Technische Erwägungen für die Kontrolle von ESD (Band) in der Elektronik-Herstellung

Esd-Steuerung zu beherrschen ist immer zum Erzielen von hohen Produktionserträgen kritisch gewesen, und es wird in den nächsten Jahren sogar wichtig. Während die Industrie ein festes Verständnis von ESD-Sicherheit in den Handbetrieben hat, die Personal mit einbeziehen, gibt es Raum für Verbesserung in automatisierten Anwendungen. Um effektiv zu sein, müssen ESD-Kontrollprogramme garantieren dass automatisierte Handhabungsgeräte zur Behandlung von morgigen sehr empfindlichen Geräten fähig sind.

Die Kosten von ESD

ESD wirkt Produktivität und Produktzuverlässigkeit in praktisch jedem Aspekt der elektronischen Umwelt aus. Trotz der Bemühung machte in den letzten zehn Jahren, ESD kostet den Elektronikindustriemilliarden von Dollar jedes Jahr noch. Industrieexperten schreiben geschätzten 8 bis 33% aller durch ESD zu verursacht zu werden Produktverluste. Die einzelnen Kosten dieser Geräte selbst reichen von einigen Cents für eine einfache Diode bis zu mehreren hundert Dollar für komplexe Kreuzungen. Jedoch beeinflußt ESD-Schaden mehr als gerade den Verlust von Geräten. Er beeinflußt Produktionserträge, Herstellungskosten, Produktqualität und Zuverlässigkeit, Kunden-Verhältnisse und schließlich, Rentabilität.

Für heutige automatisierte Anlagen müssen herkömmliche Methoden von ESD-Steuerung nochmals geprüft werden und neue Methoden trafen zu. Automatisierte Versammlungsausrüstung ist zur Verarbeitung von 4.000 bis 20.000 Komponenten ein Stunde fähig. Mit diesen Geschwindigkeiten entwarf schlecht Ausrüstung, die Geräte wird aufladen gelassen kann große Mengen Komponenten in der kurzen Zeit schädigen. Möglicherweise noch wichtiger, kann ein ESD-Ereignis die automatisierte Ausrüstung der Reihe nach beschädigen.

ESD erzeugt eine bedeutende Menge elektromagnetische Störung (EMS). Die EMS, die aus einem ESD-Ereignis resultiert, ist häufig genug stark, die Operation der Produktionsausrüstung zu unterbrechen. Die Ausrüstung, die durch Mikroprozessoren gesteuert wird, ist besonders anfällig zu beschädigen, da sie im gleichen Frequenzbereich als die EMS von ESD-Ereignissen funktionieren. Häufig verwechselt für einen Software-Fehler oder einen Störschub im System, kann EMS eine Vielzahl von funktionierenden Problemen der Ausrüstung, wie Stillstand, Software-Fehlern, Prüfung und Kalibrierungsungenauigkeiten verursachen sowie misshandeln. Alle können bedeutenden körperlichen Teilschaden verursachen und Produktionserträge beeinflussen. Die Affekte von EMS neigen, in der Natur gelegentlich zu sein und können Ausrüstung über dem Raum beeinflussen, aber verlassen die Ausrüstung, in der das ESD-Ereignis unberührt auftrat. Dieses kann den Standort vom ESD-Ereignis schwierig machen zu finden.

Was ist ESD?

ESD, einfach angegeben, ist die schnelle Übertragung einer elektrostatischen Aufladung zwischen zwei Gegenständen. ESD geschieht, wenn zwei Gegenstände von verschiedenen Potenzialen in direkten Kontakt mit einander kommen. Aufladungsergebnisse wenn Oberflächen-Gewinnelektronen eines Gegenstandes, zum - aufgeladen und ein anderer Gegenstand verliert Elektronen von seiner Oberfläche, um positiv zu werden - negativ aufgeladen zu werden. Die reibungselektrische Aufladung tritt wenn Elektronübergangsergebnisse von zwei in Kontakt mit einander kommenden und dann trennenden Gegenständen auf. Eins von drei Ereignissen ist normalerweise die Ursache von ESD-Schaden der Geräte: direkte elektrostatische Entladung zum Gerät; elektrostatische Entladung vom Gerät; oder Feld verursachte Entladungen. Es gibt einige Modelle, die benutzt werden, um zu kennzeichnen, wie Geräte geschädigt werden – das menschlicher Körper-Modell (HBM), das Maschinen-Modell (Millimeter), das belastete Gerät-Modell (CDM) und der Effekt von elektrischen Feldern auf Geräten. In einer automatisierten Versammlungsanlage sind die letzten drei Modelle oder die Modi die größte Ursache des Interesses.

