לוח מודעות

פורומים

תערוכות ואירועים

מועדון לקוחות

קורסים

מדריכים/קטלוגים
 
 כתבות |  קורסים |  אתרים מומלצים |  תערוכות ואירועים |  קטלוג מוצרים |  גליון מס 95 | רישום חברות
דרכים למניעת ESD


מאת: נעם נהרי*


 


בעיות הנובעות מפריקה בלתי מבוקרת של מטעני חשמל סטטי בתהליכי ייצור, אריזה ושינוע מוכרות כבר שנים בתעשיות ההי-טק והאלקטרוניקה, ובכל זאת נגרמים מדי שנה נזקים רבים למוצרים ולמפעלים שאינם מקפידים על כללי התנהגות ברורים ואינם שומרים על תנאי ייצור נאותים.


 


בימי עיון מקצועיים שעורכת מוטינית טכנולוגיות (מקבוצת יעיל נוע) מדי תקופה, בנושא בקרת פריקת חשמל סטטי – CONTROLED ESD (Electrostatic Static Discharge) מוצגים הנזקים הצפויים כתוצאה מפריקה בלתי מבוקרת של מטען אלקטרו סטטי, הדרכים בהן הם נוצרים והדרכים להתמודדות עם התופעה.


מנחה יום העיון, המהנדס משה נצר (יו"ר תא"מ ב- IEEE) מסר, כי קשה אמנם לאמוד במדויק את רוב הנזקים הנגרמים לתעשייה בכלל ולתעשיית ההי-טק בפרט, אך ברור שרמת הנזק גבוהה מאוד. למעשה, אומר משה נצר, כי מרבית הנזק ממטען אלקטרו סטטי נגרם ברמת המוצר הסופי, וזה יוצא את המפעל פגום או במצב של תפקוד לקוי כתוצאה מנזק מלא או חלקי לרכיבים אלקטרוניים רגישים.


 


הנזק הכלכלי


 


בימינו, כמעט כל הרכיבים האלקטרוניים רגישים למתחים של למעלה מ-100 וולט. פריקה של מתח גדול מ – 100 וולט אל הרכיב, עשויה להסב נזקים משני סוגים:


במקרה הראשון, פריקה בלתי מבוקרת של מתחי יתר אלקטרו סטטיים גורמת להרס מוחלט של הרכיב ובתהליך הבדיקות הסופיות ניתן יהיה להבחין במוצר הפגום ולהימנע משליחתו אל השוק.


במקרה השני, פריקה בלתי מבוקרת של מטען אלקטרו סטטי, עשויה לייצר פגם מבני שקשה מאוד יהיה לאתר, מאחר והרכיב ממשיך לכאורה לתפקד. סביר להניח שהמכשיר בו שולב הרכיב שניזוק, יעבור את כל מבדקי האיכות, אבל אורך חייו יתקצר והוא עשוי להתקלקל אצל הצרכן. במקרה כזה שמו הטוב של היצרן, המשווק, או שניהם גם יחד, עלול להיפגע.


 


מהו חשמל סטטי וכיצד הוא נוצר?


 


החשמל הסטטי הוא תופעה פיסיקלית הנוצרת כתוצאה מחוסר איזון בין המטענים החיוביים לבין המטענים השליליים בחומר. כתוצאה מכך נוצר הפרש מתחים (פוטנציאלים) בין החומר הטעון לבין חומרים אחרים, והמטען מתפרק בצורת ניצוץ חשמלי.


חוסר איזון חשמלי כזה עשוי להיגרם כתוצאה ממגע, חיכוך, הפרדה או השראה בין שני עצמים העשויים בדרך כלל מחומר מבודד, כגון צמר, גומי, פלסטיק או ספוג. המגע גורם למעבר אלקטרונים מפני השטח של עצם אחד לפני השטח של העצם השני ועל ידי כך הופך עצם אחד להיות טעון בעודף מטען שלילי ולעצם השני להיות בעל עודף במטען חיובי.


 


את תהליך הבקרה על פריקה בלתי מבוקרת של חשמל סטטי, ניתן לחלק לשלושה מישורים עיקריים: 


 


א. הגורם האנושי


הניסיון מראה כי רוב הנזק ממטענים אלקטרו סטטיים נגרם עקב מעבר ישיר של מטען אלקטרו סטטי מגוף האדם. ברוב המקרים, העובדים הינם היצרן הגדול ביותר של מטעני חשמל סטטי באזור העבודה.


לדוגמא, גם הליכה רגילה על רצפה, או משטח אחר שאינו מפזר מטענים גורמת לגוף האדם לצבור מטען אלקטרו סטטי. גוף האדם יכול להיטען בכמות גדולה של מטען חשמל סטטי, עד ל-50 KV, מבלי להרגיש.


בשלב זה, כל נגיעה ולו הקלה ביותר של האצבע במוצר, או בפס היצור, תגרום לפריקת המטען ועשויה להסב נזק בלתי הפיך לרכיבים האלקטרוניים שעל פס הייצור.


 


המטען הסטטי פוגע במבנה הפנימי של הרכיב. הפגיעה מתחילה כאשר נוצר הפרש פוטנציאל חשמלי בין שני רגליו של הרכיב. במקרה זה, המטען הסטטי זורם מהרגל הראשונה דרך המבנה האלקטרו-כימי של הרכיב ומגיע לנקודת החיבור של החלק השבבי אל הרגל השנייה. זרם כזה, במתח שמעל למותר, גורם לחימום פנימי, אשר עשוי להתיך את החיבורים החשמליים של הרכיב.


חלק חיוני ביצירת סביבת עבודה מבוקרת חשמל סטטי (EPA) הינו שימוש בביגוד אנטי סטטי. לבישת ביגוד אנטי סטטי מסייעת במניעת צבירה של מטעני חשמל סטטי על ידי העובדים, ולפיכך מצמצמת את אפשרויות הפגיעה ברכיבים, ומקטינה את כמות חלקיקי האבק בחדרים נקיים.


בנוסף , על העובד להאריק את עצמו על ידי רצועת הארקה ליד ורצועות הארקה לרגל,  ובכך לנטרל את הפוטנציאל החשמלי של גופו.


 


ב. EPA - סביבת עבודה מבוקרת חשמל סטטי


חשוב ביותר להקפיד על שימוש בציוד אנטי סטטי תקין ובציוד הארקה תקין שיבטיח


יצירת אווירה מוגנת ESD בסביבת הייצור. יש לבצע בדיקת תקינות תקופתית לכל הציוד המוארק והאנטי סטטי באזור העבודה, לרבות שולחנות העבודה, הכיסאות, משטחי השולחן, היוניזאטורים (במידה ויש) וחיבורי ההארקה.


בקרת הלחות והטמפרטורה באזור העבודה הינה אמצעי נוסף וחשוב למניעת הצטברות ופריקה של מטען אלקטרו סטטי, מאחר ואוויר יבש צובר מטענים אלקטרו סטטיים בקלות רבה. התקנים מגדירים את הלחות היחסית הרצויה בין 40% ל-60%.


חדרים נקיים מחייבים רמת לחות יחסית נמוכה יותר (כ- 42 אחוזי לחות יחסית), ובכך מתגברת בעיית הבקרה על פריקה בלתי מבוקרת של ESD.


 


ג. אריזה, שינוע ואחסנה


תהליך הייצור מסתיים באריזה, אחסנה ושינוע של המוצר. חשוב להקפיד על שינוע המוצרים בעגלות מוארקות וכן על אחסנה במידוף מוארק. כמו כן, שימוש בקופסאות אנטי סטטיות / קופסאות מוליכות, ובשקיות שילד  (SHIELD ) אשר יבטיח הגנה מפריקה אלקטרו-סטטית.


 


לסיכום, חשמל סטטי, כתופעה פיסיקלית, היה כאן הרבה לפנינו ויש להניח שיהיה כאן גם הרבה אחרינו. המטרה הינה למנוע את צבירתו בסביבה רגישה, ולהבטיח שהפריקה שלו תהא מבוקרת. הקפדה על הנושאים הבאים עשויה לסייע בהגשמת מטרה זו:


 



  • ריצוף איזור העבודה והמחסנים ב- PVC אנטי סטטי תקני.

  • הארקת ESD לעובדים בעזרת צמידי יד או רצועות רגל תקניים.

  • הארקת ESD לראש המלחם.

  • הארקת ESD למשטחי עבודה ושולחנות באזור העבודה.

  • שימוש נקודתי באקדחי יונים או ביוניזטורים

  • שימוש בחלוק אנטי סטטי מסוכך.

  • יש להימנע מסוודרים, מעילים ובגדים עם סקוטש'.    

  • שימוש במדפים ועגלות המותאמים לתקני ESD.

  • שימוש באריזות SHIELD  .

  • מניעת הכנסתם של חומרים מבודדים/אסורים לאזורי העבודה, דוגמת פוליאתילן על כל צורותיו, קופסאות פלסטיק וכל כלי או אביזר שעשוי מחומר מבודד.

* הכותב הינו מנהל מוטינית טכנולוגיות בקבוצת יעיל נוע – אתר אינטרנט www.motyknit.com

לפרטים נוספים

הדפסה   שלח לחבר

Copyright © 2002 ComLine LTD. All rights reserved.