elektron KNEZ Daniel Knez univ.dipl.ing ESD standardi

Transcript

1 Daniel Knez univ.dipl.ing ESD standardi

2 ESD STANDARD IEC Izdaja 2.0 ( ) IEC Izdaja 2.0 ( ) Daniel Knez univ.dipl.ing IEC Izdaja 1.0 ( ) Zaščita elektronskih naprav pred pojavi elektrostatike splošne zahteve Predpis zajema aktivnosti v izdelovanju, postopkih, sestavljanju, instaliranju, pakiranju, označevanju, servisiranju, preverjanju, pregledovanju, transportu ali drugo, rokovanju z električnimi ali elektronskimi komponentami, deli, sklopi, ki so občutljivi na elektrostatična razelektrevanja napetosti po modelu U HBM večje od 100 V (U HBM > 100V) Standard določuje zahteve v Programu obvladovanja elektrostatike. Uporabnik naj upošteva IEC (Napotki) za uporabo in izvrševanje tega standarda Ta standard ne velja za električno prožene eksplozivne naprave, gorljive tekočine ali eksploziva Namen tega standarda je poskrbeti za administrativne in tehnične zahteve za osnovanje, dopolnjevanje in vzdrževanje Programu obvladovanja elektrostatike

3 ESD STANDARDI IEC x Slovenski institut za standardizacijo IEC Izdaja 2.0 ( ) Elektrostatika Poglavje 5-1 Daniel Knez univ.dipl.ing IEC / TR Izdaja 1.0 ( ) Elektrostatika Poglavje 5-2 IEC / TR Izdaja 2.0 ( ) Elektrostatika Poglavje 5-3 Zaščita elektronskih naprav pred pojavi elektrostatike Splošne zahteve Zaščita elektronskih naprav pred pojavi elektrostatike Napotki za uporabnika Zaščita elektronskih naprav pred pojavi elektrostatike Lastnosti in zahteve za razvrščanje embalaž za zaščito elektrostatično občutljivih komponent pred elektrostatičnimi pojavi

4 ANSI/ESD S JEDEC JESD 625-A Dec1999 ANSI/ESD S Daniel Knez univ.dipl.ing Ameriški nacionalni standard in ESD združeni standardi Predpis zajema aktivnosti v izdelovanju, postopkih, sestavljanju, instaliranju, pakiranju, označevanju, servisiranju, preverjanju, pregledovanju, transportu ali drugo, rokovanju z električnimi ali elektronskimi komponentami, deli, sklopi, ki so občutljivi na elektrostatična razelektrevanja napetosti po modelu U HBM večje od 100 V (U HBM > 100V) Zaščita elektronskih naprav pred pojavi elektrostatike elektrostatike Splošne zahteve Ta standard ne velja za električno prožene eksplozivne naprave, gorljive tekočine ali eksploziva

