Kako se pravilno zaštititi od ESD-a u telefonskom servisu
Postoji li jednostavna zaštita od nekontroliranog elektrostatičkog pražnjenja? Prije odgovora na ovo pitanje, potrebno je razmotriti što je to fenomen i zašto nastaje. U ovom članku iznijet ćemo osnovne informacije o zaštiti od elektrostatičkog pražnjenja te koji su rizici povezani s njim i načinima zaštite od njega.
Elektrostatsko pražnjenje (ili skraćeno ESD) je pojava koja je posljedica brzog kretanja elektrona između tijela različitog potencijala. Zamislite strukturu atoma. Jezgra atoma sadrži protone i neutrone, s elektronima koji kruže oko jezgre. Elektroni imaju sposobnost kretanja, pa ako jedan materijal ima tendenciju nakupljanja elektrona – bit će negativno nabijen. Nasuprot tome, drugi materijal, koji će težiti gubitku elektrona, bit će pozitivno nabijen. Kako se materijali približavaju, može doći do izjednačavanja potencijala između njih, odnosno do naglog skoka elektrona, a to je ono što se naziva elektrostatičko pražnjenje. Nakon što je teorija iza nas, sada se možemo usredotočiti na zaštitu od ovog fenomena.
Zaštita od ESD-a – osoba i odjeća
Jedna od osnovnih zaštita od elektrostatičkog pražnjenja je uporaba narukvice. Ova narukvica treba imati vodljivi unutarnji dio i disipativni vanjski dio, te treba biti spojena žicom s otpornikom od 1 MΩ na označenu točku uzemljenja na koju je spojena oprema radne stanice. U takvoj točki također postoji zaštita od 1MΩ otpornika po utičnici. Takve utičnice mogu biti različitih oblika, mogu se montirati ispod ploče stola ili se jednako često koriste u obliku šuko utikača, obično u žutoj boji. Vratimo se na narukvicu, prema ispitivanjima i studijama, to je najpouzdanija ESD zaštita za rad sjedeći, stoga je vrijedi imati na umu.
Još jedna zaštita za osobu koja radi s elektronikom je posebna antistatička pregača. Svrha nošenja takve zaštite prvenstveno je zaštita elektronike od odjeće koju nosimo, a koja može stvarati statički naboj. Pregača nas neće uzemljiti, ali će stvoriti nešto poput Faradayeva kaveza, koji neće dopustiti da naboji pobjegnu prema van. Prema relevantnim standardima, takva pregača mora biti pravilno označena i imati certifikat relevantan za njezinu upotrebu u područjima gdje se radi s elektronikom osjetljivom na elektrostatičko pražnjenje. Prelazeći na sljedeći odjevni predmet osobe koja radi s elektronikom osjetljivom na ESD, trebali bismo uključiti obuću ili posebne trake za cipele. Obično se preporuča nošenje uzemljene obuće, jer općenito bolje zadržava svojstva provodljivosti naboja. Osim toga, udobniji su za rad i sigurniji. Jeftinija alternativa je korištenje traka za cipele. Međutim, treba imati na umu da nisu toliko izdržljivi kao obuća i često zahtijevaju odgovarajuće upute za njihovo korištenje, jer ljudi ne znaju uvijek kako to učiniti kako treba. U obući kao i kod trake za cipele postoji i otpornička zaštita. U slučaju cipela otpornik ima vrijednost 2MΩ. Moramo zapamtiti da se traka, kao i cipele, nose u paru, a ne pojedinačno! U cijelom sustavu uzemljenja čovjek-obuća-pod morate znati da sve to jedno s drugim funkcionira samo ako imate odgovarajući pod i obuću. Ovo rješenje će biti od pomoći za stojeći ili mobilni rad. S druge strane, za sjedeći rad ionako nosimo narukvicu, unatoč obući. Ako se radi o elektronici koja je minijaturizirana i osjetljivost na elektrostatičko pražnjenje je mnogo veća, potrebno je koristiti dodatne antistatičke rukavice. Takve rukavice također će imati odgovarajući materijal za raspršivanje statičkog elektriciteta, kao i oznaku da su sigurne i da se mogu koristiti u rukovanju elektronikom osjetljivom na ESD. Dodatna pozitivna značajka korištenja takve zaštite je da na PCB-u koji se sastavlja ili servisira ne ostaje prljavština.
Posljednja, rjeđe korištena zaštita su pokrivala za glavu. Vjerojatno će se svi koji čitaju ovaj članak zapitati: zašto pokrivala za glavu? Zamislite da se bavite elektronikom. Ljudska dlaka padne na IC i njegove izvode, PCB se sastavi u finalni proizvod i koristi u normalnom radnom okruženju. Nakon nekog vremena vlaga u radnoj okolini koja nas okružuje može biti između 35 i 70%, prodire u takav proizvod, a ta vlas upije vlagu postaje provodnik koji može dovesti do kratkog spoja.
Ukratko, odgovarajuća zaštita u poslovima gdje imamo posla s elektronikom osjetljivom na ESD vrlo je važna, jer smo mi ti koji vrlo često nosimo elektrone i prenosimo ih izjednačavanjem potencijala. Osim toga, moramo biti svjesni da osoba osjeća ESD na razini od oko 2000V, a neke strujne krugove možemo oštetiti već s puno manjim elektrostatičkim pražnjenjem, pa je takva zaštita važna.
