2021/11/23
Техническое рассмотрение для контролировать ESD (ленту) в производстве электроники
Управление управления ESD всегда критическое к достигать высоких выходов продукции, и станет даже более важно в ближайшие несколько лет. Пока индустрия имеет твердое понимание безопасности ESD в ручных операциях включая персонал, возможность усовершенствования в автоматизированных применениях. Для того чтобы быть эффективны, программы управления ESD должны обеспечить что автоматизированное погрузочно-разгрузочное оборудование способно на регулировать завтрашние сильно чувствительные приборы.
Цена ESD
ESD плотно сжимает урожайность и надежность продукта в виртуально каждом аспекте радиотехнической обстановки. Несмотря на усилие сделал за последнее десятилетие, ESD все еще стоит миллиардам электронной промышленности долларов каждый год. Специалисты индустрии приписывают оцененные 8 к 33% всех потерь продукта, который будет причинять ESD. Индивидуальная цена сами этих приборов выстраивает в ряд от немного центов для простого диода до нескольк 100 долларов для сложных гибридов. Однако, повреждение ESD влияет на больше чем как раз потерю приборов. Оно влияет на выходы продукции, производительные расходы, качество продукции и надежность, отношения клиента, и в конечном счете, доходность.
Для сегодняшних автоматизированных объектов, обычные методы управления ESD необходимо переосвидетельствовать и новые методы приложили. Автоматизированное сборочное оборудование способно на обрабатывать 4 000 до 20 000 компонентов час. На этих скоростях, бедно конструировал оборудование которое позволено поручить приборы может повредить большое количество компонентов в очень коротком промежутке времени. Возможно что еще более важно, событие ESD может в свою очередь повредить автоматизированное оборудование.
ESD производит значительное количество электромагнитного взаимодействия (EMI). EMI следуя из событие ESD часто силен достаточно для того чтобы прервать деятельность производственного оборудования. Оборудование контролируемое микропроцессорами особенно впечатлительно для того чтобы повредить по мере того как они работают в частотном ряде та же самой частоты как EMI от событий ESD. Часто ошибанный для ошибки программного обеспечения или небольшого затруднения в системе, EMI может причинить разнообразие проблемы оборудования работая, как перебои, ошибки программного обеспечения, испытание, и неточности тарировки так же, как mishandling. Все могут причинить значительное физическое компонентное повреждение и повлиять на выходы продукции. Аффекты EMI клонят быть случайны в природе и могут повлиять на оборудование через комнату, но выходят оборудование где событие ESD произошло нетронутый. Это может сделать положение события ESD трудным размещать.
Что ESD?
Просто заявленный ESD, быстрая передача электростатического заряда между 2 объектами. ESD случается когда 2 объекта различных потенциалов приходят в непосредственный контакт друг с другом. Поручая результаты когда электроны увеличений поверхности одного объекта, который нужно стать отрицательно - порученный и другой объект теряет электроны от своей поверхности для становления положительного - порученным. Трибоэлектрический поручать происходит когда обмен электрона следует из 2 объекта приходя в контакт друг с другом и после этого отделяя. Одно из 3 событий обычно причина повреждения ESD к приборам: сразу электростатическая разрядка к прибору; электростатическая разрядка от прибора; или поле навело разрядки. Несколько моделей используемых для того чтобы характеризовать как приборы повреждены – модель человеческого тела (HBM), модель машины (MM), порученная модель прибора (CDM), и влияние электрических полей на приборах. В автоматизированном объекте собрания, последние 3 модели или режима самая большая причина заботы.
MM повреждения что случается когда разрядки машины компонентные через прибор. Автоматизированное сборочное оборудование использует разнообразие методы как транспортеры для того чтобы двинуть и направить приборы через процесс сборки. Плохой дизайн оборудования может причинить системы управления аккумулировать значительные обязанности которые будут окончательно разрядка через приборы.