5 INTERNI ESD STANDARDI Daniel Knez univ.dipl.ing

6 PROGRAM PODJETJA ZA OBVLADOVANJE ELEKTROSTATIKE PRI DELU Z ELEKTROSTATIČNO OBČUTLJIVIMI ELEKTRONSKIMI KOMPONENTAMI

7 PROGRAM PODJETJA ZA OBVLADOVANJE ELEKTROSTATIKE PRI DELU Z ELEKTROSTATIČNO OBČUTLJIVIMI ELEKTRONSKIMI KOMPONENTAMI PROGRAM PODJETJA ZA OBVLADOVANJE ELEKTROSTATIKE IEC Izdaja 2.0 ( ) ANSI/ESD S zahteve Programa uporaba Programa izdelan Program uveden Program vzdrževan Program osnovna postopki ESD kontrole v Programu so izdelani na osnovi preteklih izkušenj rokovanja z ESDS podjetja imajo različne procese rokovanja z ESDS. Zato naj ima vsako podjetje svoj ustrezen Program ESD zaščita je neodvisna od časa, lokacije, količine, serijske proizvodnje, prototipa, razvoja, testiranja, servisiranja vsi ESD občutljivi elektronski izdelki (ESDS), odprti ali v ohišjih, z ožičenjem morajo biti ESD zaščiteni med vsemi procesi: proizvodnja, sestavljanje, montaže pakiranja, označevanja, servisa, testiranja, kontrole, logistike, distribucije, CILJI PROGRAMA preprečevanje razelektrevanj naelektrenih prevodnikov: osebje, stroji, orodja, naprave (MM model ) preko ESDS preprečevanje razelektrevanj z ozemljevanjem: na zemljo, tudi na ekvipotencialno zemljo odpravljanje ali izenačevanje različni električni potenciali na prevodnih objektih preprečevanje elektrostatičnih pojavov zaradi dotikanja, ločevanja, drgnjenja preprečevanje elektrostatičnih pojavov zaradi indukcije v elektrostatičnem polju preprečevanje razelektritevanj / naelektrevanj ESDS komponent (CDM model) razumeti, da ozemljenost, neozemljenost ESDS ne reši problema elektrostatičnih nevarnosti: med gibanjem ESDS se spreminja kapacitivnost naelektrene ESDS proti okolici( zemlji ) z ionizacijo preprečevati in odpravljati elektrostatična naelektrevanja električnih izolatorjev: ohišja, embalaža, tiskana vezja, oprema upoštevati kontrolirano prisotnost električnih izolatorjev v EPA za zmanjšanje ESD tveganj v UPA (zunaj EPA), kjer elektrostatični pogoji niso ustrezno kontrolirani, je treba uporabiti primerno elektrostatično embalažo za zaščito ESDS ustrezna ESD embalaža se izbere na osnovi okolja, kjer bodo ESDS komponente zunaj EPA so priporočljive elektrostatično oplaščene embalaže PROGRAM UPOŠTEVA 1. vsako gibanje, kontakt, ločevanje trdih materialov, tekočin ali plinskih delcev povzroča elektrostatične pojave 2.. izvori elektrostatičnih pojavov so osebje, izolatorji, prevodniki, materiali, oprema, 3. ESD poškodbe nastanejo zaradi: naelektrenega osebja ali naelektrenih predmetov, ki so v bližini ESDS ali se ESDS dotaknejo dotika ESDS z električno dobro prevodnim predmetom z drugačnim električnim potencialom ozemljenost, neozemljenost ESDS ni pomembna!

8 PROGRAM PODJETJA ZA OBVLADOVANJE ELEKTROSTATIKE PRI DELU Z ELEKTROSTATIČNO OBČUTLJIVIMI ELEKTRONSKIMI KOMPONENTAMI VSEBINA PROGRAMA PODJETJA ZA OBVLADOVANJE ELEKTROSTATIKE IEC Izdaja 2.0 ( ) ANSI/ESD S šolanja šolanje osebja, ki rokuje z ESDS je izredno pomembno šolano osebje je učinkovit ukrep v odpravljanju problemov ESD osebje naj razume zakaj so ESDS elektrostatično občutljive, kako deluje ESD oprema in zakaj je ESD zaščita brez tega znanja lahko osebja dela velike napake 2. potrjevanja materialov, opreme ESD oprema v EPA naj bo ustrezno potrjena potrditev opreme naj ustreza zahtevam tega standarda potrjena oprema naj bo vpisana v Program 3. ESD preverjanja redna preverjanja, merjenja in testiranja iz tega Programa ustvarjajo učinkovito zaščito pred nevarnimi ESD pojavi 4. ESD ozemljevanja ozemljitev na zemljo ozemljitev na ekvipotencialno zemljo ozemljitev na navidezno zemljo 5. ESD ozemljevanje osebja primarna / sekundarna ozemljitev ozemljitev z zapestnico / obuvali ko se rokuje (EPA) z ESDS komponentami, velja: 6. zahteve v EPA naelektritev človekovega telesa kot U HBM < 100 V nevarnost CDM poškodb: naelektritev ESDS naj bo manj kot U CDM < 200 V električna poljska jakost manj kot E < 5 kv/m ko je električni napetost na predmetu več kot V razdalja do ESDS več kot 30 cm ko je električni napetost na predmetu več kot 125 V razdalja do ESDS več kot 2,5 cm elektrostatično bolj občutljivih ESDS je treba vpeljati dodatne elemente obvladovanja elektrostatike, prilagojene tem zahtevam pri elektrostatično bolj občutljivih ESDS je še vedno treba upoštevati skladnost s tem standardom nevarnost MM poškodb: če se električni prevodnik (ne more biti ozemljen ali ekvipotencionalno povezan) dotakne prevodnega dela ESDS, mora biti napetostna razlika med njima manj kot < 35 V 7. ESD embalaže in pakiranja 8. ESD označevanja

9 OSNOVNE ZAHTEVE ZA OBVLADOVANJE ELEKTROSTATIKE V EPA IEC Izdaja 2.0 ( ) ANSI/ESD S NAELEKTRITEV ČLOVEKOVEGA TELESA ELEKTRIČNA POLJSKA JAKOST U > V > 30 cm 6,6 kv/m E U > 125 V > 2,5 cm U HBM 1,5 kω 100 pf 5 kv/m E = U d 1 V/m = 1 N/C (V/m) naelektritev ESDS 200 V (zaradi CDM razelektritve) U HBM < 100 V človekovo telo naj bo med rokovanjem z ESDS naelektreno manj kot 100 V U HBM = 100 V E HBM = 0,5 μj (0,5 μws) E < 5 kv/m ESDS na ne bo izpostavljena električni poljski jakosti večji od 5 kv/m 5 kv/m = 50 V /cm napetostna razlika: električni prevodnik prevodni del ESDS V < 35 V (zaradi MM razelekrtitve)

