Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú...
Transcript of Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú...
![Page 1: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/1.jpg)
Ochrana citlivých sou částek a za řízení před
škodlivými ú činky elektrostatických jev ů
![Page 2: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/2.jpg)
Základní pojmy:
• Elektrostatický výboj – přenos náboje mezi tělesy o různých elektrostatických potenciálech
• Součástka citlivá na elektrostatický výboj - součástka (diskrétní, integrovaný obvod) nebo sestava, která může být poškozena elektrostatickým výbojem, který se vyskytuje při běžné manipulaci, zkoušení nebo transportu
![Page 3: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/3.jpg)
Účinky výbojů
Okamžitá ztráta funkce součástky
Průraz izolačníchvrstevVznik zkratů
![Page 4: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/4.jpg)
Účinky výbojůLatentní porucha – vznik „slabého“ místaZměna parametrů součástky
![Page 5: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/5.jpg)
Způsoby ochrany před ESD
• Zcela zabránit vzniku elektrostatických nábojů
• Zabránit vnesení elektrostatických nábojůdo EPA
• Zajistit rozptýlení elektrostatického náboje, pokud již vznikl
![Page 6: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/6.jpg)
Lze zabránit vzniku nábojů a výbojů dobře vodivým prostředím?
Ano, ale …
![Page 7: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/7.jpg)
Musí být respektována:
Bezpečnost osob(ohrožení života úrazem el.
proudem – vyhl. 50)
Malé vybíjecí odpory pro nabitékondenzátory v součástkách –veliké vybíjecí proudy (kA)
![Page 8: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/8.jpg)
Termíny a zkratky
• ESD elektrostatický výboj• ESDS součástka citlivá na
elektrostatické výboje• EPA ESD vyhrazený prostor• EBP uzemňovací svorka prostoru EPA• Elektrostaticky vodivý materiál• Elektrostaticky ztrátový materiál• Izolační materiál
![Page 9: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/9.jpg)
Vznik elektrostatických nábojů
Triboelektrickým nabíjením – elektrický náboj je generován dotykem a následným oddělením dvou povrchů
Velikost náboje je závislá na materiálu povrchů, rychlosti oddělování, vnějším prostředí (vlhkost, teplota)
![Page 10: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/10.jpg)
5 kV15 kVpost řik sprejem
1 kV8 kVpodtlakové odsávání pájky ze spoj ů
3 kV16 kVsejmutí smrštitelné fólie s DPS
1.5 kV12 kVodtr žení mylarové pásky s DPS
1.5 kV18 kVposouvání PS boxu po koberci
600 V20 kVvyjímání díl ů z PE tašky
1.5 kV18 kVvyjímání díl ů z výpln ě z pěnového PS
1.5 kV35 kVchůze po koberci ze syntetických vláken
250 V12 kVchůze po PVC podlahové krytin ě
80% RH20 % RH
elektrostatické nap ětíČinnost p ři 25 ºC
![Page 11: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/11.jpg)
Napětí a energie nebezpe čnéelektronickým sou částkám
Napětí (V) Energie(mJ) součástka30 0,2 MOS100 0,2 MOSFET380 0,7 bipolární1000 0,4 TTL300 2 Schottky dioda300 2 planární dioda300 ? tv rezistor
![Page 12: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/12.jpg)
Náboj, kapacita, energie, nap ětíQ C W U
CUQ =
2
2
1CUW =
d
SC rεε 0=
![Page 13: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/13.jpg)
Model lidského těla - HBM
• Člověk je vlastně „špatný kondenzátor“
![Page 14: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/14.jpg)
Model strojního zařízení - MM
Stroj se obecně chová jako sériový kmitavý obvod (opakují se proudové špičky).
![Page 15: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/15.jpg)
Model součástky - CDM
Součástka je kondenzátor s téměř nulovým sériovým odporem – proud je velký, puls strmý a krátký
![Page 16: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/16.jpg)
Průběhy proudů při napětí 400 V :
![Page 17: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/17.jpg)
Požadavky na p ředměty chránícípřed ESD
Předmět Rezistance ( Ω)Prac. povrch 10 k - 10 GPodlaha 0,75 M – 1 GSedadlo 0,75 M – 10 G
Oděv 0,75 M – 1 TKabel k náramku 0,75 M – 5 M
Nasazený náramek 0,75 M – 35 M
![Page 18: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/18.jpg)
Měření parametrů předmětů
Rukavic, nástrojů
![Page 19: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/19.jpg)
Měření parametrů předmětů
Podlaha včetně obuvi
![Page 20: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/20.jpg)
Kontrola při vstupu do EPA
Na stejném přístroji lzekontrolovat i náramek
![Page 21: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/21.jpg)
Prostor EPA
• Vyhrazený prostor ESDve kterém lze manipulovat se součástkami ESDS s přijatelným rizikem poškozeníelektrostatickým výbojem nebo polem.
Je vymezen a označen, s pravidly pro vstup a transport.
Zvláštní podmínky pro stavbu a el. instalaci
![Page 22: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/22.jpg)
• Z bezpečnostních důvodů nejlepšínapájení přes oddělovací transformátor
• Použití proudových chráničů - jmenovitý max. proud 0,5 mA, absolutní maximum 0,67 mA (obvyklá hodnota je 10 mA) !!!!!
• Jediný uzemňovací rozvod - obvykle shodný se síťovým ochranným uzemňovacím rozvodem. Pozor na smyčkové proudy v silovém rozvodu!
![Page 23: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/24.jpg)
Zapojení v EPA
![Page 25: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/25.jpg)
Dočasné pracovišt ěEPA
![Page 26: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/26.jpg)
Manipulaces nechráněnýmiESDS
![Page 27: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/27.jpg)
Značky, nápisy, štítky
Základní zna čka ESDS(min. délka strany 4 mm)
![Page 28: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/28.jpg)
Varovný štítek ESDS
Označeníprostoru EPA
![Page 29: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/29.jpg)
Hranice prostoru EPA
Prostor EPA
s vysokým napětím
![Page 30: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/30.jpg)
Označenívýchodu z EPA
Štítek pro uzemňovacísvorku EBP
![Page 31: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/31.jpg)
Možnosti omezení vzniku elektrostatických náboj ů
• Specifické předměty – pracovní povrchy, podlahy, oděv, obuv, náramky, sedadla …
• Relativní vlhkost vzduchu – doporučenáhodnota je 50 %, při poklesu na 20 % vzrostou povrchové odpory asi 100krát.
• Ionizátory vzduchu – neutralizují náboj v případech, kdy nelze užít uzemnění
![Page 32: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/32.jpg)
Technické standardy pro ESD
ČSN EN 61340-5-1:2001Elektrostatika – Část 5-1: Ochrana elektronických součástek před elektrostatickými jevy – Všeobecnépožadavky
ČSN EN 61340-5-2:2001Elektrostatika – Část 5-2: Ochrana elektronických součástek před elektrostatickými jevy – Uživatelský návod
![Page 33: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/33.jpg)
ČSN EN 61340-2-3:2001Elektrostatika – Část 2-3: Metody zkoušek pro stanovení rezistance a rezistivity tuhých rovinných materiálů používaných k zabráněníakumulace elektrostatického náboje
ČSN EN 61340-4-3:2002Elektrostatika – Část 4-3: Standardní zkušebnímetody pro specifické aplikace – Obuv
![Page 34: Ochrana citlivých sou částek a za řízení před škodlivými ú ...martin.feld.cvut.cz/~kuenzel/13TAK/13TAK_ESD.pdf · ČSN EN 61340-2-1:2003 Elektrostatika – Část 2-1: Metody](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052515/5a81c59a7f8b9a38478d884f/html5/thumbnails/34.jpg)
ČSN EN 61340-2-1:2003Elektrostatika – Část 2-1: Metody měření –Schopnost materiálů a výrobků odvádět elektrostatický náboj
ČSN EN 61340-3-1:2003Elektrostatika – Část 3-1: Metody simulace elektrostatických jevů – Model lidského těla (HBM) – Zkoušení součástek
ČSN EN 61340-3-2:2003Elektrostatika – Část 3-2: Metody simulace elektrostatických jevů – Strojový model (MM) –Zkoušení součástek