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Aperçu - Nouvelles - Solution électrostatique pour les composants électroniques

Solution électrostatique pour les composants électroniques

August 12, 2022

1. décharge électrostatique

 
La décharge électrostatique (ESD) est un problème bien connu de compatibilité électromagnétique qui peut faire fonctionner mal ou l'endommager le matériel électronique. Quand des dispositifs de semi-conducteur seul sont placés ou installés dans des modules de circuit, ils peuvent endommager permanent ces dispositifs même lorsqu'ils ne sont pas mis sous tension. Des composants sensibles de décharge électrostatique s'appellent les dispositifs sensibles de décharge électrostatique (ESDS).
 
Si la tension entre deux bornes ou plus d'un composant dépasse la force de panne du diélectrique du composant, le composant sera endommagé. C'est la raison principale de l'échec des dispositifs de MOS. Plus la couche d'oxyde est mince, plus le dispositif est à la décharge électrostatique sensible. Un défaut se manifeste habituellement comme court-circuit avec une certaine résistance à l'alimentation d'énergie lui-même. Pour les éléments bipolaires, les dommages se produisent généralement dans les secteurs des semi-conducteurs actifs qui ont été métallisés et séparés par une couche mince d'oxyde, et donc un chemin de la fuite grave se produira.
 
Un autre échec est causé quand la température du noeud dépasse le point de fusion du silicium de semi-conducteur (° 1415 C). L'énergie d'une impulsion de décharge électrostatique peut causer le chauffage localisé, ainsi ce mécanisme échoue. Cet échec peut se produire même si la tension est au-dessous de la tension claque diélectrique. Un exemple typique est que la panne entre l'émetteur et la base d'un transistor de NPN fera diminuer le gain actuel brusquement.
 
Après que le dispositif soit affecté par décharge électrostatique, les dommages fonctionnels peuvent ne pas se produire immédiatement. Ces composants potentiellement endommagés sont souvent mentionnés comme les « estropiés » et, quand utilisés, seront plus sensibles aux décharges électrostatiques suivantes ou aux coupures conductrices. Il est important de prêter la grande attention aux dommages qui se produisent aux composants qui ne sont pas facilement décelables par la tension de décharge. Le corps humain sent la tension de décharge électrostatique entre 3000-5000V, cependant, la tension quand le composant est endommagé est seulement quelques cent volts. Les effets néfastes de la décharge électrostatique ont commencé à être identifiés pendant les années 1970. C'est dû au développement des nouvelles technologies qui ont rendu des composants de plus en plus sensibles pour endommager causé par décharge électrostatique. Les pertes de la décharge électrostatique peuvent atteindre plus que plusieurs million de dollars tous les ans. Par conséquent, beaucoup le grands composant et fabriquants d'équipement ont présenté la technologie professionnelle pour réduire l'accumulation de l'électricité statique dans l'environnement de production, améliorant de ce fait le taux et la fiabilité de qualification de produit. Les utilisateurs comprennent également l'importance d'empêcher des dommages de décharge électrostatique basés sur leur propre expérience.

2. Comment traiter la décharge électrostatique

La première étape en commandant l'habillage de l'électricité statique est de comprendre le mécanisme de la génération de charge électrostatique. La tension électrostatique est produite par le contact et la séparation de différents genres de substances. Bien que le frottement puisse accumuler plus de charge, le frottement n'est pas nécessaire. Cet effet est connu comme le remplissage triboélectrique, et la tension produite dépend des caractéristiques des matériaux qui frottent les uns contre les autres. Le tableau d'ordre d'électrification de frottement présente le degré de difficulté de charger de divers types de matériaux. Pour deux substances en contact mutuel, les électrons changeront de la substance supérieure dans la liste d'ordre en la substance inférieure, qui fera avoir les deux substances les charges positives et négatives, respectivement. Plus les matériaux dans la table d'ordre sont sont lointains, plus la quantité est grande de charge qu'ils portent.
 
L'ordre de friction d'électrification des substances communes est montré dans la table suivante :

3. résolution des problèmes pratique

La solution au problème inclut : Si les composants sensibles de décharge électrostatique (ESDS) sont exposés à l'extérieur pendant la production et l'entretien, l'accumulation de la charge devrait être empêchée près de ces composants, et ces composants devraient être protégés contre la décharge électrostatique pendant l'empaquetage de méthode de transport et de stockage. Il y a beaucoup de manières d'empêcher la décharge statique. La meilleure manière est de répondre aux exigences et la méthode la plus peu coûteuse, cette méthode est différente pour différents produits et différentes occasions.

4. zone protégée de décharge électrostatique (EPA)

 
Le secteur de protection de décharge électrostatique (EPA), parfois désigné sous le nom du secteur de fonctionnement sûr, est au coeur de n'importe quelle mesure de contrôle de décharge électrostatique. Dans ce secteur, les éléments sensibles de décharge électrostatique (ESDS) ou les cartes, ou contenir de composants ces, peuvent fonctionner sans risque parce que la quantité de charge est commandée sans produire des tensions préjudiciables. Ce secteur contient habituellement des établis ou des groupes de travail, des postes de travail, installation de fabrication telle que les machines embrochables automatiques, ou un secteur de production. La portée de l'EPA doit être clairement marquée, et il est le meilleur d'installer une barrière pour empêcher les personnes non autorisées d'entrer. Des matériaux avec l'habillage minimal de charge statique devraient être employés dans le secteur d'EPA, et la charge peut être déchargée dans le sol d'une façon commandée.