10 ESD TEHNIK, ESD KOORDINATOR, ESD DELAVEC ESD tehnik v večjih organizacijskih sistemih ESD koordinator ESD koordinatorja določi vodstvo ESD koordinator je pooblaščena, usposobljena oseba ESD koordinator / skupina v vsakem oddelku ESD koordinator je lahko domač ali zunanji usposobljen strokovnjak ESD delavec usposobljena oseba za delo v EPA področju

11 ESD TEHNIK, ESD KOORDINATOR, ESD DELAVEC ESD TEHNIK ESD KOORDINATOR ESD DELAVEC izdelava, izvajanje Programa podjetja za obvladovanje elektrostatike vzdrževanje, dokumentiranje, pregled skladnosti preverjanj ESD programov sodelovanje pri reševanju ESD problemov izvajanje zahtevnejših šolanj definira ESD kontrolni program podjetja in v enotah definira tehnične zahteve ESD kontrolnega programa: - oznake EPA - ozemljevanje v EPA - določa EPA in zahteve v EPA - ESD ozemljevanje osebja - ESD pakirana določa organizacijske zahteve za obvladovanje elektrostatike: - naloge in odgovornosti - ESD dokumentacija - šolanja delavcev - preverja skladnosti izvaja ESD zaščitne ukrepe, tudi potrjevanje ESD opreme in materialov (če je potrebno) izvaja šolanje delavcev opravlja nadzore, preverjanja, kontrole ESD šolanje naj bo osnovni pogoj za delo v EPA in za tiste delavce, ki rokujejo z elektrostatično občutljivimi elektronskimi komponentami ESD delavec mora biti seznanjen s potrebnimi zahtevami obvladovanja elektrostatike ESD šolanja je treba redno izvajati in obnavljati o ESD šolanjih delavcev se morajo vodi evidence ESD šolanje naj bo pogoj za vstop v EPA

12 ESD ŠOLANJA ESD USPOSABLJANJA IEC Izdaja 2.0 ( ) Podjetje mora imeti vpeljan Program šolanja in usposabljanja časovni plan izvajanja šolanj predhodno šolanje za vso osebje, ki prihaja v stik z elektrostatično občutljivimi komponentami podelitev spričeval o ESD usposobljenosti evidenca in mesto arhiva o šolanju osebja določene posebnosti, ki so značilne za podjetje

13 ESD POTRJEVANJA POTRJEVANJE ESD MATERIALOV, OPREME, SISTEMOV IEC Izdaja 2.0 ( ) Tehnični list o ESD ustreznosti dokazuje ESD ustreznost materiala, opreme ali sistema, kot predpisuje standard. Tehnični list o ESD ustreznosti priskrbi dobavitelj. Lastno potrjevanje ESD ustreznosti je potrebno, če ni ob dobavi priložen Tehnični list. Potrditev je pogosto nemogoče, težko ali predrago izvesti, ker je nemogoče ustvariti klimatske pogoje, ki so dejansko simulacija praktično ekstremno mejnih klimatskih pogojev: relativna zračna vlaga 12 % (+/- 3 %) temperatura zraka 23 0 C (+/- 2 0 C) čas klimatizacije > 48 ur IEC EN nekatera oprema za preverjanje materialov je zahtevna in draga: npr. klimatska komora, naprava merjenje časa razelektrevanja ali naprava za energijski test elektrostatične oplaščenosti

14 PLAN PREVERJANJ IN DOKUMENTIRAJE PLAN ESD PREVERJANJ IN DOKUMENTIRANJE IEC Izdaja 2.0 ( ) Podjetje mora imeti predpisan Plan preverjanj S planom naj bo zagotovljeno izvrševanje preverjanj. Zapisane morajo biti tehnične zahteve preverjanj, odstopanja merjenj, pogostost merjenj Plan preverjanj umerjenosti merilne opreme (interni akti za merilno opremo: npr. 1x/leto - 1x/2leti)

