Technologie de prévention de l'électricité statique
Afin de lutter efficacement et de prévenir les décharges électrostatiques (ESD, décharge électrostatique), le bon équipement doit être utilisé de la bonne manière. Grâce à une série d'équipements puissants de prévention, de surveillance et d'ionisation des décharges électrostatiques en boucle fermée, les décharges électrostatiques peuvent désormais être considérées comme un problème de contrôle de processus.
Les décharges électrostatiques (ESD) sont une source familière et sous-estimée de dommages aux circuits imprimés et aux composants dans les assemblages électroniques. Cela affecte tous les fabricants, quelle que soit leur taille. Bien que de nombreuses personnes pensent qu'elles fabriquent des produits dans un environnement sécurisé contre les décharges électrostatiques, en fait, les dommages liés aux décharges électrostatiques continuent de coûter des milliards de dollars par an à l'industrie de fabrication électronique du monde.
Qu'est-ce que l'EDD exactement ? La décharge électrostatique (ESD) est définie comme la décharge (courant d'électrons) vers ou depuis une charge (insuffisante ou excédentaire d'électrons) qui a été électrostatiquement (fixe). La charge est stable sous deux conditions :
Quand il"coule" dans un objet conducteur mais électriquement isolant, tel qu'un tournevis en métal avec un manche en plastique.
Lorsqu'il se trouve sur une surface isolante (comme le plastique) et ne peut pas couler dessus.
Cependant, si un conducteur électriquement isolé (tournevis) avec une charge électrique suffisamment élevée est proche d'un circuit intégré (CI) avec un potentiel électrique opposé, la charge électrique&'croise", provoquant une décharge électrostatique ( ESD).
L'ESD se produit très rapidement avec une intensité extrêmement élevée et génère généralement suffisamment de chaleur pour faire fondre le circuit interne de la puce semi-conductrice et ressemble à un petit trou de balle soufflé au microscope électronique, provoquant des dommages immédiats et irréversibles.
Ce qui est plus grave, c'est que ce danger est seulement un dixième du temps si grave qu'il provoque la défaillance de l'ensemble du composant testé après *. Dans les 90 % restants des cas, les dommages causés par les décharges électrostatiques ne provoquent qu'une dégradation partielle, ce qui signifie que le composant endommagé peut passer le *post-test de manière imperceptible et ne subit une défaillance prématurée sur le terrain qu'une fois expédié au client. Le résultat est * une atteinte à la réputation, un lieu pour un fabricant de corriger tout défaut de fabrication * pour payer un prix.
Cependant, la principale difficulté du contrôle de l'ESD est qu'elle est invisible, mais elle peut endommager les composants électroniques. Pour produire un"cochez" La décharge nécessite une charge relativement importante d'environ 2000 volts pour s'accumuler, tandis qu'un petit choc électrique peut être ressenti à 3000 volts, et une étincelle peut être vue à 5000 volts.
Par exemple, les composants courants tels que les semi-conducteurs à oxyde métallique complémentaire (CMOS, semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire) ou la mémoire morte programmable électrique (EPROM, mémoire morte programmable électriquement) peuvent être affectés par des différences de potentiel ESD de seulement 250 volts et 100 volts. , respectivement. La destruction, et de plus en plus de composants modernes sensibles, y compris les processeurs Pentium, peuvent être détruits aussi longtemps que 5 volts.
Le problème est aggravé par les activités quotidiennes qui causent des dommages. Par exemple, marcher sur le sol d'une usine de vinyle crée une friction entre la surface du sol et les chaussures. Le résultat est un objet purement chargé, accumulant une charge de 3 à 2000 volts, en fonction de l'humidité relative de l'air local.
Même les frictions causées par le mouvement naturel des travailleurs sur scène peuvent générer 400 à 6000 volts. Si le travailleur a manipulé l'isolant pendant le processus de déballage ou d'emballage du PCB dans la boîte en mousse ou le sac à bulles, la charge nette accumulée à la surface du corps du travailleur's peut atteindre environ 26 000 volts.
Par conséquent, en tant que principale source de risques ESD, tous les travailleurs entrant dans la zone de protection électrostatique (EPA, zone de protection électrostatique) doivent être mis à la terre pour éviter toute accumulation de charges, et toutes les surfaces doivent être mises à la terre pour maintenir tout au même potentiel pour éviter les décharges électrostatiques. se produit.
Le principal produit utilisé pour prévenir les décharges électrostatiques est un bracelet en velours côtelé recourbé et une surface ou une literie dissipatrice - les deux doivent être correctement mis à la terre. Des aides supplémentaires telles que des chaussures ou des sangles de talon dissipatives et des vêtements appropriés sont conçues pour empêcher le personnel d'accumuler et de maintenir une charge nette lorsqu'il se déplace dans une zone protégée contre les décharges électrostatiques (EPA).
