-beskyttelse (elektrostatisk udladning)?
Elektrostatiske udladninger (ESD) er med os hver dag, og de bliver stadig vigtigere, især i den elektroniske industri. For mange år siden, da vi brugte vakuumrør, gav de os ingen problemer, og det gjorde de heller ikke, da transistorerne blev introduceret. Men situationen ændrede sig, da MOSFET-transistorer blev populære, og fejlprocenten voksede. Da man undersøgte problemet, fandt man ud af, at opbygningen af elektrostatiske udladninger var nok til at forårsage en fejl i oxidlaget i enheden. Fra dette tidspunkt steg bevidstheden om ESD markant, da det er blevet bevist, at fænomenet har indflydelse på mange elektroniske komponenter. I øjeblikket behandler mange producenter alle komponenter som følsomme over for elektrostatisk afladning (ikke kun MOS-enheder, som er de mest modtagelige for skader) og indfører EPA'er på deres fabrikker. I forhold til den betydning, ESD tillægges, investerer producenter af elektronisk udstyr meget i EPA'er (Electrostatic Protected Areas). Takket være disse særlige områder kan de sikre sig, at deres produkters fejlrate ikke er høj under produktionstests, og de kan demonstrere høj pålidelighed i lang tid.
Statisk overførsel og ESD-følsomhed. Hvorfor har elektronisk udstyr brug for ESD-beskyttelse?
Når man ser, hvordan ESD påvirker elektroniske enheder, er det værd at se på selve enhederne for at tjekke, hvordan de reagerer på ESD. Det viste sig, at nogle elektroniske enheder er mere følsomme over for ESD end andre, og de mest følsomme var dem, der anvender MOS-teknologi (Metal Oxide Semiconductor). Der er mange måder, hvorpå statiske ladninger kan overføres til halvlederenheder og forårsage skader på grund af elektrostatisk afladning. Den mest åbenlyse måde er fysisk kontakt med genstanden, som er opladet og ledende. Man kan finde opladninger på hænderne eller tøjet på den person, der sidder ved arbejdsbordet. Usikret værktøj kan være endnu farligere. For eksempel leder metalskruetrækkere ladninger hurtigere end menneskekroppen, hvilket resulterer i højere spidsstrøm. Derfor bør EPA'er kun udstyres med udstyr, der er nøje udvalgt til sådanne områder. Det gælder også andre elementer som f.eks. plastikbakker til dokumenter, papirvarer eller endda krus lavet af plastik.
ESD-beskyttelse
Der er mange måder at beskytte sig mod ESD på. Det er værd at påpege hovedelementerne i en effektiv beskyttelse:
Byg og test enheder i EPA'er: Når man arbejder med elektroniske enheder, er det afgørende, at alle komponenter behandles på en måde, der forhindrer eksponering for ESD. For at gøre det lettere behandler virksomheder ofte alle komponenter som ESD-følsomme enheder. Den ESD-beskyttelse, der kræves i dette miljø, opnås normalt ved at bruge EPA'er eller ESD-beskyttede områder, hvor alle beskyttelsesmidler anvendes for at forhindre skader. I EPA'er implementeres stramme kontrolforanstaltninger for at sikre spredning af ESD, og selve miljøet sikrer beskyttelse af alle elektroniske komponenter. Brug af EPA'er eller ESD-beskyttede områder er i dag standard på alle fabrikker, der producerer elektronik.
Opbevar komponenter i ESD-beskyttede områder: Det er afgørende ikke kun at sikre, at elektronik bygges i et miljø, hvor ESD-beskyttelse prioriteres, men også at sikre, at alle komponenter opbevares og transporteres i et miljø, hvor ESD-beskyttelse er implementeret. På samme måde bør ESD-beskyttelse også anvendes på alle underenheder, der opbevares.
Udfør ESD-kontrolprocessen: Mens installation af udstyr og skabelse af et fysisk statisk\dissipativt miljø er det første skridt til at skabe et ESD-beskyttet område, er det også afgørende at indføre passende arbejdsprocesser og sikre uddannelse af alt personale. Området vil kun være effektivt, hvis det personale, der bruger det, kender og forstår reglerne for arbejdet der, dvs. ved, hvordan man håndterer komponenter og udstyr for at forhindre skader forårsaget af ESD, og forstår virkningerne af ESD. Nøglen til dette er uddannelse, da det er helt afgørende, at folk kender, forstår og bruger de rigtige processer.
