ГОСТ IEC 61340-5-1-2019

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Электростатика

ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ ОТ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

Общие требования

Electrostatics. Protection of electronic devices from electrostatic phenomena. General requirements

МКС 17.220.99

         29.020

Дата введения 2019-08-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом "Научно-производственная фирма "Диполь" (АО "НПФ Диполь") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 марта 2019 г. N 117-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 мая 2019 г. N 185-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61340-5-1-2019 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2019 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 61340-5-1:2016* "Электростатика. Часть 5-1. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Общие требования" ("Electrostatics - Part 5-1: Protection of electronic devices from electrostatics phenomena - General requirements", IDT).

________________
     * Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации IEC/TC 101 "Электростатика".

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт устанавливает требования к разработке, утверждению, внедрению и выполнению программы управления электростатическими разрядами (ЭСР) при производстве, обработке, сборке, установке, упаковке, маркировке, обслуживании, испытании, проверке, транспортировании или каких-либо других операциях, выполняемых с электротехническими или электронными деталями, узлами и оборудованием, подверженными повреждениям в результате воздействия электростатических разрядов, равных или более 100 В, - в соответствии с моделью человеческого тела (МЧТ), 200 В - в соответствии с моделью заряженного устройства (МЗУ) и 35 В - для обособленных проводников. Обособленные проводники ранее назывались механической моделью (ММ). Предельное значение 35 В соответствует уровню, который можно обеспечить, используя ионизаторы, указанные в настоящем стандарте. Испытания по механической модели больше не требуются для подтверждения соответствия компонентов, используются только МЧТ и МЗУ. Испытания с помощью ММ используются в данном стандарте только для контроля обособленных проводников.

Формирование электростатических зарядов происходит при физическом контакте, разделении или трении материалов, потоков твердых частиц, жидкостей или насыщенных взвесями газов. Наиболее распространенными источниками электростатического разряда являются: несущий электростатический заряд персонал, проводники, полимерные материалы и технологическое оборудование. Электростатический разряд может привести к повреждению, если:

- человек или объект, несущий электростатический заряд, вступает в контакт с чувствительными к ЭСР компонентом (ЧЭСР-компонентом);

- ЧЭСР-компонент вступает в контакт с сильно проводящей поверхностью, находясь под воздействием электростатического поля;

- ЧЭСР-компонент, несущий электростатический заряд, вступает в контакт с проводящей поверхностью, имеющей иной электрический потенциал.

Примерами ЧЭСР-компонентов являются микросхемы, дискретные полупроводниковые приборы, толстопленочные и тонкопленочные резисторы, гибридные устройства, печатные платы и пьезоэлектрические кристаллы. Можно определить чувствительность компонентов и устройств, воздействуя на них моделируемыми ЭСР. Пороговое напряжение ЭСР, определяемое испытанием с использованием моделируемых электростатических явлений, не обязательно должно соответствовать пороговому напряжению ЭСР в реальных условиях. Однако испытания используются для составления базы данных сравнительной чувствительности компонентов аналогичного типа разных изготовителей. Для определения чувствительности используются три модели ЭСР: МЧТ, ММ и МЗУ. В существующей практике компоненты испытываются с помощью МЧТ и МЗУ.

Настоящий стандарт включает требования к программе ЭСР-управления, необходимые для изготовления ЧЭСР-компонентов, основанные на опыте коммерческих организаций и предприятий оборонно-промышленного комплекса. В основе стандарта лежат следующие принципы ЭСР-управления:

- предотвращение переноса заряда между несущими электростатический заряд токопроводящими объектами (персоналом и, особенно, автоматически управляемым оборудованием) и ЧЭСР-компонентами. Это обеспечивается заземлением или электрическим соединением всех проводников, находящихся поблизости, включая персонал, с определенным потенциалом или специально устроенным заземлением (как это делается на борту корабля или самолета). Такое устройство формирует эквипотенциальное равновесие между всеми проводящими объектами и персоналом. Электростатическая защита может поддерживаться при разности потенциалов, отличной от "нулевого" потенциала напряжения земли, поскольку все проводящие объекты в системе имеют одинаковый потенциал;

