Velkommen til ESD kursus

Præsentationer af emnet: "Velkommen til ESD kursus"— Præsentationens transcript:

1 Velkommen til ESD kursus

2 Hvordan opstår statisk el ? Hvordan fjerner man statisk el?
Hvad er statisk el ? Hvordan opstår statisk el ? Hvordan fjerner man statisk el? Hvordan forhindrer vi statisk el i at opstå? Hvilke skader kan opstå som følge af statisk el/udladning?

3 LYN Lynet er en elektrisk udladning mellem skyer, eller mellem skyer og jordoverfladen Lynet er ca. 2,5 km og ca. 2 cm i diameter 1/10 og 1/ sek. går der strømme på ampere og en spænding på flere millioner volt. Kuglelyn som er sjældne ca. 30 cm i diameter. Omkring 40% af de mennesker der bliver ramt af lyn, dør af det. Der udløses globalt ca. 100 lyn/ sek.

4 LYN

5 LYN

6 LYN

7

8 Globalt koster ESD- skader Elektronikindustrien milliarder af dollars årligt

9 Hvor oplever du, at der kan være ”Statisk elektricitet”?

10 I supermarkedet

11 Ved udstigning af bilen

12 Hvor der er personer der bevæger sig vil der opstå statiske ladninger

13 Hvad forstår du ved ”Statisk elektricitet”?

14 Børste gennem håret og der opstår nemt volt

15 Også i industrien, er statisk el et problem

16 Elektricitet: Elektricitet: Spænding Strøm Modstand Effekt
Batteri- jævn spænding Dynamo- jævn / vekselspænding Generator- vekselspænding

17 Elektricitet

18 Elektricitet Ohm´s lov: Spænding = Strøm X Modstand
Effekt = Spænding X Strøm

19 Elektricitet Ohm´s lov: spænding= strøm X Modstand
strøm = spænding/ modstand 12/ 1 M= 12µ A

20 Spænding Strøm Elektricitet Modstand Dynamisk spænding
Statiske Spændinger Strøm Strømme fra dynamiske anlæg (vedvarende) Strømme fra statiske ladninger (korte evt. meget store) Modstand Modstande i normale ledere (små) Modstande i statiske ledere (kan være meget store)

21 Hvordan opstår ”Statisk Elektricitet”?

22 Atom Alle materialer består af atomer Atomet består af: Atomkerne med
Neutroner og protoner Elektroner

23 ION Når atomet ikke mere er i balance bliver det til en ion
POSITIV ION NEGATIV ION Når atomet ikke mere er i balance bliver det til en ion

24

25 Statiske ladninger, kan opstå i: Faste stoffer
Ved kontakt / gnidning og separation Væsker Ved bevægelse eller fordråbning Luftarter Ingen ved rene luftarter Induktion Ved at et elektrisk felt frembringer en ladning på overfladen af et isoleret materiale

26 Ledere og isolatorer

27 Ledere og isolatorer Både ledere og isolatorer kan oplades, men den
kraftigste udladning kommer fra en leder

28 Ledere og isolatorer Statiske ladninger på en isolator kan ikke fjernes, men skal neutraliseres

29 Statiske ladninger på en ledende materialer kan fjernes ved jording
Ledere og isolatorer Statiske ladninger på en ledende materialer kan fjernes ved jording

30 ”Statisk ladning” og Effekt
Mennesket kan betragtes som en isoleret leder 200pF pF

31 Hvor stor statisk spænding skal der til, for du kan mærke den?
Elektrisk hegn Static Analyser Van de Graff

32 Kan ”Statisk Elektricitet” være farlig?

33 Slået omkuld af statisk elektricitet fra plastbægere
Aase er medarbejder på en plastforarbejdende virksomhed, der bl.a. fremstiller engangs-drikkebægere til kaffe/ te automater. Efter formning i en maskinen transporteres bægerne med luft gennem et PVC- rør til stablemaskinen. Da transportluften svigter, klumper bægerne sig sammen i røret. Aase vil naturligvis klare situationen, men idet hun begynder at bakse med PVC- røret, sker der fra røret en særdeles kraftig udladning af statisk elektricitet. Udladningen er så kraftig, at Aase bliver slået omkuld og er ”borte" i nogle sekunder. På hospitalet konstateres, at Aase har fået en svag forbrænding på venstre underarm, samt at hun er fortumlet og har besvær med at tale. Alt sammen forårsaget af nogle plastbægeres gnidning mod et PVC- rør. Med til historien hører, at medarbejderne på plastvirksomheden jævnligt blev udsat for små stød fra statisk opladede materialer. Man havde således fået sine forvarsler og havde haft mulighed for at indføre afhjælpende foranstaltninger, inden ulykken skete.

34

35

36

37 Triboelektrisk serie

38 Udladning Koronaudladning: Fra eller til en spids genstand
ioniseringen sker få mm omkring spidsen der kan ses blåligt lys, effekten af udladningen er meget lille, kan ikke antænde.

39 Udladning Buskudladning: Koncentreret udladning,
større energitæthed, meget uregelmæssigt forløb, kan antænde dampluftblandinger.

40 Udladning Gnistudladning: Hvis det ladede emne er en
isoleret leder og den jordede leder er uden spidse fremspring sker udladningen som en ”gnist” En hurtig og koncentreret udladning. Betydelig ”tændfarlig”

41 Udladning Isoleret værktøj, plastmaterialer kan oplades med statiske
ladninger

42 Udladning Den hyppigste årsag til komponentskader er
udladninger fra isolerede, Værktøjer eller personer

43 Komponenters ødelæggelse
Alle elektronikkomponenter er følsomme overfor statisk el. Men især halvledere ,dioder transistorer, og IC´ er er særligt udsatte.

