ГОСТ IEC TR 61340-5-5-2022 Электростатика. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Требования к упаковке, применяемой в производстве электроники

     4 Назначение электростатической защитной упаковки

4.1 Анализ электростатических рисков (когда могут возникнуть проблемы с ЧЭСР-компонентами)

Риск для электронных деталей, узлов и изделий - ЧЭСР-компонентов от электростатических явлений возможен в нескольких формах и может быть вызван прямым электростатическим разрядом от заряженного проводника до ЧЭСР-компонента или электростатическим разрядом от ЧЭСР-компонента к другому проводнику (при различных потенциалах) или земле, если ЧЭСР-компонент становится чрезмерно заряженным. Повреждение ЧЭСР-компонента всегда будет вызвано протеканием повышенного тока через ЧЭСР-компонент.

Перенос электростатического заряда (разделение заряда) будет происходить каждый раз, когда два материала соприкасаются и разделяются. В результате разделения заряда появятся равные положительный и отрицательный заряды на противоположных поверхностях. Различия при взаимодействии заключаются в том, какое количество заряда отделяется и где скапливается заряд после разделения, что в свою очередь зависит от электрических свойств материала. Заряженные материалы, способные проводить электричество, могут быть нейтрализованы путем контакта с землей (заземлением). Скорость нейтрализации/рассеивания заряда зависит от электрического сопротивления материала и контактного сопротивления между материалом и землей. Чем выше сопротивление материала и его контактное сопротивление с землей, тем больше времени потребуется для нейтрализации заряда. Положительно заряженный материал будет получать недостающие электроны от земли, в то время как с отрицательно заряженного объекта электроны будут стекать на землю.

Значение потенциала разряда, который может выдержать ЧЭСР-компонент, определяется рядом факторов, включая чувствительность компонента, схему узла, скорость передачи заряда через ЧЭСР-компонент, общую энергию разряда и влияние окружающей среды.

Разряд через ЧЭСР-компонент может произойти при контакте с заряженным проводником, включая человека, элемент используемого оборудования, ручной инструмент или прибор, или любым другим заряженным проводником, применяемым в процессе производства.

Снижение вероятности повреждающего ЧЭСР-компонент разряда является одним из основных методов электростатического контроля. Риск повреждения заряженными проводниками возможно снизить, если все проводящие материалы и инструменты будут электрически заземлены. Заземленный проводник не может удерживать электростатический заряд.

Разряд, возникающий от заряженного ЧЭСР-компонента на землю, контролируется за счет уменьшения накопления заряда на самом ЧЭСР-компоненте. После того как ЧЭСР-компонент был заряжен, трудно снять полученный заряд без риска протекания чрезмерного тока через ЧЭСР-компонент. Таким образом, одним из ключевых факторов при проектировании защитной упаковки является снижение заряжаемости при соприкосновении ЧЭСР-компонента и контейнера, который используется для хранения и транспортирования.

Вероятность возникновения заряда не может быть исключена, но его величина может быть снижена до уровня ниже установленного допустимого значения потенциала, которое может вызвать повышенный риск для ЧЭСР-компонента благодаря конструкции контактирующих поверхностей, химических соединений или добавок, применяемых в материалах для изменения характеристик поверхности и для обеспечения некоторого уровня электропроводности для рассеивания зарядов.

4.2 Механизмы возникновения заряда

Трибоэлектрический эффект является основным способом генерации заряда материалами. Этот процесс возникает при соприкосновении разнородных материалов, а затем при их разделении.

Полученный в результате уровень заряда зависит от длительности контакта, скорости разделения и любых движений трения, которые могут быть частью процесса соприкосновения перед разделением. Процесс возникновения заряда также зависит от физических свойств поверхностей контактирующих материалов. Уменьшение площади поверхности контакта - один из способов снижения трибоэлектрического заряда. Химические добавки на поверхности материалов также могут снизить возможность возникновения заряда за счет уменьшения трения между поверхностями. Добавление рассеивающих веществ может обеспечить рассеивание зарядов на поверхности или при контакте с землей, что снизит накопление заряда.

Возникновение заряда за счет индукции происходит, когда проводящий объект заземлен и находится в электрическом поле. Несмотря на то, что это сложное явление, оно может возникать при обработке ЧЭСР-компонентов как в ручном, так и в автоматическом режиме, если электрические поля от производственного оборудования на рабочем месте не поддерживаются ниже критических уровней (определяемых чувствительностью ЧЭСР-компонента). Первый этап индукционного процесса происходит, когда ЧЭСР-компонент попадает в электрическое поле. Заряды перестраиваются внутри ЧЭСР-компонента за счет поляризации, как показано на рисунке 1 а). В указанный момент в ЧЭСР-компоненте нет разделения зарядов, только поляризация.