- предотвращение переноса заряда между любыми несущими электростатический заряд ЧЭСР-компонентами. Перенос заряда может произойти в результате прямого контакта (разъединения) или при образовании поля. Диэлектрики не теряют свой электростатический заряд при контакте с цепью заземления. Ионизационные системы обеспечивают нейтрализацию зарядов диэлектриков (материалы схемных плат и упаковки некоторых изделий являются примерами диэлектриков). Оценка ЭСР-опасности, формируемой электростатическими зарядами на диэлектриках, помещенных на рабочий стол, должна гарантировать, что предпринимаются меры в соответствии с имеющимся риском;

- применение защитной упаковки за пределами участка, защищенного от электростатического разряда (УЗЭ), где невозможно контролировать перечисленные выше явления. Защита от электростатического разряда может достигаться помещением чувствительных к ЭСР компонентов в антистатические материалы, причем тип материала зависит от ситуации и назначения. Антистатические рассеивающие материалы могут обеспечивать адекватную защиту внутри УЗЭ. За пределами УЗЭ рекомендуется использовать материалы, экранирующие статические разряды. Несмотря на то, что такие материалы не рассматриваются в данном стандарте, необходимо понимать их различия. Более конкретная информация приведена в IEC 61340-5-3.

У каждой компании свои производственные процессы, поэтому для создания оптимальной программы ЭСР-управления требуются различные ее элементы. Необходимо, чтобы способы контроля осуществлялись в соответствии со всеми требованиями и тщательно документировались в плане программы ЭСР-управления.

Обучение является важной частью программы ЭСР-управления и гарантирует, что персонал разбирается в оборудовании и методиках и способен работать в соответствии с планом программы ЭСР-управления. Обучение также формирует представление по вопросам ЭСР-управления и понимание их важности. Необученный персонал часто является основным источником ЭСР-риска. Обучение сотрудников - это первый эффективный шаг защиты от повреждений, вызванных ЭСР.

Регулярные проверки и испытания гарантируют, что оборудование эффективно, а программа ЭСР-управления выполняется.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к программе ЭСР-управления для производств, осуществляющих изготовление, технологическую обработку, монтаж, упаковку, маркировку, обслуживание, испытание, проверку, транспортирование или другие действия с электрическими и электронными деталями, узлами и оборудованием, восприимчивыми к воздействию электростатических разрядов, больших или равных 100 В при использовании модели человеческого тела (МЧТ), 200 В при использовании модели заряженного устройства (МЗУ) и 35 В для обособленных проводников. Для ЧЭСР-компонентов с более низким уровнем порогового напряжения могут потребоваться дополнительные процедуры контроля элементов или корректировка предельно допустимых значений. Процессы изготовления устройств, которые имеют низкий уровень порогового напряжения, также могут требовать согласование с настоящим стандартом.

Настоящий стандарт устанавливает требования к программе ЭСР-управления. Руководство по применению настоящего стандарта приведено в IEC TR 61340-5-2 [9].

Настоящий стандарт не распространяется на взрывные устройства, горючие жидкости, газы и порошки.

Цель стандарта - установить организационные и технические требования к программе ЭСР-управления (далее - программа).

Примечание - Обособленные проводники ранее назывались механической моделью (ММ).

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных ссылок - последнее издание (включая все изменения к нему)]:

IEC 61340-2-3, Electrostatics - Part 2-3: Methods of test for determining the resistance and resistivity of solid planar materials used to avoid electrostatic charge accumulation (Электростатика. Часть 2-3. Методы определения электрического сопротивления твердых плоских материалов, используемых с целью предотвращения накопления электростатического заряда)

IEC 61340-4-1, Electrostatics - Part 4-1: Standard test methods for specific applications - Electrostatic behavior of floor coverings and installed floors (Электростатика. Часть 4-1. Стандартные методы испытаний для специальных случаев применения. Электрическое сопротивление покрытий и готовых полов)