Personlige værnemidler mod elektrostatisk afladning til medarbejdere:
Armbånd
Normalt er armbånd den grundlæggende måde at jordforbinde personalet på og kan også sikre potentialudligning under vedligeholdelses- og reparationsarbejde i marken. Hvis armbåndet bæres korrekt, og ledningen er korrekt forbundet til jord eller potentialudligningspunktet, holder det den person, der bærer det, på jordpotentialet eller det samme potentiale som den genstand, der berøres, når jordforbindelse er umulig. Fordi personen og andre jordede genstande i arbejdsområdet har samme potentiale, kan der ikke opstå farlige udladninger mellem dem. Desuden fjernes statiske ladninger fra personen til jorden og ophobes ikke.
Armbånd består af to hovedelementer: et bånd til håndleddet og en jordledning, som forbinder armbåndet med et fælles jordpunkt.
De fleste armbånd er udstyret med en modstand, som er placeret på jordledningen. Dens opgave er at begrænse strømmen. Ifølge Ohms lov er strømmen lig med spændingen divideret med modstanden; derfor vil tilføjelse af modstanden i operatørens "kredsløb" til jord begrænse mængden af elektricitet, der strømmer gennem armbåndet til operatørens håndled. Modstanden i de fleste modstande er normalt 1MΩ, deres effekt er mindst 1/4 watt, og driftsspændingen er 250V. Af sikkerhedsmæssige årsager må denne type beskyttelse ikke bruges, hvis operatøren udsættes for elektriske kredsløb på 250 V eller mere. Armbånd bør testes regelmæssigt for at garantere effektiv beskyttelse. Det anbefales at teste armbåndene dagligt på dedikerede teststande eller ved at bruge en kontinuerlig monitor på arbejdsbordet.
Gulve, gulvmåtter og gulvbelægninger, der beskytter mod ESD.
To andre stykker personligt beskyttelsesudstyr er gulv- og fodtøjssystemet, der opnås ved at bruge ESD-beskyttede gulvsystemer sammen med ESD-beskyttede sko. Denne kombination af ledende eller afledende materialer sikrer en sikker jordforbindelse til elektrostatisk afledning og reducerer på den måde opbygningen af elektrostatisk afladning. Ud over afledning af ladning reducerer nogle gulvmaterialer (og materialer til gulvbehandling) også triboelektrisk opladning. Brug af et gulv- og skosystem anbefales især i de områder, hvor der er behov for øget personalemobilitet. Derudover kan gulvmaterialer hjælpe med at minimere ophobningen af ladninger på stole, mobilt udstyr som vogne, løftevogne og andre genstande, der bevæger sig på gulvet.
ESD-tøj
Korrekt beklædning er en af de personlige beskyttelsesforanstaltninger i EPA-miljøer. Tekstiler, især dem, der er fremstillet af plast, genererer elektrostatiske ladninger, som kan aflades på elementer eller skabe elektrostatiske felter, der inducerer ladninger. Da tøj normalt er elektrisk isoleret eller isoleret fra kroppen, spredes opladninger på tøjmaterialer ikke altid over huden og senere i jorden. Antistatisk tøj kan undertrykke eller på anden måde påvirke det elektriske felt fra tøj, der bæres under det ydre lag. I henhold til ANSI/ESD S20.20-normen og ANSI/ESD STM2.1-beklædningsnormen er der 3 kategorier af ESD-beklædning:
ESD Kategori 1-tøj er statisk kontroltøj uden forbindelse til jorden. Uden jordforbindelse kan der ophobes en ladning på ledende eller dissipative tøjelementer, hvis de findes, hvilket resulterer i en ladet kilde.
ESD-kategori 2-tøj er jordforbundet statisk kontroltøj, som, når det er forbundet til jorden, sikrer et højere niveau af undertrykkelse af virkningerne af et elektrisk felt fra tøj, der bæres under en sådan beklædningsgenstand.
ESD-tøj i kategori 3 er et jordet statisk kontrolsystem, som også forbinder personens hud med en identificeret jordforbindelse. Systemets samlede modstand, inklusive personen, tøjet og jordledningen, skal være lavere end 35 MΩ.
Lagerbygning:
