يمكن لشركتنا TÜRCERT إجراء اختبارات التفريغ الكهروستاتيكي ESD في مختبراتها الخاصة أثناء اختبارات EMC وفقًا لمعايير IEC / EN أو كاختبارات ESD فقط.

التفريغ الإلكتروستاتيكي (ESD) هو تيار كهربائي مفاجئ أو ماس كهربائي أو عازل كهربائي ناتج عن ملامسة كائنين مشحونين كهربائيًا. يمكن أن يكون سبب الزيادة في الكهرباء الساكنة عن طريق تحميل الاحتكاك أو الحث الكهربائي. يحدث ESD عندما يتم الجمع بين كائنين مشحونين بطريقة مختلفة أو فواصل عازلة بينهما ، مما يؤدي غالبًا إلى ظهور شرارة مرئية.

يمكن لـ ESD إنشاء شرارات غير عادية (يمثل البرق حدثًا رئيسيًا لتنمية البيئة (ESD) مصحوبًا بالرعد) أو أشكالًا أقل وضوحًا ، والتي لا تزال كافية لتلف الأجهزة الإلكترونية الحساسة. تتطلب الشرر الكهربائي شدة المجال في الهواء أعلاه حوالي 4 kV / cm ، كما في البرق. أشكال أخرى من ESD هي تفريغ الأقطاب الحادة بواسطة تفريغ الاكليل والأقطاب غير الحادة عن طريق التسرب.

يمكن أن تتسبب البيئة والتنمية المستدامة في بعض الآثار الضارة الرئيسية في الصناعة (بما في ذلك الغاز والوقود البخاري وانفجارات غبار الفحم وفشل مكونات معينة من الإلكترونيات ذات الحالة الصلبة ، مثل الدوائر المتكاملة). قد يعانون من ضرر دائم عند تعرضهم للجهد العالي. لذلك ، حددت شركات تصنيع الإلكترونيات مناطق حماية للكهرباء الساكنة بدون كهرباء ثابتة من خلال اتخاذ تدابير احترازية (تجنب المواد المشحونة كهربائياً العالية وتوفير وسائل جمع الأرض للعاملين البشر ، وتوفير وسائل جمع التيار ، والسيطرة على الرطوبة ، واتخاذ تدابير للقضاء على الكهرباء الساكنة).

يمكن استخدام محاكيات ESD لتجربة الأدوات الإلكترونية. (على سبيل المثال ، نموذج من جسم الإنسان مع سيارة مشحونة كهربائيا)

يمكن أن يحدث التفريغ الكهربائي بطريقة 2. الطريقة الأخرى هي تفريغ الاتصال. يمكن أن يجد التفريغ مساره الخاص في الهواء والقفز في أي مكان على الجهاز. لكي يحدث التفريغ من خلال التلامس ، يجب لمس السطح المعدني ويحدث التفريغ عند نقطة التلامس. لذلك ، يجب أن يكون أهم شيء يجب تذكره وتذكره في بيئة اختبار ESD هو إبقاء الكائن قيد الاختبار والتعامل معه كثيرًا.

الأسباب
أحد أسباب ESD هو الكهرباء الساكنة. تحدث الكهرباء الساكنة عادة عن تحميل الاحتكاك (توزيع الشحنة الكهربائية عن طريق الاتصال ثم فصل المادتين). المشي على السجادة ، أو فرك مشط بلاستيكي على الشعر الجاف ، أو فرك بالون في سترة ، أو ارتفاع مقعد النسيج في السيارة ، أو إزالة بعض العبوات البلاستيكية ، هي أمثلة على كهربة الاحتكاك.

سبب آخر لتلف البيئة والتنمية المستدامة هو الحث الكهربائي. يحدث الحث الكهروستاتيكي عندما يتم وضع كائن مشحون كهربائيًا بجوار مادة موصلة منفصلة عن الأرض. يؤدي وجود الكائن المشحون إلى إنشاء حقل كهروستاتيكي يؤدي إلى إعادة توزيع الشحنات الكهربائية على سطح الجسم الآخر. على الرغم من أن الشحنة الكهربية الكلية للكائن لا تتغير ، إلا أنها تحتوي الآن على مناطق شحن مفرطة الإيجابية والسلبية. قد يحدث حدث ESD عندما يتصل الكائن بمسار التوصيل. على سبيل المثال ، يمكن أن تحفز المناطق المشحونة على سطح كوب أو كيس الستايروفوم في مكونات حساسة من ESD عن طريق الحث الكهروستاتيكي ، وإذا تم ملامسة هذا المكون لجهاز معدني ، فقد يحدث حدث ESD.