IEC 61340-4-3, Electrostatics - Part 4-3: Standard test methods for specific applications - Footwear (Электростатика. Часть 4-3. Стандартные методы испытаний для специальных случаев применения. Обувь)

IEC 61340-4-5, Electrostatics - Part 4-5: Standard test methods for specific applications - Methods for characterizing the electrostatic protection of footwear and flooring in combination (Электростатика. Часть 4-5. Методы испытаний для прикладных задач. Методы оценки электростатических свойств обуви и напольного покрытия в комбинации с человеком)

IEC 61340-4-6, Electrostatics - Part 4-6: Standard test methods for specific applications - Wrist straps (Электростатика. Часть 4-6. Стандартные методы испытаний для специальных случаев применения. Антистатические браслеты)

IEC 61340-4-7, Electrostatics - Part 4-7: Standard test methods for specific applications - Ionization (Электростатика. Часть 4-7. Методы испытаний для прикладных задач. Ионизация)

IEC 61340-4-9, Electrostatics - Part 4-9: Standard test methods for specific applications - Garments (Электростатика. Часть 4-9. Методы испытаний для прикладных задач. Одежда)

IEC 61340-5-3, Electrostatics - Part 5-3: Standard test methods for specific applications - Properties and requirements classification for packing intend for electrostatic discharge sensitive devices (Электростатика. Часть 5-3. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Классификация свойств и требований для упаковки, предназначенной для устройств, чувствительных к электростатическому разряду)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 модель заряженного устройства; МЗУ (charged device model, CDM): Модель воздействия электростатическим разрядом, которая приближенно создает явление разряда, возникающее, когда заряженный компонент быстро разряжается на другой объект с более низким электростатическим потенциалом через сигнальный штырь или контакт.

Примечание - Модель заряженного устройства описана в ANSI/ESDA/JEDEC JS-002-2014 [1].

3.2 общая точка заземления (Common Ground Point): Заземленное устройство или заземленное место, где соединяются проводники от двух или более элементов ЭСР-управления.

3.3 общая точка соединения (Common Connection Point): Устройство или место, где соединяются проводники от двух или более элементов ЭСР-управления, чтобы привести защитные элементы к одному и тому же потенциалу путем эквипотенциального соединения.

3.4 эквипотенциальное соединение (equipotential bond): Электрическое соединение открытых токопроводящих частей (или элементов, используемых для ЭСР-управления), обеспечивающее нахождение их под одним и тем же потенциалом, как в нормальных условиях, так и в состоянии и условиях неисправности.

3.5 электростатический разряд; ЭСР (electrostatic discharge, ESD): Импульсный перенос электростатического заряда между телами с разными электростатическими потенциалами.

3.6 элементы ЭСР-управления (ESD control items): Материалы или изделия, предназначенные для предотвращения образования электростатического заряда и/или распространения сформированных электростатических зарядов и для защиты ЧЭСР-компонентов от повреждения.

3.7 защищенный от ЭСР участок; УЗЭ (ESD protected area, EPA): Участок, в пределах которого обращение с ЧЭСР предполагает допустимый риск повреждения от электростатического разряда или полей.

3.8 чувствительное к электростатическому разряду устройство; ЧЭСР (electrostatic discharge sensitive device; ESDS): Устройство, микросхема или сборка, которые могут быть повреждены электростатическими полями или разрядами.

3.9 пороговое напряжение ЭСР (ESD withstand voltage): Максимальное приложенное напряжение ЭСР, при котором параметры образца не превышают ни один из установленных пределов, при условии, что испытания меньшим напряжением также были успешно пройдены.

3.10 функциональное заземление (functional ground): Электрическое соединение клеммы электрического устройства с цепью заземления или заземляющим устройством в целях, отличных от электробезопасности.

3.11 модель человеческого тела; МЧТ (human body model HBM): Модель воздействия электростатическим разрядом, которая приближенно создает явление разряда с пальца руки человека на контакт устройства, когда другой контакт устройства заземлен.