Повреждение CDM происходит когда разрядки прибора к другому материалу. Когда обязанность построит вверх в приборе, она рассеет через проводник на приборе когда прибор будет помещен в контакте с поверхностью с меньшей обязанностью.
Влияние электрических полей (E-полей), или космос окружая электрический заряд, могут причинить порученный прибор поляризовывать. Поляризация создает разницу потенциала, которая может причинить прибор к разрядке к противоположной обязанности, причиняющ 2 разрядки или события выравнивания.
Определять ESD
Пока много внимания потрачено на предотвращении ESD причиненного HBM, недавние исследования показывали что меньше чем 0,10% из полностью документированного повреждения фактически последовало из ungrounded персонал касаясь ESD-чувствительным продуктам (ESDS).
Исследования заключили что 99,9% из повреждения ESD возникли от других моделей, специфически CDM.
Управление ESD врезанное в машинное оборудование необходимо но проблемно. Эффектно для того чтобы контролировать статическое нарастание, и события MM и CDM ESD необходимо предотвратить. Первый шаг в начинать программу управления ESD определить точно где события ESD происходят или правоподобны для того чтобы произойти. Прекрасное место, который нужно начать спросить 2 основных вопроса: во-первых, оборудование как следует заземлило; и во-вторых, оно регулирует приборы в такой манере это они не производят статическую обязанность над допустимым уровнем? Полно быть подготовленным для приспособлений для манипулирования будущего, оборудование должно быть способно на регулировать компоненты с допуском ESD как немного как 50 V. Последователи список ofdocumented зоны известные, что поручили приборы, увеличивая вероятность a
Событие CDM ESD
Обработчики IC. ICs типично будут сильно порученными по мере того как они проходят через оборудование и затем discharged как часть нормального функционирования. Согласно недавним исследованиям, обработчики IC причиняли значительные потери выхода должные к CDM.
Компоненты Лент-и-вьюрка. Проблемы были документированы с компонентами поручая пока они на вьюрках.
Пакеты геля. Если свойственные методы управлением ESD нет на месте, то обломоки IC могут стать сильно порученными по мере того как они подняты липкого нижнего вкладыша и после этого немедленно discharged collets извлекая их.
PCBs установило в пластиковых панелях. Пластиковые панели регулярно используемые для расквартировывая PCBs могут по заведенному порядку поручать к очень высоким уровням сами при регуляции, затем поручающ PCBs. Собрания затем discharged во время нормальной регуляции оператора.
Гнезда теста. Нормальное функционирование может причинить гнезда теста поручить и после этого разрядку в приборы.
Пластиковые крышки над гнездами теста. Поля от больших пластиковых крышек необходимы, что защитили операторов во время высоковольтных тестов часто сильны достаточно для того чтобы повредить приборы под тестом.
Предотвращение нарастания ESD
В предотвращении или уменьшении повреждения MM, критическое что оборудование как следует заземлено пока в движение. Все части оборудования которые приходят в контакт со статическ-чувствительными приборами должны иметь достаточный заземляя путь для того чтобы рассеять аккумулированную обязанность. Свойственное зазмеление проводных и неконсервативных поверхностей предотвращает нарастание статической обязанности на компонентах машины и исключает их как источник обязанност-создаваясь событий ESD.
Заземлять самостоятельно, однако, не предотвратит все события CDM ESD от происходить. Компонентный поручать гораздо более трудная проблема, который нужно разрешить, главным образом потому что большинств электронные блоки содержат изоляторы как часть их дизайна. Изолируя материалы естественно аккумулируют обязанность и зазмеление материалов не извлекает или не уменьшает статическую обязанность. Когда обязанность нельзя извлечь или избежать, ионизация воздуха часто самый эффективный метод нейтрализовать обязанность на изоляторах или изолированных проводниках. В случае автоматизированного оборудования, ionizers воздуха можно установить внутри отростчатых камер. Создание мини окружающих сред путем заключать специфические машины и устанавливать ionizers внутрь другой вариант.