Ist Millimeter Schaden, was geschieht, wenn eine Maschinenkomponente durch ein Gerät entlädt. Automatisierte Versammlungsausrüstung verwendet eine Vielzahl von Methoden wie Förderern, um Geräte durch das Montageverfahren zu bewegen und zu führen. Schlechter Ausrüstungsentwurf kann die Verladesysteme veranlassen, bedeutende Gebühren anzusammeln, die schließlich durch die Geräte entladen.

CDM-Schaden tritt auf, wenn das Gerät zu einem anderen Material entlädt. Wenn eine Gebühr in einem Gerät aufbaut, zerstreut sich sie durch einen Leiter auf dem Gerät, wenn das Gerät in Verbindung mit einer Oberfläche mit einer wenigen Gebühr gesetzt wird.

Einfluss von elektrischen Feldern (E-Felder) oder der Raum, der eine elektrische Ladung umgibt, können ein belastetes Gerät veranlassen zu polarisieren. Polarisation schafft einen Potentialunterschied, der möglicherweise das Gerät veranlaßt, zu einer gegenüberliegenden Gebühr zu entladen und zwei Entladungen oder Gleichstellungsereignisse verursacht.

Bestimmung von ESD

Während viel Aufmerksamkeit auf dem Verhindern von ESD aufgewendet wird, der durch HBM verursacht wird, haben neue Studien angezeigt, dass weniger als 0,10% alles dokumentierten Schadens wirklich aus dem unbegründeden Personal resultierte, das ESD-empfindliche berührt, Produkte (ESDS).

Die Studien stellten, dass 99,9% von ESD-Schaden von den anderen Modellen entstanden, speziell CDM fest.

Esd-Steuerung, die in Maschinerie eingebettet wird, ist wesentlich aber problematisch. Um statische Anhäufung effektiv zu steuern, müssen Millimeter- und CDM-ESD Ereignisse verhindert werden. Der erste Schritt, wenn er ein ESD-Steuerprogramm entwickelt, ist-, genau zu identifizieren, wo ESD-Ereignisse wahrscheinlich aufzutreten auftreten oder sind. Ein guter Ort zu beginnen ist, zwei Primärfragen zu stellen: zuerst ist die Ausrüstung erdete richtig; und an zweiter Stelle, behandelt sie Geräte, sodass sie nicht statische Aufladung über einem akzeptablen Niveau erzeugen? Zu fähig sein für Handhabungsgeräte der Zukunft völlig vorbereitet zu werden, sollte Ausrüstung zur Behandlung von Komponenten bei einer ESD-Toleranz so wenig wie 50 V. Das Folgen ist eine Liste ofdocumented die Bereiche, die bekannt sind, um die Geräte aufzuladen und erhöht die Wahrscheinlichkeit von a

Ereignis CDM ESD

IC-Lenker. IC werden gewöhnlich in hohem Grade aufgeladen, während sie durch die Ausrüstung überschreiten und nachher als Teil des Normalbetriebs entladen werden. Entsprechend neuen Studien haben IC-Lenker die beträchtlichen Ertragverluste wegen CDM verursacht.

Band-und-Spulen-Komponenten. Probleme sind mit den aufladenden Komponenten dokumentiert worden, während sie auf den Spulen sind.

Gel-Sätze. Wenn die geeigneten ESD-Steuermethoden nicht an der richtigen Stelle sind-, können IC-Chips in hohem Grade aufgeladen werden, während sie von der klebrigen unteren Zwischenlage weggehoben werden und dann sofort durch die Metallringe entladen, die sie entfernen.

PCBs brachte in Plastikplatten an. Die Plastikgremien, die regelmäßig für Unterkunftpcbs verwendet werden, können zu hohen Stufen, wenn sie behandelt werden und nachher das PCBs selbst routinemäßig aufladen aufladen. Die Versammlungen werden nachher während der normalen Betreiberbehandlung entladen.

