21 דצמ הגנה על פריטי ESDS רגישים במיוחד – המלצות לשידרוג התכנית לבקרת ESD
כאשר דנים בנושא סיווג פריטי ESDS, נהוג להגדיר את פריטי ESDS Class 0 כפריטים העומדים בפני פריקה חשמלית בעוצמה הפחותה מ-250 וולט, במודל HBM. המבוא לתקן 64340-5-1 IEC קובע כי "חלק זה של 64340-5-1 IEC סוקר את הדרישות הנחוצות לתכנון, הקמה, יישום ותחזוקה של תכנית לבקרה של פריקה אלקטרוסטטית (ESD) עבור פעילויות ייצור, עיבוד, הרכבה, התקנה, תיוג, שירות, בדיקה, בדיקה, הובלה או טיפול ברכיבים חשמליים או אלקטרוניים, מכלולים וציוד הפגיעים לנזק על ידי פריקות אלקטרוסטטיות גבוהות או שוות ל-100 וולט במודל גוף האדם (HBM), גבוהות או שוות ל-200 וולט במודל חפץ טעון (CDM) וגבוהות או שוות ל-35 וולט על גופים מוליכים מבודדים (isolated conductors)".
אם כך, השאלה המתבקשת היא: כיצד לטפל בפריטי ESDS הרגישים למתח של פחות מ-100 וולט?
מונחים כלליים
- ESD = Electrostatic Discharge = פריקה אלקטרוסטטית.
- פריט ESDS = כל רכיב, מעגל, כרטיס או מכלול אלקטרוני החשוף לפריקה בלתי מבוקרת של מטען אלקטרוסטטי ואשר עלול להינזק כתוצאה מפריקה כזו, ESD Sensitive Devices.
- EPA = אזור המוגדר ומנוהל על ידי תכנית לבקרת ESD מפגעי חשמל סטטי.
מבוא
בעבר הרחוק, רכיבים נחשפו לעיתים קרובות לפריקות במתח גבוה מ-100 וולט. ככל שהצטבר הצורך במכשירים קטנים ומהירים יותר, כך גם גדלה הרגישות שלהם לפריקות אלקטרוסטטיות (ESDS). תופעה זו בלטה במיוחד כאשר מעגלי הגנה הוסרו מהרכיבים על מנת להתאים לדרישות השוק. כתוצאה מכך רכיבים אלו נעשו רגישים מאוד, עד כדי מתח שקצת יותר גבוה מוולטים בודדים. מצב זה גורם לבעיות חמורות עבור חברות המטפלות ברכיבים רגישים כאלו. למרות שהתכנית לבקרת ESD שלהם עומדת בדרישות התקנים, הרי שמאחר ופריטי ESDS רגישים יותר ממה שמוגדר בתקנים, ברור שהתוכנית לבקרת ESD צריכה להגן עליהם מפני איומים חמורים יותר ולספק מענה הדוק ומחמיר יותר לאיום שבנזקי ESD.
הגדרת "פריטי ESDS Class 0"
ככלל, מודל HBM מתייחס לכל פריט ESDS בעל רגישות למתח נמוך מ-250 וולט כאל פריט "Class 0". יחד עם זאת, ההגדרה הזו משמשת יותר ויותר כדי לתאר רכיבים רגישים במיוחד בעלי רגישות למתח נמוך מ-100 וולט. מאחר והגדרת "פריטי ESDS Class 0" עשויה לכלול מגוון רחב של רכיבים, מומלץ לבצע שתי פעולות לפני ביצוע שינויים כלשהם בתוכנית לבקרת ESD הקיימת.
1. קבעו מהו מודל הפריקה (מודל HBM, CDM, MM) היוצר את האיום המרכזי לפריטי ESDS. הגדרת "פריטי ESDS Class 0" מתייחסת למודל גוף האדם (HBM), אבל זה תמיד מועיל לבדוק באופן כללי מהם גורמי הסיכון לרכיבים.
2. בדקו את עמידות הרכיבים למתח והגדירו את רמת הרגישות, ואף אולי איזה חלק רגיש. כאמור, "פריטי ESDS Class 0" מתייחס לכל הפריטים העומדים בפני פריקות של פחות מ-250 וולט, אבל עם זאת קיים הבדל גדול בין כשל במתח של 240 וולט או 50 וולט. נדרש מידע מפורט וזמין על ESDS לפני שתוכלו להחליט כיצד לשפר את תכנית בקרת ESD הקיימת שלכם. בשלב זה צריך לזכור שהגדרת ESDS של רכיב מתייחסת רק לרכיב העצמאי, ושברגע שהוא מוכלל לתוך מעגל או כרטיס אחר, הגדרת ESDS של המכלול כולו עשויה להשתנות.
להלן מספר המלצות שיעזרו לכם לשדרג את תכנית בקרת ESD שלכם, כך שתוכלו לטפל בפריטי ESDS רגישים במיוחד מבלי להסתכן בנזק כתוצאה מפריקה בלתי מבוקרת של מטענים אלקטרוסטטיים (ESD). ככלל, ההמלצות דלהלן מתאימות לכל פריט "Class 0", אבל הן מועילות במיוחד להגנה על פריטי ESDS שרגישים לפריקות של פחות מ-100 וולט.
