静电控制的基本原则
静电放电(esd)控制对电子制造业来说,是一项艰巨的挑战。但若掌握了六个静电控制的基本原则,建立实施 esd 控制方案并不复杂,仅需记得,esd 在墨菲定律中亦成立:「无论我们做什么,静电荷都会设法找到放电方式」
1、保护设计
第一个原则是将产品和组件设计为尽可能抵抗静电的影响。这包括使用对静电敏感度较低的设备或在设备、电路板、组件和设备上提供适当的输入保护等步骤。对于工程师和设计师来说,矛盾的是,先进的产品技术需要更小、更复杂的几何形状,而这些几何形状通常更容易受到静电的影响。esd 目标级别行业委员会和 esd 协会 2010 年 4 月修订的“静电放电 (esd) 技术路线图”表明,设计人员提供过去可用的保护级别的能力将降低。因此,人体模型稳健性的 esd 目标水平降低到 1000伏,充电设备模型稳健性的 esd 目标水平降低到 250 伏,有进一步降低这些值的趋势。这些目标值被认为是当今使用基本 esd控制方法制造和处理的产品的现实和安全水平,如国际行业标准(例如 ansi/esd s20.20 或 iec 61340-5-1)中所述。当必须使用和处理具有较低 esd 目标水平的设备时,可能需要超出此处所述原则的特定应用控制。用户应参考工业委员会的最新更新。可能需要超出此处描述的原则的特定于应用程序的控制。用户应参考工业委员会的最新更新。可能需要超出此处描述的原则的特定于应用程序的控制。用户应参考工业委员会的最新更新。
2、定义您的环境所需的控制级别。
您使用的最敏感或最易受 esd 影响 (esds) 的物品是什么?您正在制造和运输的产品的耐压等级是什么?为了了解需要什么,最好了解将在您的设施中处理的所有设备的人体模型 (hbm) 和带电设备模型 (cdm) 灵敏度级别。ansi/esd s20.20 和 iec 61350-5-1 定义了对 100 伏 hbm 和 200 伏 cdm 敏感的项目的控制程序要求。有了适当的文件和客观证据,这两个标准都允许根据特定情况调整要求。
3、识别和定义静电保护区 (epa)
根据术语表 esd adv1.0,esd 保护区是“具有必要材料、工具和设备的定义位置,能够将静电控制到最大限度地减少对 esd 敏感物品的损坏”。这些是您将处理 esds 物品的区域,以及您需要实施基本 esd 控制程序的区域,包括将所有导电和耗散材料(包括人员)粘合或电气连接到已知的公共接地点。
4、减少静电荷的产生
如果 esd 敏感性的预测是正确的,那么产品设计中的 esd 保护措施在最大限度地减少 esd 损失方面的效果会越来越差。第四个控制原则是首先减少静电荷的产生和积累。这是相当基本的:不充电 - 不放电。我们首先从 epa 工作环境中消除尽可能多的静电荷产生过程或材料,特别是高电荷绝缘体,例如普通塑料。我们使用等电位连接或连接到设备接地使导电/耗散材料保持相同的静电电位。保持相同电位的材料之间不会发生静电放电。在 epa 中,esd 控制项目,例如工作台垫、地板、工作服等。应使用接地以减少电荷产生和积累,以代替更常见的工厂产品。人员通过腕带或地板/鞋类系统接地。虽然应该遵循“将静电控制到最小化损害的水平”的基本原则,但无法完全消除电荷的产生。
5、消散和中和
因为我们根本无法消除 epa 中所有静电荷的产生,所以我们的第五个原则是安全地消散或中和那些确实发生的静电荷。正确接地和使用导电或耗散材料起着重要作用。例如,开始工作的人员身上可能带有电荷;他们可以通过系在腕带上或在穿着esd 控制鞋踩到 esd 地板时去除电荷。电荷会接地,而不是释放到敏感部分。为防止损坏带电设备,可以使用静电耗散材料控制放电电流的大小。
对于某些物体,例如普通塑料和其他绝缘体,它们是非导体,接地无法消除静电荷,因为没有足够导电的路径在合理的时间内减少电荷。如果物体不能从 epa 中消除,则可以使用电离来中和这些绝缘体上的电荷。电离过程产生负离子和正离子,带相同电荷的离子被带电物体排斥,而带相反电荷的离子被吸引到带电物体的表面,从而中和物体。平衡离子发生器,其限制在 ansi/esd s20.20 的表 3 中列出,将有效地产生负离子和正离子,从而导致净电荷为零。
6、保护产品
我们的最终 esd 控制原则是防止确实发生的放电到达敏感部件和组件。有多种 esd 控制包装和材料处理产品可供 epa 内部和外部使用。一种方法是通过适当的接地或分流来保护 esds 物品,这将“消散”产品的任何放电。第二种方法是用低电荷和导电/耗散的包装来包装、储存或运输 esds 物品,以便在接地时可以消散电荷。除了这些特性外,用于将 esds 物品移出 epa 的包装还应具有“放电屏蔽”控制特性。这些材料应有效地保护产品免受充电和放电的影响,并减少由产品在容器内的任何移动引起的电荷的产生。
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静电控制的基本原则 | esd控制的六个基本点