Test-Sockel. Normalbetrieb kann Testsockel veranlassen, in Geräte aufzuladen und dann zu entladen.

Plastikabdeckungen über Test-Sockeln. Die Felder von den großen Plastikabdeckungen, die erfordert werden, um Betreiber während der Hochspannungstests abzuschirmen sind häufig, genug stark, die Geräte in Versuch zu schädigen.

Verhindern von ESD-Anhäufung

Wenn man Millimeter-Schaden verhindert oder verringert, ist es kritisch, dass Ausrüstung richtig während in der Bewegung geerdet wird. Alle Ausrüstungsteile, die in Kontakt mit den statisch-empfindlichen Geräten kommen, müssen einen genügenden Erdungsweg haben, zum der angesammelten Gebühr zu zerstreuen. Die richtige Erdung von leitfähigen und zerstreuenden Oberflächen verhindert die Anhäufung der statischer Aufladung auf Maschinenkomponenten und beseitigt sie als Quelle von Gebühr-Schaffungsesd-Ereignissen.

Allein erden jedoch verhindert alle Ereignisse CDM ESD nicht am Auftreten. Die Teilaufladung ist ein viel schwierigeres zu lösen Problem, hauptsächlich weil die meisten elektronischen Bauelemente Isolatoren als Teil ihres Entwurfs enthalten. Isoliermaterialien sammeln natürlich eine Gebühr an und die Erdung der Materialien entfernt nicht oder verringert die statische Aufladung. Wenn die Gebühr nicht entfernt werden oder vermieden werden kann, ist Luftionisierung häufig die effektivste Methode des Neutralisierens der Gebühr auf Isolatoren oder lokalisierten Leitern. Im Falle der automatisierten Ausrüstung können Luft ionizers innerhalb der Prozesskammern angebracht werden. Miniumwelt, indem sie spezifische Maschinen einschließt und ionizers nach innen, zu schaffen anbringt ist eine andere Wahl.

Esd-Maß-Werkzeuge

Sobald ESD-Gegenmaßnahmen existieren, ist es wichtig, zu überprüfen, dass sie richtig arbeiten. Überwachung des dynamischen Prozesses wird über wiederkehrenden Revisionen des ESD-Programms empfohlen, weil ESD-Gegenmaßnahmen häufig ausfallen. Aus diesem Grund wenn und wenn Ausfall auftritt, er so bald wie möglich identifiziert werden sollte, um ESD-Schaden zu verhindern.

Einige Prüfmethoden existieren, um die Integrität des Grundweges zu den Ausrüstungsteilen zu validieren und zu messen, ob Maschinen Geräte aufladen. Wenn Sie die besten Maßinstrumente vorwählen, betrachten Sie das sichere Gebührenniveau gemessen zu werden und ein Instrument vorzuwählen, das innerhalb dieses Bereiches messen kann. Merken Sie die Größe des gemessen zu werden Bereichs, und ob der Abstand zwischen der Oberfläche des gemessen zu werden geregelt wird Gegenstandes, und dem Instrument.

Bestimmungsund messende statische Aufladung innerhalb der automatisierten Ausrüstung stellt spezifische Herausforderungen dar. Das Problem mit den meisten herkömmlichen Methoden ist, dass sie nicht besonders zu automatisierter Ausrüstung entsprochen werden. Die meisten erfordern direkten Kontakt mit dem belasteten Gegenstand oder erfordern das Gerät, vom Gegenstand entfernt zu werden und machen es notwendig, die Ausrüstung off-line zu nehmen, um die Prüfung zu tun. Zu verlorene Produktionszeit zu vermeiden, sind Ausweichlösungen notwendig für messende Gebühren innerhalb der Ausrüstung um

Um statische Aufladung ohne störende Ausrüstungsoperation zu messen, können Versammlungsteilnehmer Sensoren oder Sonden innerhalb der Ausrüstung anbringen oder statische Ereignisdetektoren (SED) an den Geräten selbst anbringen. Zwei Wahlen für die Befestigung von Instrumenten innerhalb der Ausrüstung umfassen statische Sensoren und spezielle elektrostatische Voltmeter- und elektrostatische fieldmeters mit kleinen Sonden. Statische Sensoren enthalten sehr hohen Eingangsimpedanzschaltkreis und können innerhalb der automatisierten Ausrüstung angebracht werden. Dieses lässt sie das Feld messen, das durch ein belastetes Teil erzeugt wird, während es durch den Prozess sich bewegt. Ideal sollte der Sensor zum Teil so nah angebracht werden, wie möglich. Da er nicht die Aufhebung von vorhandenen Feldern erfordert, ist es für messende Gebühren auf den Teilen ideal, die durch hohe Durchsatzmaschinen sich bewegen.