ESD zaštita – sigurnosne mjere na radnom mjestu
U radnom prostoru treba napraviti posebno određenu zonu u kojoj ćemo raditi s elektronikom osjetljivom na elektrostatičko pražnjenje. Takva zona se naziva EPA (ESD zaštićeno područje). Primarna zaštita našeg radnog područja je antistatička podloga povezana s uzemljenjem. Takvu podlogu čine dva sloja – donji je vodljivi, a gornji disipativni. Podloga ima dodatnu značajku: otporna je na toplinu, tako da može zaštititi našu radnu površinu od toplinskih oštećenja. Podlogu na masu povezujemo žicom koja sadrži otpornik od 1MΩ, a ovdje također predlažemo korištenje šuko utičnice koju spajamo na razvodnu letvu ili utičnicu. Na taj način ćemo koristiti električno uzemljenje koje se nalazi u zgradi. Drugi dio opreme je stolica, koji bi trebao biti namijenjen EPA području. Zašto? Stolica ne uzemljuje osobu, ali je namijenjena da bude antistatička. Ideja je da kada odmaknemo običnu stolicu od radne stanice, može se stvoriti veliko elektrostatičko polje, koje zauzvrat može uzrokovati nekontrolirano elektrostatičko pražnjenje. Što je potrebno za pravilan rad takve stolice? Moramo imati pod koji će uzemljiti ovu stolicu. Pod će imati disipativno svojstvo, a stolica će zahvaljujući svom dizajnu, uz pomoć vodljivih kotača, odvoditi nakupljene naboje u zemlju. Pod i cijeli njegov sustav moraju biti spojeni na uzemljenje. Što treba imati na umu kada je u pitanju ostala oprema radnog mjesta? Sve što može generirati naboje ili uzrokovati opasnost od ESD-a mora se ukloniti s radne površine. Što bi moglo biti uključeno u takvu neželjenu opremu? Na primjer, ručni alati koji nisu namijenjeni EPA zoni, ambalaža koja stvara statički elektricitet i slični materijali koji su nepotrebni za naš rad s elektronikom osjetljivom na elektrostatičko pražnjenje.
To je ukratko to što se tiče radnog mjesta, dok bi se sama profesionalna EPA zona trebala sastojati od opsežnijeg sustava ESD zaštite. Na što točno mislimo? Da u takvoj prostoriji prije samog ulaza treba imati, između ostalog, odgovarajući sustav testiranja.
To znači testiranje obuće i narukvica, a u naprednijim EPA zonama, gdje se proizvodi elektronika osjetljiva na elektrostatičko pražnjenje, korištenje zračne komore s ioniziranim zrakom. U takvim EPA zonama cijelo područje ima antistatički pod povezan sa sustavom uzemljenja zgrade. Radni stolovi su certificirani, označeni i namijenjeni takvim zonama. Osim gore opisanog o samom mjestu rada, sva ostala oprema je temeljito provjerena i odobrena od strane ESD koordinatora, osobe koja ima znanja i kvalifikacija za upravljanje prostorom. Treba postojat stalna kontrola temperature i vlažnosti u cijeloj EPA zoni. Detaljne zahtjeve za postavljanje zona možemo naučiti na tečajevima za operatere ili ESD koordinatore. Na njima ćemo učiti o svemu što je potrebno za postavljanje EPA zona ili odgovarajućih radnih stanica kao I o mjerenju i obavljanju audita te pisanju izvješća.
ESD opasnosti
Svatko se može zapitati čemu sve to? Zašto takva zaštita. Uostalom, svaka mlada osoba koja se zanima za informatiku ili elektroniku, ili ima ručne vještine, zamijenila je memoriju u svom računalu ili nadogradila matičnu ploču dodatnim dodacima. To su radili na tepihu kod kuće i bez ikakvog uzemljenja, bez posebne brige i sve je kasnije radilo bez problema. Upravo ovakve radnje uzrokuju nam pitanje ima li ESD zaštita smisla. Reći ćemo ukratko, da. Zašto? Jer nema usporedbe između proizvodnje ili popravka elektronike i zabave proširenjem računala kod kuće. Ako se takvo ESD oštećenje otkrije u tvornicama, to nema veće financijske posljedice od toga da se proizvod baci ili ide na popravak. S druge strane, kada šteta izađe na vidjelo nakon što ju je kupac već primio, to će imati svoje posljedice u vidu nezadovoljnih kupaca. I važno je zapamtiti da je jedan nezadovoljan kupac potencijalnih deset koji neće kupiti nešto od nas ili koristiti naše usluge. Popis ESD prijetnji je beskrajan. Mnoge tvrtke, koje su najveći svjetski proizvođači elektronike, slijede principe ESD zaštite i to na vrlo naprednoj razini. Za to su zaslužna provedena istraživanja čiji su rezultati ukazivali na toliku štetu i, nažalost, imali velike posljedice u vidu velikih financijskih gubitaka. U 20 godina elektronika je postala vrlo minijaturizirana, što je opet imalo utjecaja na osjetljivost na temu elektrostatičkog pražnjenja. Što je manja elektronika, veća je njihova osjetljivost na ESD. Zatim, tu su opsežne LED i O-LED tehnologije, koje jednostavno ne vole pražnjenja. Tu je i razina ESD zaštite u dizajnu takve PCB ploče. Najbolje rješenje bit će pretpostavka odozgo prema dolje da je PCB osjetljiv na elektrostatičko pražnjenje.
Ukratko, ono što smo napisali o elektrostatičkom pražnjenju samo je osnovno kratko objašnjenje o tome što je ESD zaštita. Više informacija može se dobiti na odgovarajućim tečajevima za operatere ili ESD koordinatore.