Pendant et après l'assemblage, le PCB doit également empêcher les décharges électrostatiques du transport interne et externe. De nombreux produits d'emballage de circuits imprimés peuvent être utilisés dans ce domaine, notamment des sacs de protection, des boîtes d'expédition et des chariots mobiles. Bien que l'utilisation correcte des équipements ci-dessus prévienne 90 % des problèmes liés aux décharges électrostatiques, pour atteindre les derniers 10 %, un autre type de protection est nécessaire : l'ionisation.
Le moyen le plus efficace de neutraliser les équipements d'assemblage et les surfaces pouvant générer des charges électrostatiques est d'utiliser un ioniseur, un appareil qui souffle un flux d'air ionisé sur la zone de travail pour neutraliser toute charge accumulée sur le matériau isolant.
Une erreur courante est que parce que la ceinture du bol est portée au poste de travail, les isolants de la zone, tels que les gobelets en polystyrène ou les boîtes en carton, seront dissipés en toute sécurité. Par définition, un isolant ne conduit pas l'électricité, sauf qu'il est impossible de se décharger par ionisation.
Si un isolant chargé reste dans l'EPA, il émettra un champ électrostatique, causant une charge nette à tous les objets à proximité, augmentant ainsi le risque de dommages ESD au produit. Bien que de nombreux fabricants tentent d'interdire les matériaux isolants de leur EPA, cette méthode est difficile à mettre en œuvre. L'isolation fait trop partie de la vie quotidienne, du coussin en mousse sur lequel l'opérateur s'assoit confortablement, à quelque chose dans la housse en plastique.
En raison de l'utilisation d'ioniseurs, les fabricants peuvent accepter le fait que certains matériaux isolants apparaissent dans leur EPA. Étant donné que le système de génération d'ions neutralise en permanence toute accumulation de charge pouvant se produire sur l'isolateur, il s'agit d'un investissement raisonnable pour tout programme ESD.
Il existe deux formes de base d'équipements générateurs d'ions dans les assemblages électroniques standard :
Type de bureau (ventilateur unique)
Équipement de type aérien (dans une seule unité aérienne, il y a une série de ventilateurs)
Il existe également des générateurs d'ions d'intérieur, mais ils sont principalement utilisés pour nettoyer l'environnement de la pièce.
Le choix de dépend de la taille de la zone à protéger. L'ioniseur de bureau couvrira une seule surface de travail, tandis que l'ioniseur suspendu en couvrira deux ou trois. Un autre avantage est que l'ioniseur peut également empêcher la poussière de se fixer au produit de manière statique, ce qui peut en dégrader l'apparence.
Cependant, s'il n'y a pas de test et de surveillance normaux de l'efficacité des équipements ESD, aucun plan de protection n'est parfait. Les meilleurs experts en contrôle ESD et en ionisation ont rapporté des exemples de fabricants qui ont utilisé des équipements ESD défaillants (et donc inutiles) sans connaître la panne.
Afin d'éviter cette situation, en plus des équipements ESD standard, les fournisseurs ESD fournissent également divers moniteurs constants, qui déclenchent automatiquement une alarme si une performance dépasse les réglementations. Le moniteur peut être utilisé comme unité indépendante ou connecté en réseau. Il existe également un logiciel de réseau pour la collecte automatique de données, qui affiche les performances du système des opérateurs et des postes de travail concernés en temps réel.
Le moniteur peut simplifier la planification des décharges électrostatiques en éliminant de nombreuses tâches quotidiennes, telles que s'assurer que la courroie du bol est correctement mesurée chaque jour, que l'ioniseur est équilibré et correctement entretenu et que le point de mise à la terre de l'établi n'est pas endommagé.
en conclusion
La première étape pour prévenir les décharges électrostatiques consiste à évaluer correctement comment de petits détails peuvent causer des dommages irréparables s'ils sont ignorés. Un plan efficace nécessite non seulement l'utilisation d'équipements de protection ESD efficaces, mais également des procédures d'exploitation strictes pour garantir que le comportement de tout le personnel de la centrale sur le terrain est sans danger pour les ESD.
Bien que de nombreux fabricants utilisent des testeurs automatiques de tapis de bol, on constate souvent que les opérateurs réussissent le test ou échouent parce que le tapis de bol est trop lâche. De nombreux opérateurs tentent de réussir le test en tenant simplement le testeur près de leur poignet avec l'autre main.
Néanmoins, la bonne nouvelle est que l'ESD est évitable. Le temps et les coûts investis dans le bon équipement et l'amélioration des procédures de sécurité seront récompensés par une augmentation correspondante du taux de réussite.