15 PREDLOG NAČRT / URNIK ESD PREVERJANJ IN EVIDENC DNEVNA PREVERJANJA DOKUMENTIRANJE MESEČNA PREVERJANJA DOKUMENTIRANJE ½ LETNA PREVERJANJA DOKUMENTIRANJE LETNA PREVERJANJA POROČILA, PLANI osebna preverjanja in beleženje upornosti zapestnic in spiralnih vrvic osebne preverjanja beleženje upornosti obuval preverjanja opreme za obiskovalce preverjanje električnih poljskih jakosti, električnih potencialov preverjanje prisotnosti nekontroliranih izolatorjev čiščenje površin, koles, tal vizuelno preverjanje EPA, EBP točk, embalaže, opreme, naključna preverjanja ozemljitvenih žičnih povezav preverjanja ozemljitvenih priklopov preverjanja signalnih naprav, alarmov preverjanja stolov, vozičkov in druge opreme preverjanja ionizatorjev preverjanja kalibracijskih potrdil instrumentov in testne opreme.. preverjanja talnih površin, delovnih in odlagalnih površin nadzor tujih izvajalcev, npr. čistilnega servisa po generalnih čiščenjih preverjanje obuval, oblačil preverjanje stolov, vozičkov in druge opreme preverjanja opreme za dokumentacijo vzorčno preverjanje embalaž pregledi nalepk, opozoril.. zaključna preverjanja celotnega sistema obvladovanja elektrostatike preverjanje usklajenosti z aktualnimi ESD standardi revizija dejanskega stanja obvladovanja elektrostatike v podjetju revizija Programa obvladovanje elektrostatike v podjetju izdelava Poročila o stanju obvladovanja elektrostatike spremljanje in obnašanje zaposlenih in obiskovalcev..

16 ESD ZAHTEVE V EPA IEC Izdaja 2.0 ( ) ZAHTEVE V EPA delovna površina odlagalna površina voziček ozemljitveno mesto zapestnice mejne vrednosti ESD POTRDITEV R gp Daniel < 1GΩ Knez univ.dipl.ing R pp < 1GΩ se ne izvaja dokument PREVERJANJE mejne vrednosti R g < 1GΩ R g < 5 MΩ talna površina R gp < 1GΩ R g < 1GΩ ionizator < 20 s < 20 s < + 35 V < + 35 V stol R gp < 1 GΩ R gp < 1 GΩ oblačila R pp < 100 GΩ R pp < 100 GΩ oblačila za ozemljevanje osebe R pp < 1 GΩ R pp < 1 GΩ

17 ESD OZEMLJEVNJE OSEBJA IEC Izdaja 2.0 ( ) ESD OZEMLJEVANJE OSEBJA spiralni kabel (z zapestnico) mejne vrednosti < 5 MΩ ESD POTRDITEV dokument Daniel Knez univ.dipl.ing ESD PREVERJANJE mejne vrednosti glej sistem (oseba + zapestnica + spiralni kabel) zapestnica znotraj R p < 100 kω znotraj R p se ne izvaja zunaj R p > 10 MΩ zunaj R g se ne izvaja sistem (oseba+zapestnica + spiralni kabel) se ne izvaja R < 35 MΩ obuvala R < 100 MΩ glej sistem (oseba + obuvala) sistem (oseba + obuvala + talni sistem) R g < 1GΩ in dodatno U HBM < 100 V R g < 1GΩ sistem (oseba + obuvala) se ne izvaja R gp < 100 MΩ

18 ESD ODSTOPANJA PRILAGODITVE ESD ODSTOPANJA PRILAGODITVE IEC Izdaja 1.0 ( ) ESD koordinator preverja, dovoljuje in argumentira možna odstopanja od standardov, kadar ni potrebno ali ni mogoče, da se upoštevajo v celoti ali delno. Odstopanja je mogoče upoštevati z ovrednotenjem primernosti za posamezne namene ali posebne uporabe Na osnovi ovrednotenja celotne ocene in zahtev se lahko uporabijo spremenjeni pogoji, ali pa se prvotni sploh ne upoštevajo Odločitve o odstopanjih, vključno s tehničnimi obrazložitvami mora biti dokumentirane! Oprema, za katero ni v standardih predpisano, kako naj bo ESD potrjena, vendar je v uporabi v EPA področju, naj podjetje samo izvede njeno potrditev. Testna metoda potrditve, mejne vrednosti in dejanske vrednosti naj bodo zapisani v Programu

19 VARNOST ESD IN VARNOST IEC Izdaja 2.0 ( ) Opisani postopki in oprema v tem standardu utegnejo izpostaviti osebje nevarni električni napetosti Uporabnik je zato odgovoren, da izbere takšne postopke in opremo, ki so usklajena z zakoni in z notranjimi in zunanjimi zahtevami o varnosti v takšnih primerih Predlogi zahtev za ESD zaščito ne smejo v nobenem primeru preseči ali izpodriniti kakršnokoli zahtevo za zaščito osebja pred nevarno električno napetostjo dotika

20 DOKUMENTACIJA O EPA DOKUMENTACIJA O EPA IEC Izdaja 2.0 ( ) CE usklajenost Varnostni list EU-ROHS direktiva EU-REACH projekt EICC GeSi