ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú...
TRANSCRIPT
Ochrana citlivých sou částek a za řízení před
škodlivými ú činky elektrostatických jev ů
Základní pojmy:
• Elektrostatický výboj – přenos náboje mezi tělesy o různých elektrostatických potenciálech
• Součástka citlivá na elektrostatický výboj - součástka (diskrétní, integrovaný obvod) nebo sestava, která může být poškozena elektrostatickým výbojem, který se vyskytuje při běžné manipulaci, zkoušení nebo transportu
Účinky výbojů
Okamžitá ztráta funkce součástky
Průraz izolačníchvrstevVznik zkratů
Účinky výbojůLatentní porucha – vznik „slabého“ místaZměna parametrů součástky
Způsoby ochrany před ESD
• Zcela zabránit vzniku elektrostatických nábojů
• Zabránit vnesení elektrostatických nábojůdo EPA
• Zajistit rozptýlení elektrostatického náboje, pokud již vznikl
Lze zabránit vzniku nábojů a výbojů dobře vodivým prostředím?
Ano, ale …
Musí být respektována:
Bezpečnost osob(ohrožení života úrazem el.
proudem – vyhl. 50)
Malé vybíjecí odpory pro nabitékondenzátory v součástkách –veliké vybíjecí proudy (kA)
Termíny a zkratky
• ESD elektrostatický výboj• ESDS součástka citlivá na
elektrostatické výboje• EPA ESD vyhrazený prostor• EBP uzemňovací svorka prostoru EPA• Elektrostaticky vodivý materiál• Elektrostaticky ztrátový materiál• Izolační materiál
Vznik elektrostatických nábojů
Triboelektrickým nabíjením – elektrický náboj je generován dotykem a následným oddělením dvou povrchů
Velikost náboje je závislá na materiálu povrchů, rychlosti oddělování, vnějším prostředí (vlhkost, teplota)
5 kV15 kVpost řik sprejem
1 kV8 kVpodtlakové odsávání pájky ze spoj ů
3 kV16 kVsejmutí smrštitelné fólie s DPS
1.5 kV12 kVodtr žení mylarové pásky s DPS
1.5 kV18 kVposouvání PS boxu po koberci
600 V20 kVvyjímání díl ů z PE tašky
1.5 kV18 kVvyjímání díl ů z výpln ě z pěnového PS
1.5 kV35 kVchůze po koberci ze syntetických vláken
250 V12 kVchůze po PVC podlahové krytin ě
80% RH20 % RH
elektrostatické nap ětíČinnost p ři 25 ºC
Napětí a energie nebezpe čnéelektronickým sou částkám
Napětí (V) Energie(mJ) součástka30 0,2 MOS100 0,2 MOSFET380 0,7 bipolární1000 0,4 TTL300 2 Schottky dioda300 2 planární dioda300 ? tv rezistor
Náboj, kapacita, energie, nap ětíQ C W U
CUQ =
2
2
1CUW =
d
SC rεε 0=
Model lidského těla - HBM
• Člověk je vlastně „špatný kondenzátor“
Model strojního zařízení - MM
Stroj se obecně chová jako sériový kmitavý obvod (opakují se proudové špičky).
Model součástky - CDM
Součástka je kondenzátor s téměř nulovým sériovým odporem – proud je velký, puls strmý a krátký
Průběhy proudů při napětí 400 V :
Požadavky na p ředměty chránícípřed ESD
Předmět Rezistance ( Ω)Prac. povrch 10 k - 10 GPodlaha 0,75 M – 1 GSedadlo 0,75 M – 10 G
Oděv 0,75 M – 1 TKabel k náramku 0,75 M – 5 M
Nasazený náramek 0,75 M – 35 M
Měření parametrů předmětů
Rukavic, nástrojů
Měření parametrů předmětů
Podlaha včetně obuvi
Kontrola při vstupu do EPA
Na stejném přístroji lzekontrolovat i náramek
Prostor EPA
• Vyhrazený prostor ESDve kterém lze manipulovat se součástkami ESDS s přijatelným rizikem poškozeníelektrostatickým výbojem nebo polem.
Je vymezen a označen, s pravidly pro vstup a transport.
Zvláštní podmínky pro stavbu a el. instalaci
• Z bezpečnostních důvodů nejlepšínapájení přes oddělovací transformátor
• Použití proudových chráničů - jmenovitý max. proud 0,5 mA, absolutní maximum 0,67 mA (obvyklá hodnota je 10 mA) !!!!!
• Jediný uzemňovací rozvod - obvykle shodný se síťovým ochranným uzemňovacím rozvodem. Pozor na smyčkové proudy v silovém rozvodu!
Zapojení v EPA
Dočasné pracovišt ěEPA
Manipulaces nechráněnýmiESDS
Značky, nápisy, štítky
Základní zna čka ESDS(min. délka strany 4 mm)
Varovný štítek ESDS
Označeníprostoru EPA
Hranice prostoru EPA
Prostor EPA
s vysokým napětím
Označenívýchodu z EPA
Štítek pro uzemňovacísvorku EBP
Možnosti omezení vzniku elektrostatických náboj ů
• Specifické předměty – pracovní povrchy, podlahy, oděv, obuv, náramky, sedadla …
• Relativní vlhkost vzduchu – doporučenáhodnota je 50 %, při poklesu na 20 % vzrostou povrchové odpory asi 100krát.
• Ionizátory vzduchu – neutralizují náboj v případech, kdy nelze užít uzemnění
Technické standardy pro ESD
ČSN EN 61340-5-1:2001Elektrostatika – Část 5-1: Ochrana elektronických součástek před elektrostatickými jevy – Všeobecnépožadavky
ČSN EN 61340-5-2:2001Elektrostatika – Část 5-2: Ochrana elektronických součástek před elektrostatickými jevy – Uživatelský návod
ČSN EN 61340-2-3:2001Elektrostatika – Část 2-3: Metody zkoušek pro stanovení rezistance a rezistivity tuhých rovinných materiálů používaných k zabráněníakumulace elektrostatického náboje
ČSN EN 61340-4-3:2002Elektrostatika – Část 4-3: Standardní zkušebnímetody pro specifické aplikace – Obuv
ČSN EN 61340-2-1:2003Elektrostatika – Část 2-1: Metody měření –Schopnost materiálů a výrobků odvádět elektrostatický náboj
ČSN EN 61340-3-1:2003Elektrostatika – Část 3-1: Metody simulace elektrostatických jevů – Model lidského těla (HBM) – Zkoušení součástek
ČSN EN 61340-3-2:2003Elektrostatika – Část 3-2: Metody simulace elektrostatických jevů – Strojový model (MM) –Zkoušení součástek