5. Sécurité

Les machines-outils et l'équipement sont généralement - disponibles dans l'EPA. Dans cet environnement, il est dangereux de mettre un objet ou un dispositif simple directement à la terre. C'est pour cette raison que une résistance de moins de 1M devrait être reliée en série à la connexion du fil de masse de poignet, du coureur et de la bande d'orteil. Un certain bracelet fondant des conducteurs ont une telle résistance sur chaque extrémité, ainsi même si le bracelet fondant le conducteur est relié au terminal vivant d'a actionner-sur le produit pour la réparation, il n'y a aucun danger. L'appareil de contrôle de fil de masse de poignet est un instrument pour vérifier si la résistance de la résistance est appropriée (s'il est trop haut, il est impossible de réaliser la liaison équipotentielle ; s'il est si bas, un risque en matière de sécurité se produira). Le fil de masse de bracelet devrait être équipé d'une prise qui est incompatible avec d'autres prises électriques, qui peuvent être facilement enlevées, et elles peuvent être facilement enlevées en cas d'urgence.

6. Travail pratique dans des zones de protection de décharge électrostatique

Dans une zone de protection de décharge électrostatique, des frais et les potentiels ne peuvent pas être gardés dans les marges permises à moins que des caractéristiques de fonctionnement précises soient suivies. Quelques exemples des problèmes qui peuvent poser des problèmes inclure introduire des documents, des récipients en plastique, des tasses, etc. dans des couvertures en plastique antistatiques non-statiques dans des secteurs de protection de décharge électrostatique, et d'employer les décapants qui peuvent endommager les caractéristiques électrostatiques des planchers ou des surfaces de travail. Le personnel approprié devrait être en juste proportion formé non seulement pour apprendre les procédures à suivre, mais pour comprendre également les raisons pour lesquelles ils doivent être suivis. Il est également utile de connaître les paramètres appropriés des composants qui peuvent être nuis. Une personne spéciale devrait être nommée pour prendre soin de l'entretien et de l'entretien du secteur de protection de décharge électrostatique, et en même temps, vérifiez l'application des règlements. Ces contrôles devraient également être vérifiés en tant qu'élément de la certification de système de gestion de la qualité.

7. Transport et stockage

En transportant les composants plombés, la mousse conductrice est employée souvent. Ceci peut empêcher des différences potentielles plus élevées entre les goupilles composantes. Pour des composants en boîtiers à double rangée de connexions, les tubes dispersifs statiques sont employés souvent pendant le transport en vrac. Pour des composants de carte, quand ils sont situés en dehors du secteur de protection d'ESD, ils devraient être transportés dans un sac de armature électrostatique ou une housse de transport conductrice. Quelques sacs de empaquetage sont faits de matériaux conducteurs, qui peuvent s'assurer que tous les composants sont au même potentiel dans des conditions stables, et absorbent en même temps les frais électrostatiques qui fonctionnent accidentellement sur le sac. Cette méthode ne peut pas être employée pour des cartes avec des batteries. Dans ce cas, un sac de empaquetage avec une doublure matérielle dispersive statique et une couche externe matérielle conductrice devraient être employés. Ces sacs sont plus chers mais assurer l'excellente protection pour les composants actionnés et unpowered. De même, des boîtes conductrices avec des guides pour les cartes fixes à l'intérieur ne peuvent pas être utilisées avec puissance-sur des cartes avec les connecteurs nus sur les bords.

8. Réparation de champ

Un point de connexion électrostatique devrait être placé sur le produit à réparer sur le site, de sorte que le technicien d'entretien puisse relier le fil de masse du bracelet avant d'ouvrir la couverture du dispositif. Des pièces de rechange devraient être transportées dans les sacs ou les caisses statique-protégés à moins qu'elles ne contiennent pas les composants sensibles à la décharge électrostatiques. Si le module fonctionne dans un état exposé, reliez un tapis statique-dispersif de plancher au point de collage électrostatique du produit et l'employer comme surface de travail.
 
9. Normes relatives
En 1987, le Royaume-Uni a fait sa première tentative de documenter des pratiques, avec le résultat étant BS5783. Plutôt qu'il appelant une norme au sujet quels essais devraient être réalisés, il vaut mieux de l'appeler un recueil d'instructions. La deuxième phase de ce travail est de traduire cette norme en spécifications dans une organisation européenne, dont le nombre est CECC 000151, et son titre est : « Spécifications de base : Protection des composants sensibles statiques. Partie : Conditions générales. » La norme a été éditée en 1991 et en 1992 renumérotée comme en 1000151. Les autres sections ont été éditées en 1993 (partie deux : conditions pour des états d'humidité faible) et 1994 (partie trois : conditions pour les secteurs propres, et la partie quatre : conditions pour les environnements à haute pression). Le contenu de ces sections est hors de portée de cet article. La norme inclut non seulement des conditions pour l'installation, l'entretien, et l'inspection des mesures décrites dans cet article, mais également détails les conditions détaillées du dispositif de protection d'ESD elle-même, y compris des méthodes d'essai. Le développement continu de la technologie et les processus et l'expérience accumulée dans l'exécution des normes, aussi bien que l'utilisation répandue des machines et de l'équipement automatisés, ont mené à l'amélioration continue de ces normes, y compris la rationalisation de leur structure et la séparation des guides de l'utilisateur à partir des versions normalisées. Le travail de révision a été inclus dans le forum international organisé par la Commission Electrotechnique Internationale. Les normes developpées récemment seront éditées dans le CEI 1340 séries. Il n'y a aucun doute qui c'est complémentaire aux normes européennes.