صيغ
الشكل الأكثر استثنائية من ESD هو الشرارة الناتجة عن مجال كهربائي قوي خلق قناة موصلة مؤينة في الهواء. يمكن أن يسبب هذا إزعاجًا بسيطًا للأفراد ، وإلحاق أضرار جسيمة بالمعدات الإلكترونية ، والحرائق والانفجارات إذا كان الهواء يحتوي على غازات وجزيئات قابلة للاحتراق.

لكن معظم أحداث البيئة والتنمية المستدامة تحدث بدون شرارات غير مرئية وغير مسموعة. قد لا يتمكن أي شخص لديه شحنة كهربائية صغيرة نسبيًا من التفريغ الكافي للإضرار بمكون إلكتروني حساس. يمكن أن تتلف بعض المركبات بتفريغ صغير بحجم 30V. هذه الأشكال غير المرئية من ESD يمكن أن تؤدي مباشرة إلى اضطرابات السيارة الإلكترونية أو أشكال أقل وضوحًا لفقدان الكفاءة في موثوقية وأداء المركبات على المدى الطويل. قد لا يكون تدهور بعض المركبات واضحًا خلال فترة الخدمة.

الشرر
المقال الرئيسي: الشرر الكهربائي
يتم تشغيل الشرارة عندما تتجاوز شدة المجال الكهربائي حوالي 4-30kV / cm (شدة المجال العازلة للهواء). قد تسبب هذه الظاهرة زيادة مفاجئة في عدد الإلكترونات والأيونات الحرة في الهواء ، مما تسبب في أن يصبح الهواء فجأة موصلًا كهربائيًا في العملية التي تسمى التحلل الكهربائي.

ربما يكون أشهر مثال على الشرارة الطبيعية هو البرق. في هذه الحالة ، تصل الإمكانات الكهربائية بين السحابة والأرض أو بين السحبتين إلى مئات الملايين من فولتات. نتيجة لذلك ، فإن التيار المتدفق عبر قناة السفر يؤدي إلى نقل طاقة ضخم. على نطاق أصغر بكثير ، يمكن أن تحدث الشرر كأجسام منخفضة الشحن مثل 380 V أثناء تصريف الكهرباء في الهواء. (قانون Paschen) يتكون الغلاف الجوي للأرض من٪ 21 oxygen (O2) و٪ 78 nitrogen (N2). أثناء التفريغ الكهربائي ، مثل الفلاش ، يتم تمديد جزيئات الغلاف الجوي المتأثرة كهربائيًا. يتم فصل جزيئات الأكسجين دياتومي. إنها على شكل أوزون (O3) غير مستقر أو يتفاعل مع المعادن والمواد العضوية. إذا كان الجهد الكهربائي عاليًا بما فيه الكفاية ، فقد تتشكل أكاسيد النيتروجين. كل من المنتجات سامة للحيوانات وأكسيدات النيتروجين مطلوبة لتثبيت النيتروجين. يلتصق الأوزون بجميع المواد العضوية مع تحلل الأوزون ويستخدم في معالجة المياه.

تعتبر الشرر مصدرًا للاحتراق في البيئات شديدة الاشتعال ويمكن أن تسبب انفجارات مدمرة في بيئات الوقود الكثيفة. تحدث معظم الرشقات بعد تفريغ إلكتروستاتيكي صغير للغاية ، بغض النظر عما إذا كان هناك تسرب وقود غير متوقع يغزو جهاز شرارة في الهواء الطلق أو شرارة غير متوقعة في بيئة غنية بالوقود معروفة. إذا كان الأكسجين موجودًا وتم الجمع بين الشروط الثلاثة لمثلث النار ، تكون النتيجة هي نفسها.

منع الضرر في مجال الالكترونيات

جزء من جهاز تفريغ ثابت للمركبة الفضائية.
يمكن أن تتلف ESD العديد من المكونات الإلكترونية ، وخاصة الرقائق. مكونات دقيقة يجب حمايتها أثناء وبعد التصنيع وأثناء النقل وتجميع الأجزاء وفي الحالة النهائية.

الحماية أثناء التصنيع
تعتمد الوقاية من ESD في التصنيع على المنطقة المحمية لتفريغ الكهرباء (EPA). يمكن أن تكون EPA منطقة عمل صغيرة أو منطقة تصنيع كبيرة. يتمثل المبدأ الأساسي في EPA في تجنب وجود مواد مشحونة للغاية في محيط الإلكترونيات الحساسة ESD. يتم تأريض جميع المواد الموصلة والعمال ويتم منع تراكم الأحمال في مجال الإلكترونيات الحساسة للبيئة والتنمية المستدامة. تحدد المعايير الدولية وكالة حماية البيئة (EPA) النموذجية ، والتي يتم العثور عليها من خلال أمثلة مثل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) أو المعهد القومي الأمريكي للمعايير (ANSI).

الوقاية من البيئة والتنمية المستدامة في وكالة حماية البيئة ؛ استخدام مواد مغلفة وآمنة ESD مناسبة ، واستخدام خيوط رقيقة موصلة في الملابس التي يرتديها الموظفون ، واستخدام معصمات موصلة ومشابك للأقدام لمنع تراكم الجهد العالي في أجسام الموظفين ، واستخدام السجاد المضاد للكهرباء الساكنة أو مواد الأرضيات الموصلة للحفاظ على الحمل الكهربائي الضار بعيدًا عن منطقة العمل ، ومحتوى الرطوبة. أنه يحتوي على عنصر التحكم. نظرًا لأن الطبقة الرقيقة من الرطوبة المتراكمة على معظم الأسطح تعمل على تبديد الشحنات الكهربائية ، تمنع الظروف الرطبة تكوين الشحنات الإلكتروستاتيكية.

تستخدم مولدات الأيونات في بعض الأحيان لحقن الأيونات في مجرى هواء الوسيط. تساعد أنظمة التأين على تحييد المناطق السطحية المشحونة بالعوازل أو المواد العازلة. يجب أن تبقى المواد الموصولة المعرضة للكهربة عن طريق الاحتكاك بعيدا عن الأجهزة الحساسة لمنع الشحن العرضي بسبب الحث. في الطائرات ، يتم استخدام أدوات التفريغ الثابتة في حواف الأجنحة والأسطح الأخرى.

يجب على الشركات المصنعة ومستخدمي الدوائر المدمجة اتخاذ عدد من التدابير لتجنب ESD. قد يكون منع ESD جزءًا من الجهاز نفسه أو قد يتضمن تقنيات تصميم محددة لمحطات الإدخال والإخراج. يمكن أيضًا استخدام مكونات الحماية الخارجية مع تصميم الدائرة.

نظرًا لطبيعة العزل الكهربائي للمكونات والأدوات الإلكترونية ، لا يمكن منع الشحن الكهروستاتيكي تمامًا أثناء إدارة الأجهزة. إن تصنيع وإدارة معظم الأدوات والمكونات الإلكترونية الحساسة من أجل التنمية المستدامة (ESD) صغيرة جدًا بحيث يمكن الانتهاء منها بالمعدات الآلية. لذلك ، تعتبر عمليات منع ESD مهمة جدًا مع هذه العمليات التي يتم فيها اتصال المكونات مباشرة بأسطح الأجهزة. من المهم أيضًا منع ESD بمجرد أن تتلامس المكونات الحساسة للتفريغ الكهربائي مع الأجزاء الموصلة الأخرى من المنتج نفسه. الطريقة الأكثر فاعلية لمنع ESD هي استخدام مواد ليست موصلة للغاية ولكن يمكنها إزالة الشحنة الساكنة ببطء. تسمى هذه المواد الموزعين الاستاتيكيين ولها مقاوم في حدود 105 إلى 1012 أوم. في التصنيع الآلي ، يجب أن تكون المواد التي تمس المناطق الموصلة للإلكترونيات الحساسة ESD مصنوعة من مواد مشتتة ويجب أن تكون مؤرضة.

الحماية أثناء النقل
يجب حماية الأجهزة الحساسة أثناء النقل والاستخدام والتخزين. يمكن تقليل زيادة وتفريغ الكهرباء الساكنة عن طريق التحكم في المقاومة السطحية لمواد التغليف وحجم المقاومة. تم تصميم عملية التعبئة أيضًا لتقليل احتكاك العبوات أثناء النقل ، مما قد يكون ضروريًا لمواد التعبئة لاحتواء الحماية الكهروستاتيكية أو الكهرومغناطيسية.

المحاكاة والاختبار للأجهزة الإلكترونية

التفريغ الكهربائي
غالبًا ما يتم استخدام محاكي ESD ، الذي يُطلق عليه غالبًا نموذج جسم الإنسان (HBM) مع دائرة إخراج خاصة ، لاختبار حساسية الأجهزة الإلكترونية تجاه ESD ، والتي قد تنجم عن الاتصال البشري. وهو يتكون من مكثف متصل في سلسلة مع المقاوم. يتم شحن المكثف إلى الجهد العالي المعين بواسطة مصدر خارجي ويتم تفريغ الحمل فجأة عبر المقاوم إلى نهايات الجهاز قيد الاختبار (DUT). تم تحديد معايير JEDEC 22-A114-B الأكثر استخدامًا على نطاق واسع (مكثف 100 بيكو فاراد ومقاومة 1500 أوم). MIL-STD-883 Method تعتبر 3015 و ESD Association ESD STM5.1 معايير أخرى مماثلة. تُستخدم مواصفات اختبار IEC / EN 61000-4-2 للامتثال لمعايير الاتحاد الأوروبي لمعدات تكنولوجيا المعلومات (EU ، Europoean Union). لقياس استقرار المنتج ؛ إرشادات ومتطلبات هندسة وحدات الاختبار ، ومواصفات الشركة المصنعة ، ومستويات الاختبار ، ومعدل التفريغ والأشكال الموجية ، وأشكال ونقاط التفريغ في منتج ضحية deki ، والمعايير التشغيلية.

يستخدم اختبار طراز الجهاز المحمّل (CDM ، طراز الجهاز المشحون) لتحديد ESD الذي يمكن للجهاز مقاومته عندما يكون للجهاز شحنة إلكتروستاتيكية خاصة به ويتم تفريغه بسبب ملامسة المعادن. هذا النوع من التفريغ هو أكثر أشكال ESD شيوعًا في الأجهزة الإلكترونية ويسبب معظم أضرار ESD أثناء التصنيع. يعتمد تفريغ آلية التنمية النظيفة بشكل أساسي على معلمات تداخل التفريغ وحجم وشكل مكون التغليف. تم تحديد أحد أكثر نماذج اختبار محاكاة آلية التنمية النظيفة استخدامًا من قِبل JEDEC.

دوائر اختبار ESD القياسية الأخرى هي طراز الماكينة (MM ، طراز الماكينة) واهتزاز خط النقل (TLP).

اختصار ESD للتفريغ الكهربائي (التفريغ). تصريف الكهرباء الثابت عبارة عن سلسلة من الأحداث البدنية التي يمكن أن نشهدها كل يوم. الأحمال الساكنة يمكن أن تحدث على المواد الموصلة وغير الموصلة أو على البشر. جسم الإنسان هو مقاومة وكذلك مكثف. الناس؛ الاحتكاك أثناء المشي والدخول والخروج من المركبات ، والعمل على الطاولة ، وارتداء الملابس ، وهلم جرا. خلال الأنشطة اليومية مثل (+) أو (-) يتم شحنها بالشحن الكهربائي. أثناء مصافحة الحياة اليومية ، يمس لمس مقبض الباب شعورًا بالتشويه. كل هذه التكوينات هي تصريف الشحنة الكهربائية المتراكمة على الإنسان.
نحن لا ندرك التصريف (التفريغ) في حياتنا اليومية. لأن؛ من الضروري تفريغ أكثر من 3000 Volts ، و 5000 Volts لرؤية و 10.000 Volts للتفريغ.
في حين أن التطورات في صناعة الإلكترونيات تستمر بسرعة ، فإنها تجمع العديد من المشكلات معًا. وأهم هذه المشاكل هي البيئة والتنمية المستدامة. الأضرار التي تسببها البيئة والتنمية المستدامة لا يمكن الاستهانة بها على الإطلاق. تم تحديد أن هذه الأضرار ناتجة عن٪ 25 في المواد الإلكترونية و٪ 50 في أجهزة العمل. بالنظر إلى أن تكلفة حالات الفشل ESD في العالم حتى الآن حوالي 25 تريليون دولار ، لا مفر من اتخاذ تدابير ESD أينما يتم استخدامها في تصنيع واستخدام التكنولوجيا المتقدمة. ومن الأمثلة على ذلك منشآت صيانة وإنتاج الطائرات ووحدات العناية المركزة ووحدات التحكم في الرادار وغرف إعمار والأشعة السينية ودور الطباعة ومسارح التشغيل ومراكز معالجة البيانات وصناعة المستحضرات الصيدلانية ووحدات تجميع وتصنيع الإلكترونيات الكهربائية.