Elektrostatische Voltmeter und elektrostatische fieldmeters mit kleinen Sonden bieten eine alternative Wahl für die Überwachung innerhalb der Ausrüstung an. Die Sonden sind genug klein, dass sie in kritische Standorte gelegt werden können, um die Gebühr auf Komponenten zu messen, während sie vorbei überschreiten. Jedoch muss Sorgfalt angewendet werden, wenn man sie anbringt, um zu garantieren, dass sie genaue Maße nehmen und behindert nicht die Operation der Ausrüstung. Einige Faktoren können die Genauigkeit ihrer Maße, einschließlich Orientierung der belasteten Oberfläche in Bezug auf die Sonde beeinflussen sowie die Größe, die Geschwindigkeit und der Abstand des Teils von der Sonde. SEDs sind die kleinen Sensoren, die genug, auf einer Leiterplatte zu passen klein sind.

Sie sind entworfen, um den Stromschritt in einem ESD-Ereignis zu messen und können optisch überwacht werden, während sie durch Betriebsausrüstung überschreiten. SEDs sind für das Überprüfen ideal, ob die Ausrüstung gefährliche Niveaus der statischen Aufladung erzeugt. Einige verschiedene Arten sind, jedes mit unterschiedlichen Eigenschaften verfügbar. Jedoch müssen viele vom Gerät entfernt werden und in unterschiedliche Instrumentierung gesetzt werden, um festzustellen, ob ein ESD-Ereignis wirklich auftrat.

Automatisierte Spurhaltung in einer ESD-Umwelt

Wenn ein ESD-Ereignis auftritt, stellten die Daten von einem Gerättracking-system können Versammlungsteilnehmern schnell, helfen geschädigte Komponenten zu identifizieren und die Auswirkung zu enthalten zur Verfügung. In einem Gerättracking-system-Modell ist ein Strichkodeleser an den verschiedenen Punkten während des Herstellungsverfahrens installiert, um die Strichkodes (oder die 2D Codes,) zu lesen, die auf die Geräte zugetroffen werden. Gewöhnlich scannen Strichkodeleser die Strichkodes auf dem Gerät, bevor das Gerät eine Station einträgt und wieder, nachdem sie herausnimmt. Dieses dokumentiert die Art des Verfahrens, das durchgeführt wurde, die Ausrüstung, die sie durchführte und eine Zeit/einen Datumstempel befestigt für, als er auftrat.

Während ESD-Überwachungsgeräte alle Arten Daten ausgeben, stellt der Strichkodeleser die einzige Verbindung zwischen der Seriennummer jedes Gerätes zur Verfügung und den Daten lieferte vom Instrument. Zum Beispiel wenn Ausrüstungskalibrierung an EMS von einem ESD-Ereignis geändertes liegt, erzeugten die Daten vom Gerättracking-system können helfen, speziell zu identifizieren, das Brettern nach der Kalibrierung der Ausrüstung wurden geändert geschädigt wurden. Zu ziehen ist nicht mehr notwendig, auszurangieren, oder überarbeiten Sie gesamte Lose wegen der unbedeutenden Daten.