Инструменты измерения ESD
Как только противосредства ESD на месте, важно проверить что они работают как следует. Контролировать непрерывного процесса порекомендован над периодическими проверками программы ESD потому что противосредства ESD часто будут терпеть неудачу. По этой причине, если и когда отказ происходит, он должен быть определен как можно скорее для предотвращения повреждения ESD.
Несколько методов теста существуют для того чтобы утвердить целостность земного пути к частям оборудования и измерить поручают ли машины приборы. Выбирая самые лучшие аппаратуры измерения, рассматривайте, что безопасный уровень обязанности измерен и выбирает аппаратуру которая может измерить внутри этот ряд. Заметьте размер области, который нужно измерить и зафиксировано ли дистанционирование между поверхностью объекта, который нужно измерить и аппаратурой.
Определяя и измеряя статическая обязанность внутри автоматизированного оборудования представляет специфические проблемы. Проблема с большинств обычными методами что они особенно не одеты к автоматизированному оборудованию. Большая часть требует непосредственного контакта с порученным объектом или требует, что прибор извлечен из объекта, делая ее необходимой принять оборудование оффлайн для того чтобы сделать испытание. Для избежания потерянного времени продукции, альтернативные решения необходимы для измеряя обязанностей внутри оборудования.
Для того чтобы измерить статическую обязанность без нарушая деятельности оборудования, сборщики могут установить датчики или зонды внутри оборудования или установить статические детекторы события (SED) на приборах сами. 2 варианта для устанавливать аппаратуры внутри оборудования включают статические датчики и особенные электростатические fieldmeters вольтметра и электростатических с небольшими зондами. Статические датчики включают очень высокие сети входного комплексного сопротивления и могут быть установлены внутри автоматизированного оборудования. Это позволяет им измерить поле произведенное порученной частью по мере того как оно двигает через процесс. Идеально, датчик должен быть установлен как близко к части как возможный. В виду того что он не требует нуллификации существующих полей, идеально для измеряя обязанностей на частях двигая через высокие машины объема.
Электростатические вольтметры и электростатические fieldmeters с небольшими зондами предлагают альтернативный вариант для контролировать внутри оборудования. Зонды небольшие достаточно что их можно поместить в критических положениях для того чтобы измерить обязанность на компонентах по мере того как они проходят мимо. Однако, необходимо позаботиться устанавливая их для обеспечения что они делают точные измеренияя и не мешает с деятельностью оборудования. Несколько факторов могут повлиять на точность их измерений, включая ориентацию порученной поверхности по отношению к зонду так же, как размер, скорость и расстояние части от зонда. SEDs крошечные датчики небольшие достаточно приспосабливать на монтажную плату.
Они конструированы для того чтобы измерить импульс тока в событии ESD и могут быть проконтролированы оптически по мере того как они проходят через работая оборудование. SEDs идеально для проверки производит ли оборудование опасные уровни статическ-обязанности. Несколько разных видов доступны, каждое с меняя особенностями. Однако, много необходимо извлечь из прибора и поместить в отдельное инструментирование для того чтобы установить произошло ли событие ESD фактически.
Автоматизированный отслеживать в окружающую среду ESD
Если событие ESD происходит, то данные обеспечили от системы слежения прибора могут помочь сборщикам быстро определить поврежденные компоненты и содержать удар. В модели системы слежения прибора, читатель кода штриховой маркировки установлен на различные этапы в течении процесса производства для чтения кодов штриховой маркировки (или 2D кодов) приложенных к приборам. Типично, читатели кода штриховой маркировки просматривают коды штриховой маркировки на приборе прежде чем прибор входит в станцию и снова после того как он выйдет. Это документирует тип процедуры которая была выполнена, оборудование которого выполнил его и прикрепляет время/отметку даты для когда она произошла.