البيئة والتنمية المستدامة هي في الأساس ؛ المعدات والأجهزة التي يمكن أن تتأثر بسهولة بالبيئة ، أو حساسية الجهد للمكونات المستخدمة في حساسية عالية للغاية. من المعروف أن الكهرباء الساكنة لها تأثير ساحق لعدة آلاف من السنين. في الآونة الأخيرة ، بدأت للتو فهم هذه الآثار وتمت ملاحظة مزايا وعيوب هذه الآثار في العديد من التطبيقات. لسوء الحظ ، بعض الحالات غير المرغوب فيها للكهرباء الساكنة تسبب مشاكل. تتسبب العديد من عناصر الدوائر والمكونات والدوائر ومنتجات التكنولوجيا الفائقة في حدوث أعطال غير مرغوب فيها وجودة منتج رديئة بسبب التغيير المفاجئ للشحنة الكهروستاتيكية. هذا يعني هذا يعني أن هناك شحنة طاقة في البيئة ، أي تفريغ شحنة إلكتروستاتيكية أو ESD لفترة قصيرة. المعدات المتضررة من البيئة والتنمية المستدامة. الترانزستورات ، الثنائيات ، الثنائيات الليزرية ، الأجهزة الكهروضوئية ، مقاومات الأفلام الدقيقة ، مقاومات الأغشية الرقيقة والسميكة ، المكثفات ، أشباه الموصلات المختلفة ، الدوائر الدقيقة ، الأجهزة الهجينة ، البلورات الكهروإجهادية ، وحتى أكثر دوائر الدوائر المتكاملة تعقيدًا نحن يمكن أن تظهر العناصر. تتضمن العديد من المولدات الإلكتروستاتيكية شحنة كهروضوئية. يمكن تفسير ذلك على أنه جهة اتصال يمكن أن تحدث بين المادتين ، متبوعة بفصل نقاط الاتصال. في مثل هذا الإجراء ، ستكون حركة الإلكترونات من سطح إلى آخر ، مما يخلق عدم توازن الشحنة بين المواد. في هذا الوقت ، يمكن أن تتسبب ESD في إتلاف مصادر الشحن أو شحن الكائنات مباشرة في وقت الاتصال. تثبت لنا هذه المواقف مدى فعالية وسلطة ESD في حياتنا العملية.

الاحتياطات ضد البيئة والتنمية المستدامة:
جميع الموصلات والموظفين في منطقة العمل على اتصال مباشر مع الأرض. هذا الاتصال يخلق إمكانات متساوية بين جميع الموصلات والموظفين العاملين. جهد الجهد (O) في الأرض أكبر من الصفر ولديه نفس الإمكانات في جميع العناصر الأخرى. يجب اتخاذ تدابير حماية مستمرة ضد هذه الإمكانات. منطقة العمل بأكملها (EPA) محمية برموز وعلامات ESD حساسة ورائعة ويجب حماية منطقة العمل من ESD عن طريق وضع علامة قبل دخول الموظفين إلى المنطقة.

تتمثل العزلة والعزلة اللازمتان في العمليات في منع تدفق الإلكترون للموصلات وبالتالي توفير نظام التأين.
في منطقة خارجية محمية بـ ESD ، تشكل حقيبة ESD الحساسة درع حماية ، مثل قفص faraday ، ضد الشحن الكهربائي. هذه الأكياس محمية ضد التصريف من الحقول الإلكتروستاتيكية (EPA) ومن الاختراق إلى الأرض. الموظفين والزوار الذين يدخلون منطقة العمل ؛ يجب توفير الأرضية من خلال ارتداء أربطة المعصم أو أحزمة الكعب أو القفازات أو الدرابزين ، ويجب ارتداء مآزر ESD بانتظام ، ويجب حفظ نقاط العمل والمستندات في واقٍ.
لا ينبغي استخدام المنظفات التي تحتوي على السيليكون. لأن مثل هذه المواد تمنع توصيل الطبقة المعزولة أو حسن سير العمل في المادة التبددية ، لتنظيف أغطية البيئة والتنمية المستدامة ؛ منظفات البيئة والتنمية المستدامة التي تحتوي على dissaative ثابت والحل ينبغي أن تستخدم.
من حيث سلامة الموظفين ، يجب استبدال المواد القديمة أو القابلة للتلف بأخرى جديدة. وينبغي التأكيد على قاطع الأرض الخاطئ وحراس السلامة الآخرين. ومع ذلك ، فإن الموظفين على اتصال دائم بالمصادر الكهربائية أينما كانوا.
مطلوب دراسة مفصلة للتصميم البيئي للتحكم في البيئة والتنمية المستدامة (علامات) ، وفحص المنتجات ، والاختبار ، والتخزين ، والتحميل ، والاستخدام ، والصيانة ، والتجديد والإصلاح.