המלצות בתחום כוח אדם
1. הגברת המודעות וריענון הידע
• הגברת המודעות לנזקי ESD וריענון הידע בכללי בקרת ESD חשובים מאוד להצלחת הטיפול בהתקנים רגישים במיוחד. חשוב במיוחד להזכיר לכל המנהלים והעובדים מהי זהירות מוקדמת וכיצד יוכלו לתרום להפחתה במידת הנזק.
• ההכשרה בנושא בקרת ESD צריכה להינתן לכל מי שמטפל בהתקנים רגישים של ESD, ובכלל זה מנהלים, מפקחים, קבלני משנה, מבקרים, מנקים ואפילו אנשי צוות זמניים.
2. ציוד הארקה אישי וביגוד
• מומלץ לוודא שההתנגדות להארקה של אמצעי ההארקה האישיים, כגון רצועות יד או רצועות רגל, היא קרובה או שווה למינימום הנדרש – R=1×10^6Ω.
• מומלץ להשתמש ברצועות רגל איכותיות (תמיד זוג לכל עובד) עם שטח מגע מוליך ואיכותי ככל האפשר או להצטייד בנעלי ESD שמתאימות ל-EPA בתעשיית האלקטרוניקה.
• מומלץ לוודא שציוד ההארקה עובר את הבדיקה במכשיר הייעודי לבדיקת רצועות יד ורגל ESD.
• מומלץ להשתמש במכשור לניטור רציפות ואיכות ההארקה (Continuous ESD Grounding Monitors).
• מומלץ להקפיד על לבישת חלוקי ESD בעלי שרוול ארוך וכשהם סגורים. מומלץ להשתמש בחלוקים בעלי התנגדות משטחית נמוכה יחסית, למשל R≤1×10^8Ω.
המלצות בתחום סביבת העבודה
1. שיפור איכות ההארקה
• מומלץ לוודא שכל המוליכים ב-EPA מוארקים ל"אדמה" משותפת.
• מומלץ לוודא שההתנגדות להארקה של חיפויי הרצפה ומשטחי השולחן הינה תקינה בכל עת, בטווח של 1×10^6≥R≤1×10^8 אוהם.
• מומלץ להקפיד על ניקוי חיפוי רצפה ומשטחי השולחנות באמצעות חומרי ניקוי ESD המיועדים לכך.
• מומלץ לוודא שההתנגדות להארקה של כסאות, עגלות, ארונות ומדפים הינה תקינה בכל עת, בטווח של 1×10^6≥R≤1×10^8 אוהם.
• מומלץ להפחית ככל האפשר את השימוש בגופים מוליכים מבודדים (isolated conductors) כגון ג'יגים מתכתיים, שולחנות אופטיים, מגשי אלומיניום, וכד'. גופים מוליכים מבודדים עלולים לצבור מטענים אלקטרוסטטיים ולפרוק אותם אל רכיבי ESDS.
• מומלץ להרחיק חומרים מבודדים מאזור ה-EPA, כגון ג'יגים מפלסטיק, פריטי ביגוד רגיל, מוצרי קלקר ופלסטיק, חומרי אריזה, סרטי דבק, שקיות, קופסאות, כוסות וצלחות פלסטיק, מברשות ומטליות שאינם ESD, קלסרים וציוד משרדי.
2. אריזה ושינוע
• בתוך ה-EPA, הקפד לאחסן ולשנע רכיבים וכרטיסים באמצעות עובדים ואמצעי שינוע מוארקים בלבד. מחוץ ל-EPA, הקפד על שימוש באריזות shielding מסוככות בלבד, כגון שקיות כסופות וקופסאות פלסטיק מוליך שחורות, 1×10^4≥R≤1×10^11 אוהם. אריזות אחרות, שהן topical antistatic, לא מסוגלות לייצר סיכוך, ולפיכך אינן מגינות על המוצרים העטופים בהן.
• הקפד על עטיפת פריטי ESDS מכל הכיוונים, לסגור היטב את שקיות ה- shieldingולכסות את הקופסאות במכסה מאותו החומר.
3. שימוש ביוניזציה
יוניזציה אינה תרופת פלא. תמיד עדיף להרחיק מאזור ה-EPA חומרים וגופים מבודדים שאינם חיוניים לתהליך היצור. כאשר הימצאות המבודדים באזור ה-EPA הינה חיונית לתהליך היצור, אז יוניזציה תועיל בפתרון הבעיות הבאות:
• יוניזציה עשויה להפחית באופן משמעותי את הטעינה בהשראה induction מגופים מבודדים ומגופים מוליכים מבודדים.
• יוניזציה עשויה להפחית באופן משמעותי את הסיכון מפריקה בלתי מבוקרת מגופים טעונים (מודל CMD ו-MM).
• יוניזציה עשויה להפחית באופן משמעותי הצטברות של חלקיקים מזהמים בחדרים נקיים (משיכה אלקטרוסטטית (ESA) הנמשכים לגופים מבודדים טעונים.
• מומלץ להשתמש במייננים עם מנגנוני משוב ולבצע מדידות תקינות ויעילות מעת לעת, כדי למנוע נזקים כתוצאה מיינון לא מאוזן או לא אפקטיבי.
בהשראת מאמר שפורסם על ידי Descoeurope, 9/11/2017
No Comments