Наша компания TÜRCERT может проводить испытания электростатического разряда в своих собственных лабораториях во время испытаний на электромагнитную совместимость в соответствии со стандартами IEC / EN или только для испытаний на электростатический разряд.

Электростатический разряд (ESD) - это внезапный электрический ток, короткое замыкание или пробой диэлектрика, вызванный контактом двух электрически заряженных объектов. Увеличение статического электричества может быть вызвано нагрузкой трением или электростатической индукцией. ЭСР возникает, когда два по-разному заряженных объекта соединяются вместе или между ними возникают диэлектрические разрывы, часто создавая видимую искру.

ОУР может создавать необычные искры (молния является основным событием ОУР с громом, сопровождаемым громом) или менее выраженные формы, которых все еще вполне достаточно для повреждения чувствительных электронных устройств. Электрические искры требуют напряженности поля в воздухе выше примерно 4 кВ / см, как при молнии. Другими формами электростатического разряда являются разряд острых электродов коронным разрядом и неострых электродов утечкой.

ESD может вызвать некоторые из основных вредных воздействий в отрасли (включая газ, паровое топливо, взрывы угольной пыли и выход из строя некоторых компонентов твердотельной электроники, таких как интегральные схемы). Они могут получить постоянное повреждение при воздействии высокого напряжения. Поэтому производители электроники определили области электростатической защиты без статического электричества, приняв меры предосторожности (избегая материалов с высоким электрическим зарядом и предоставляя средства для сбора земли для людей, обеспечивая средства для сбора тока, контролируя влажность и принимая меры для устранения статического электричества).

Симуляторы ESD можно использовать для опробования электронных инструментов. (Например, модель человеческого тела с электрически заряженным транспортным средством)

Электрический разряд может происходить способом 2. Другой способ - контактный разряд. Разряд может найти свой собственный путь в воздухе и прыгнуть в любом месте на устройстве. Для того, чтобы разряд произошел через контакт, к металлической поверхности необходимо прикоснуться, и разряд происходит в точке контакта. Следовательно, самое важное, что нужно помнить и запоминать в тестовой среде ESD, - это держать объект под контролем и подходить слишком сильно.

Причины
Одной из причин электростатического разряда является статическое электричество. Статическое электричество обычно вызывается фрикционной нагрузкой (распределение электростатического заряда путем контакта, а затем разделения двух веществ). Ходьба по ковру, протирка пластиковой расчески для сухих волос, втирание воздушного шара в свитер, подъем в тканевое сиденье автомобиля или удаление некоторых пластиковых пакетов - примеры электрификации при трении.

Другой причиной повреждения от электростатического разряда является электростатическая индукция. Электростатическая индукция возникает, когда электрически заряженный объект находится рядом с проводящим материалом, отделенным от земли. Наличие заряженного объекта создает электростатическое поле, которое вызывает перераспределение электрических зарядов на поверхности другого объекта. Несмотря на то, что общий электростатический заряд объекта не изменяется, теперь он имеет области избыточного и отрицательного заряда. Событие ESD может возникать, когда объект контактирует с проводящим путем. Например, заряженные области на поверхности чашки или пакета из пенопласта могут индуцировать потенциал в чувствительных к электростатическому разряду компонентах посредством электростатической индукции, и если этот компонент вступает в контакт с металлическим устройством, может возникнуть событие электростатического разряда.

форматы
Наиболее необычной формой ESD является искра, генерируемая сильным электрическим полем, создающим ионизированный проводящий канал в воздухе. Это может вызвать небольшой дискомфорт для людей, серьезное повреждение электронного оборудования, а также пожары и взрывы, если в воздухе содержатся горючие газы и частицы.

Но большинство событий ОУР происходит без невидимых и неслышимых искр. Человек с относительно небольшим электрическим зарядом может не чувствовать достаточного разряда, чтобы повредить чувствительный электронный компонент. Некоторые автомобили могут быть повреждены небольшим разрядом, таким как 30V. Эти невидимые формы ОУР могут непосредственно приводить к электронным помехам в автомобиле или менее выраженным формам потери эффективности в долгосрочной надежности и производительности транспортных средств. Ухудшение состояния некоторых транспортных средств может быть неочевидным в течение срока службы.

искры
Основная статья: электрические искры
Искра срабатывает, когда напряженность электрического поля превышает приблизительно 4-30кВ / см (напряженность диэлектрического поля воздуха). Это явление может вызвать внезапное увеличение количества свободных электронов и ионов в воздухе, в результате чего воздух внезапно станет электрическим проводником в процессе, называемом диэлектрической деградацией.

Вероятно, самым известным примером естественной искры является молния. В этом случае электрический потенциал между облаком и землей или между двумя облаками часто достигает сотен миллионов вольт. В результате ток, протекающий через канал перемещения, вызывает огромную передачу энергии. В гораздо меньших масштабах искры могут возникать как низко заряженные объекты, такие как 380 V, во время электростатических разрядов в воздухе. (Закон Пашена) Атмосфера Земли состоит из% 21 кислорода (O2) и% 78 азота (N2). Во время электростатического разряда, такого как вспышка, затронутые атмосферные молекулы электрически растягиваются. Двухатомные молекулы кислорода разделены. Они находятся в форме озона (O3), который нестабилен или реагирует с металлами и органическими веществами. Если электрическое напряжение достаточно высокое, могут образовываться оксиды азота (NOx). Оба продукта токсичны для животных, а для фиксации азота необходимы оксиды азота. Озон прилипает ко всем органическим веществам с разложением озона и используется для очистки воды.

Искры являются источником горения для легковоспламеняющихся сред и могут вызвать разрушительные взрывы в этих плотных топливных средах. Большинство вспышек происходит после очень небольшого электростатического разряда, независимо от того, есть ли неожиданная утечка топлива, которая проникает в известное устройство искры под открытым небом, или неожиданная искра в известной среде, богатой топливом. Если присутствует кислород и три условия огненного треугольника объединены, результат будет одинаковым.

Предотвращение повреждений в электронике

Часть статического разгрузчика космического корабля.
Многие электронные компоненты, особенно микрочипы, могут быть повреждены от электростатического разряда. Прецизионные компоненты; он должен быть защищен во время и после изготовления, во время транспортировки и сборки деталей и в готовом состоянии.

Защита при изготовлении
Предотвращение электростатического разряда в производстве основано на зоне защиты от электростатических разрядов (EPA). EPA может быть небольшой рабочей зоной или большой производственной зоной. Основной принцип EPA состоит в том, чтобы избегать присутствия сильно заряженных материалов вблизи электроники, чувствительной к электростатическому разряду. Все токопроводящие материалы и рабочие заземлены, и в электронике, чувствительной к электростатическим разрядам, предотвращается накопление нагрузки. Международные стандарты определяют типовое EPA, которое можно найти на примерах, таких как Международная электротехническая комиссия (IEC) или Американский национальный институт стандартов (ANSI).

Профилактика ОУР в EPA; использование соответствующих материалов, безопасных для защиты от электростатического разряда, использование тонких проводящих нитей в одежде, которую надевают работники, использование проводящих запястий и зажимов для ног, чтобы предотвратить накопление высокого напряжения в телах работников, использование антистатических ковров или материалов из проводящего настила для защиты от вредных электрических нагрузок вдали от рабочей зоны и содержания влаги. Он содержит элемент управления. Так как тонкий слой влаги, накопленный на большинстве поверхностей, служит для рассеивания электрических зарядов, влажные условия предотвращают образование электростатических зарядов.

Ионные генераторы иногда используются для введения ионов в воздушный поток среды. Системы ионизации помогают нейтрализовать заряженные поверхности областей изоляторов или диэлектрических материалов. Проводящие материалы, склонные к электрификации трением, следует хранить вдали от чувствительных устройств, чтобы предотвратить случайную зарядку из-за индукции. В самолете статические разгрузчики используются на торцевых кромках крыльев и других поверхностей.

Производители и пользователи комбинированных цепей должны принять ряд мер, чтобы избежать ОУР. Предотвращение электростатического разряда может быть частью самого устройства или может включать в себя конкретные методы проектирования входных и выходных клемм. Внешние защитные компоненты также могут быть использованы в конструкции схемы.

Из-за диэлектрической природы электронных компонентов и инструментов электростатический заряд не может быть полностью предотвращен во время управления устройствами. Производство и управление большинством чувствительных к электростатическим разрядам электронных инструментов и компонентов настолько малы, что их можно выполнить с помощью автоматизированного оборудования. Поэтому процессы предотвращения электростатического разряда очень важны для этих процессов, в которых компоненты приводятся в непосредственный контакт с поверхностями оборудования. Также важно предотвратить ЭСР, как только компоненты, чувствительные к электростатическому разряду, вступят в контакт с другими проводящими частями самого продукта. Наиболее эффективный способ предотвращения электростатического разряда - это использование материалов, которые не являются очень проводящими, но могут медленно снимать статический заряд. Эти материалы называются статическими распределителями и имеют сопротивление в диапазоне от 105 до 1012 Ом. В автоматизированном производстве материалы, которые касаются проводящих областей чувствительной к электростатическим разрядам электроники, должны быть изготовлены из диспергирующего материала и должны быть заземлены.

Защита при транспортировке
Чувствительные устройства должны быть защищены во время транспортировки, использования и хранения. Увеличение и разряд статического электричества можно свести к минимуму, контролируя поверхностное сопротивление упаковочных материалов и объем удельного сопротивления. Процесс упаковки также разработан таким образом, чтобы минимизировать трение электризации упаковок во время транспортировки, что может быть необходимо для того, чтобы упаковочный материал содержал электростатическую или электромагнитную защиту.

Моделирование и тестирование для электронных устройств

Электрический разряд
Имитатор ОУР, часто называемый моделью человеческого тела (HBM) со специальной выходной цепью, часто используется для проверки чувствительности электронных устройств к электростатическому разряду, который может возникнуть в результате контакта с человеком. Он состоит из конденсатора, соединенного последовательно с резистором. Конденсатор заряжается до определенного высокого напряжения внешним источником, а нагрузка внезапно разряжается через резистор на концах тестируемого устройства (DUT). Наиболее широко используемые стандарты JEDEC 22-A114-B (пикофарадный конденсатор 100 и сопротивление 1500 ом указаны как). Метод MIL-STD-883 3015 и ESD STM5.1 Ассоциации ESD являются другими аналогичными стандартами. Испытательные спецификации IEC / EN 61000-4-2 используются для соответствия стандартам Европейского оборудования по информационным технологиям (ЕС, Европейский союз). Измерить стабильность продукта; руководящие указания и требования к геометрии испытательного устройства, спецификации производителя, уровни испытаний, скорость разряда и формы волны, формы и точки разряда в изделии, являющемся жертвой деки », и эксплуатационные критерии.

Тест модели нагруженного устройства (CDM, модель заряженного устройства) используется для определения ESD, которому устройство может противостоять, когда устройство имеет собственный электростатический заряд и разряжается из-за металлического контакта. Эта форма разряда является наиболее распространенной формой электростатического разряда в электронных устройствах и вызывает большинство повреждений электростатического разряда во время производства. Разряд CDM в основном зависит от интерференционных параметров разряда и размера и формы упаковочного компонента. JEDEC определила одну из наиболее широко используемых имитационных тестовых моделей CDM.

Другими стандартизированными схемами тестирования ESD являются модель машины (MM, модель машины) и вибрация линии передачи (TLP).

ESD Аббревиатура для электростатического разряда (разряда). Разряды статического электричества - это ряд физических событий, которые мы можем испытывать каждый день. Статические нагрузки; это может произойти на проводящих и непроводящих материалах или на людях. Человеческое тело является сопротивлением, а также конденсатором. люди; трения при ходьбе, входе и выходе из транспортных средств, работе за столом, ношении одежды и т. д. во время ежедневных действий, таких как (+) или (-), взимается электрический заряд. При рукопожатии в повседневной жизни прикосновение к дверной ручке вызывает чувство искажения. Все эти образования являются разрядами накопленного на человеке электростатического заряда.
Мы не осознаем разряда (разряда) в нашей повседневной жизни. Поскольку; Необходимо разряжать больше, чем 3000 Вольт, чтобы чувствовать, 5000 Вольт, чтобы видеть, и 10.000 Вольт разряжать, чтобы видеть.
В то время как развитие электронной промышленности продолжается быстрыми темпами, оно объединяет множество проблем. Наиболее важной из этих проблем является ОУР. Ущерб, нанесенный ОУР, вовсе не недооценивается. Было установлено, что эти повреждения вызваны% 25 в электронных материалах и% 50 в рабочих устройствах. Учитывая, что стоимость отказов ОУР в мире на сегодняшний день составляет около триллиона долларов 25, неизбежно принимать меры по ОУР, где бы они ни использовались в производстве и с использованием передовых технологий. В качестве примера можно привести средства обслуживания и производства самолетов, отделения интенсивной терапии, радиолокационные станции, электронные и рентгеновские кабинеты, типографии, операционные залы, центры обработки данных, фармацевтическую промышленность, сборочные и испытательные подразделения по производству электроники.

ОУР в основном; оборудование и оборудование, которые могут быть легко затронуты окружающей средой или чувствительностью к напряжению компонентов, используемых при очень высокой чувствительности. Известно, что статическое электричество оказывает огромное влияние на протяжении нескольких тысяч лет. В последнее время эти эффекты только начали понимать, а преимущества и недостатки этих эффектов наблюдались во многих приложениях. К сожалению, некоторые нежелательные ситуации статического электричества вызывают проблемы. Многие элементы схемы, компоненты, схемы, высокотехнологичные продукты вызывают нежелательные сбои и плохое качество продукта из-за внезапного изменения электростатического заряда. Это значит; Это означает, что в окружающей среде есть заряд энергии, т.е. разряд электростатического заряда или ESD для краткости. Оборудование, подверженное воздействию ОУР; среда ESD может легко воздействовать на транзисторы, диоды, лазерные диоды, электрооптические устройства, прецизионные пленочные резисторы, тонкопленочные и толстопленочные резисторы, конденсаторы, различные полупроводники, микросхемы, гибридные устройства, пьезоэлектрические кристаллы и даже более сложные интегральные схемы. Мы можем показать элементы. Многие электростатические генераторы включают трибоэлектрический заряд; это может быть объяснено как контактный контакт, который может происходить между двумя материалами, с последующим разделением точек контакта. При таком действии движение электронов будет происходить от одной поверхности к другой, создавая дисбаланс зарядов между материалами. В это время электростатический разряд может непосредственно повредить источники зарядки или предметы зарядки непосредственно во время контакта. Эти ситуации доказывают нам, насколько эффективна и отрицательна сила ОУР в нашей трудовой жизни.

Меры предосторожности против ОУР:
Все проводники и персонал в рабочей зоне находятся в прямом контакте с землей. Этот контакт создает равный потенциал между всеми проводниками и рабочим персоналом. Потенциал напряжения (O) в земле больше нуля и имеет такой же потенциал во всех других элементах. Постоянные меры защиты должны быть приняты против этого потенциала. Вся рабочая зона (EPA) защищена чувствительными и замечательными символами и знаками ОУР, и рабочая зона должна быть защищена от ОУР маркировкой, прежде чем персонал войдет в зону.

Изоляция и изоляция, необходимые в процессах, должны предотвращать поток электронов в проводниках и, таким образом, обеспечивать систему ионизации.
В наружной зоне, защищенной от электростатического разряда, чувствительный мешок от электростатического разряда образует защитный экран, такой как клетка Фарадея, от трибоэлектрического заряда. Эти мешки защищены от разряда от электростатических полей (EPA) и от проникновения в землю. Персонал и посетители, входящие в рабочую зону; заземление должно быть обеспечено с помощью браслетов или пяточных ремней, перчаток или поручней.Фартуки ESD следует носить регулярно, рабочие точки и документы должны храниться в защитном кожухе.
Чистящие средства, содержащие силикон, не должны использоваться. Поскольку такие материалы препятствуют проводимости изолированного слоя или надлежащему функционированию рассеивающего материала, необходимо очистить крышки от электростатического разряда; Следует использовать средства для очистки от статического электричества, содержащие антистатик и раствор.
С точки зрения безопасности персонала старый или скоропортящийся материал должен быть заменен новым. Неисправный выключатель и другие защитные устройства должны быть подчеркнуты. Однако сотрудники постоянно находятся в контакте с электрическими источниками, где бы они ни находились.
Детальное исследование требуется для контроля состояния окружающей среды (маркировка), проверки продукта, тестирования, хранения, загрузки, использования, обслуживания, обновления и ремонта.