Wenn man einen Strichkodeleser vorwählt, sollte reifliche Überlegung gemacht werden, um zu garantieren, dass sie nicht zusätzliches Risiko für ESD-Ereignisse vorstellt. Leiterplatten, integrierte Schaltungen und andere elektrisch empfindliche Komponenten pflegen gewöhnlich kleine, Strichkodes mit hoher Dichte, um den Raum zu konservieren und machen sie schwierig, damit einige Leser von weitem scannen. Wenn Scannen der nächsten Nähe eingesetzt wird, baut möglicherweise der Strichkodeleser eine statische Aufladung abhängig von auf, ob er auf einer nicht leitfähigen Oberfläche benutzt wird. Wenn der Leser selbst hat einen Vorwurf aufgebaut und wird in nächste Nähe mit einer empfindlichen Komponente geholt, könnte ein ESD-Ereignis auftreten und die Komponente möglicherweise schädigen. Etwas Herstellung environmentsutilize eine Abhilfe, indem sie den Scanner anbringt, nachdem sie einen speziellen antistatischen Spray angewendet hat, der nicht ohne sein eigenes Risiko ist.

Zuerst muss die Beschichtung den Bereich für maximale Wirksamkeit vollständig abdecken; aufgedeckte Bereiche bleiben gefährdet. Darüber hinaus können sich antistatische Sprays im Laufe der Zeit abnutzen und das fristgerechte Ersetzen erfordern. Ohne eine genaue Maßnahme des Wirksamkeitszeitraums eines Sprays, vergeuden Firmen auch nicht Geld, indem sie zu viel anwenden, oder setzen ihre Komponenten, die indem sie sie in einer ungeschützten Umwelt gefährdet sind, verwenden. Als Ausweichlösung sind Miniaturstrichkodeleser jetzt mit einer einzigartigen Nickelbeschichtung und beständigen Aufklebern ESD für maximale ESD-Sicherheit verfügbar. Diese Einheiten sind für Entladungen bis zu 8kV bewertet und kennzeichnen eine Oberflächenwiderstandskraft von das weniger als 10 * 10-9 Ω/inch ².

Bewertungsesd, der Fähigkeiten behandelt

Entsprechend der Technologie der ESD-Vereinigung gab der Schaltplan im Jahre 2005, Empfindlichkeitsniveaus ESD in den Geräten werden erwartet, so niedriges fallenzulassen frei, dass Versammlungsteilnehmer schnell fungieren müssen, um sicherzustellen, dass sie in der Lage sind, die neuen Niveaus zu behandeln. Die Versammlungsteilnehmer, die zum ANSI/ESD S20.20, der ESD-Vereinigungs-Standard für die Entwicklung eines elektrostatische Entladungs-Programms bestätigt werden, bereits haben viel der Arbeit als Vorbereitung auf morgige empfindliche Geräte erledigt. Für jene Hersteller, die von den Spannungsfähigkeiten ihrer automatisierten Ausrüstung ungewiss sind, liefert der ESD-Schaltplan Richtung:

Bestimmen Sie die ESD-Steuerungsfähigkeiten der Behandlungsprozesse der Anlage.

Stellen Sie sicher, dass alle leitfähigen Befestigungen oder Werkzeugausstattung, die in Verbindung treten, empfindliche Geräte geerdet werden.

Garantieren Sie, dass maximale Spannung auf Geräten wird gehalten unter 50 V. verursachte.

Nach den Anforderungen, die in S20.20 umrissen werden, hilft Managern, die Empfindlichkeitsniveaus der Komponenten festzusetzen, die in ihrer Anlage und ESD-Fragen in jedem Stadium im Prozess, vom Empfangen und vom Inventar durch Versammlung, Test, Überarbeitung und das Versenden zu identifizieren zusammengebaut werden. Indem sie die passenden ESD-Gegenmaßnahmen verwenden, haben Manager die Daten, die für sie verfügbar sind, zum der Fähigkeiten ihrer Anlage durch Spannungspegel zu artikulieren.

Schlussfolgerung

Die Unterhaltungselektronikindustrie hat phänomenales Wachstum während der letzten Jahre gezeugt. Industrieanalytiker haben dieses Wachstum im Teil der Konvergenz von vorher getrennten Märkten des digital-ansässigen Audios, des Videos und der Informationstechnologie zugeschrieben, um hochmoderne elektronische Geräte zu schaffen. Als diese Geräte gewinnen Sie schnell neue Fähigkeiten, sie erhöhen ihre ESD-Empfindlichkeit fast als schnell. Um in der Elektronikherstellung wettbewerbsfähig zu sein morgen, müssen Anlagen auf die Beherrschung des ESD-Steuerheutigen tages hinarbeiten.