Пока ESD контролируя аппаратуры вывел наружу все типы данных, читатель кода штриховой маркировки обеспечивает единственную связь между серийным номером каждого прибора и данными поставил от аппаратуры. Например, когда тарировка оборудования измененные должные к EMI от события ESD, данные произвели от системы слежения прибора могут помочь определить специфически которую были изменены доскам повредили после тарировки оборудования. Больше не необходимо вытянуть, сдавать в утиль, или переработайте все серии из-за незначительных данных.
Выбирая читателя кода штриховой маркировки, тщательное рассмотрение должно быть сделано для обеспечения что оно не вводит дополнительный риск для событий ESD. Платы с печатным монтажом, интегральные схемаы, и другие электрически чувствительные компоненты типично используют небольшой, коды штриховой маркировки высокой плотности для сохранения космоса, делая его трудным для некоторых читателей просмотреть издалека. Когда сканирование близости использована, читатель кода штриховой маркировки может построить вверх по статической обязанности в зависимости от использован ли он на непроводящей поверхности. Если читатель сам строил вверх по обязанности и принесен в близость с чувствительным компонентом, то событие ESD смогло произойти, потенциально повреждающ компонент. Некоторое производство environmentsutilize временное решение путем устанавливать блок развертки после приложения особенных противостатических брызг, которые нет без своего собственного риска.
Во-первых, покрытие должно совершенно покрыть зону для максимальной эффективности; расчехленные области остаются в опасности. К тому же, противостатические брызги могут нести с течением времени и потребовать своевременную замену. Без точного измерения периода эффективности брызг, компании также расточительствуют деньги путем приложение слишком много, или кладут их компоненты в опасности путем использование их в незащищенной окружающей среде. Как альтернативное решение, миниатюрные читатели кода штриховой маркировки теперь доступны с уникальным покрытием никеля и ярлыками ESD устойчивыми для максимальной безопасности ESD. Эти блоки расклассифицированы для разрядок до 8kV и отличают поверхностной резистивностью меньше чем ² 10 * 10-9 Ω/inch.
Оценивая ESD регулируя возможности
Согласно технологии ассоциации ESD ожидано, что падает дорожная карта выпустила в 2005, уровни чувствительности к ESD в приборах настолько низкая, что сборщики должны подействовать, что быстро обеспечили они будет отрегулировать новые уровни. Сборщики аттестованные к ANSI/ESD S20.20, стандарту ассоциации ESD для развития программы электростатической разрядки, уже сделали много из работы в подготовке для завтрашних чувствительных приборов. Для тех изготовителей которые неуверенный возможностей напряжения тока их автоматизированного оборудования, дорожная карта ESD предусматривает направление:
Определите возможности ESD контролем над процессов объекта регулируя.
Обеспечьте что заземлены все проводные приспособления или оборудуя которые контактируют чувствительные приборы.
Обеспечьте что максимальное напряжение тока навело на приборах сдержано под 50 V.
После требований законспектированных в S20.20 поможет менеджерам определить уровни чувствительности компонентов будучи собиранным в их объекте и определить вопросы ESD на каждом этапе в процессе, от получать и инвентаря через собрание, тест, перерабатывает и доставка. Путем использование соотвествующих противосредств ESD, менеджеры будут иметь данные доступные к ним для того чтобы отчетливо произносить возможности их объекта уровнем напряжения тока.
Заключение
Индустрия бытовой электроники видела феноменальный рост за последние несколько лет. Индустриальные аналитики приписывали этот рост в части к схождению ранее отделенных рынков основанных на цифров аудио, видео и информационной технологии для создания современных электронных устройств. Как эти приборы быстро приобретите новые возможности, они увеличивайте их чувствительность ESD почти как быстро. Для того чтобы быть конкурсны в производстве электроники завтра, объекты должны работать к управлению сегодня управлением ESD.
Подробнее