44 Komponentskader Akutte skader – destruktion Latente skader

45 Komponenters følsomhed
Komponentnavn Følsomhed MOSFET volt Effekt MOSFET volt VLSI (efter 1990) volt HCMOS volt CMOS B serie volt Lineær MOS volt Små bipolar komponenter 2.000 – volt Effekt Bipolar komponenter 7.000 – volt Filmmodstande 1.000 – volt Nogle af de mest ESD følsomme komponenter. Se i øvrigt datablad på komponent

46 Klasse Følsomhed 0-170 volt 1 170- 1.000 volt 2 1.000- 4.000 volt 3
Komponenters følsomhed Klasse Følsomhed 0-170 volt 1 volt 2 volt 3 volt

47 Hvordan kan du finde i ud af, om der er en elektrisk ladning på et materiale?

48 Måleinstrumenter: Elektrisk ladning på et materiale, kan måles ved
hjælp af Static Locator ION Electrostatic Fieldmeter

49 Præfikser Ekspositionstal Decimaltal Præfiks Symbol 10
10 18 Exa E 15 Peta P 12 Tera T 9 Giga G 6 Mega M 3 1.000 Kilo k 2 100 Hekto h 1 Deca da Enhed -1 0,1 Deci d -2 0,01 Centi c -3 0,001 Milli m -6 0,000001 Mikro μ -9 0, Nano n -12 0, Pico p -15 0, Femto f -18 0, Atto a

50 Condutive- Dissipative- Antistatisk-Isolator
Modstandsdefinitioner Condutive- Dissipative- Antistatisk-Isolator Conduktive = 0- 1Megaohm (ledende) = Ω Dissipative= 1 Megaohm- 1 Gigaohm (halvledende)= Ω Antistatisk= 1 Gigaohm-100 Teraohm= Ω Isolator = 100 Teraohm- uendelig

51 Modstandsdefinitioner

52 Typiske genererede statiske spændinger
Kilde 10-20% luftfugtighed 65-90% luftfugtighed Gang på tæppe Volt 1.500 Volt Gang på vinyl Volt 250 Volt Arbejde ved arbejdsbord 6.000 Volt 100 Volt Plastiklommer (arbejdsinstruktioner) 7.000 Volt 600 Volt Plastikposer som løftes fra bordet Volt 1.200 Volt Arbejdsstol med skumsæde Volt

53 Beskyttelse mod ESD Undgå statiske ladninger i at opstå (umuligt)
Fjerne statiske ladninger lige så hurtigt som de opstår Ved at beskytte i emballager mod udefra kommende ESD

54 Beskyttelse imod ESD Nogle materialer er ”født” antistatiske
og andre materialer er behandlet med et antistatmiddel, disse materialer beskytter ikke mod udefra kommende statiske ladninger, men kan ikke generere statiske ladninger ”Pink Polly” er et sådant materiale

55 PAS PÅ! BACK-UP Batterier Beskyttelse mod ESD
Den sikreste måde at beskytte mod udefrakommende ESD er at komponenten er anbragt i Shielding Bags, ”Faraday-bur” PAS PÅ! BACK-UP Batterier

56 Beskyttelse mod ESD Se efter mærket Mange plastkasser er
sorte, men ikke alt sort er ledende, Se efter mærket

57 HUSK ARMBÅND! FØRST PÅ - SIDST AF.
Beskyttelse mod ESD Det er vigtigt at beholde komponenter i godkendte ESD emballager. Ved kontrol sørg for ESD sikring. I armbåndet vil der typisk være en modstand på ca. 1MΩ HUSK ARMBÅND! FØRST PÅ - SIDST AF.

58 Hvis der skal ESD beskyttes findes ikke nemme løsninger
DET ER HELE VEJEN!

59 Udpakning og lagring af komponenter
Intern transport

60 Montage Samleprocesser Lodde og kontrolsteder

61 ESD sikre overflader Alle overflader på gulve og
bordflader skal som minimum være dissipative (halvledende). Og skal være forbundet til jord

62 Overflade modstand Måles i Ω pr ²

63 Overfladetest

64 ESD sikker arbejdstøj

65 ESD udstyr

66 ESD symboler Se efter mærket

67 Testudstyr

68 ESD sikker arbejdsplads
Dissipative arbejdsflader Håndledsrem Stole Værktøj Dissipativ gulvbelægning Ledende sko/ hælrem Ledende beklædning Testudstyr Ionisator

69 ESD rejse- kit

70 ESD standard For at undgå hurtige afladninger skal
der monteres modstande på mellem 500k- 1 M ohm til ESD jordingspunkt

71 ESD vedligeholdelse Check påkrævet daglig Armbånd, ESD fodtøj,
Personlig ESD sikker kittel, (skal bæres og skal være knappet) 500 K- 10 M Visuel kontrol ugentlig ESD beskyttet arbejdsplads (f. eks jordforbindelser) ESD beskyttende gulvmåtter (ren og fri for dråber) ESD jordforbindelser (f. eks håndledsbånd, jordledninger til underlag) hver måned ESD beskyttet område, og arbejdsstationen statisk spændings undersøgelser +/ volt mere end 12 tommer fra ubeskyttede ESDS komponenter hvert kvartal ESD beskyttet statisk dissipative arbejdsoverflader til ESD jord ESD beskyttet statisk conductive arbejdsoverflader til ESD jord ESD beskyttet gulv ESD jord modstand Armbånd kontrolstations check 105 til< 109 <100k uden seriemodstand 104 til< 109