Najpogostejše napake pri ravnanju z občutljivimi elektronskimi komponentami
ESD zaščita je ena tistih tem, ki je na prvi pogled zelo tehnična, v praksi pa zelo vsakdanja. Vsak dotik, vsak korak po tleh, vsako premikanje materiala lahko povzroči elektrostatični naboj. Večino časa tega niti ne opazimo, pri občutljivih elektronskih komponentah pa se posledice pokažejo v obliki skritih poškodb, kratke življenjske dobe ali nepojasnjenih reklamacij.
V sodobni elektroniki govorimo o napetostih, pri katerih človek sploh ne čuti praznjenja, čip ali vezje pa sta lahko že trajno poškodovana. Prav zato ESD zaščita ni le dodatna oprema, ampak sistem, ki mora biti vgrajen v delovno mesto, logistiko in navade zaposlenih.
Kaj pravzaprav pomeni ESD zaščita
ESD zaščita je sklop ukrepov, materialov in postopkov, s katerimi nadzorujemo elektrostatični naboj, da ne pride do nenadzorovanega praznjenja na občutljive elektronske komponente.
V praksi to pomeni:
- da se naboj na ljudeh in opremi ne nabira prekomerno,
- da se obstoječi naboj odvaja počasi in kontrolirano,
- da so komponente zaščitene tudi med skladiščenjem in transportom.
ESD zaščita vključuje delovne mize, podloge, stoli, talne obloge, obutev, zapestnice, embalažo, vozičke in opremo, pa tudi izobraževanje zaposlenih, nadzor in redne meritve. Učinkovita je samo, če deluje kot sistem, ne kot skupek posameznih izdelkov.
Izgled premišljenega ESD delovnega mesta
Dobro ESD delovno mesto je videti urejeno, preprosto in logično. Komponente so shranjene v ESD embalaži, delovna površina je ESD podloga, ki je ozemljena, zaposleni uporablja ESD zapestnico in obutev, tla ali podloge pa omogočajo kontrolirano odvajanje naboja.
Pomembno je tudi:
- da so vse ESD površine povezane na skupni ozemljitveni sistem,
- da so ozemljitvene točke jasno označene,
- da obstajajo jasna pravila za osebno ESD zaščita,
- da se celoten sistem redno preverja.
Ko so te osnove urejene, se zmanjšajo tveganja za skrite poškodbe komponent in za nejasne okvare, ki nastanejo šele pri končnem kupcu.
Najpogostejše napake pri ESD zaščiti
Pogosta napaka je, da podjetje kupi nekaj ESD izdelkov in pričakuje, da je s tem težava rešena. V uporabi so ESD podloge, mogoče tudi zapestnice, vendar ni jasne ESD strategije, ni dokumentacije in ni pregleda nad tem, kaj je dejansko zaščiteno in kaj ne.
ESD zaščita mora biti zasnovana kot celovit sistem, ki vključuje delovna mesta, skladišče, notranji transport in ljudi. Posamezni izdelki pomagajo, sistem pa preprečuje nastanek nevarnih vrzeli, kjer lahko elektrostatični naboj še vedno poškoduje komponente.
Navadne mize, kartonske škatle, tekstilne blazine in plastični pokrovi se pogosto uporabljajo kot odlagalne površine, čeprav lahko zadržujejo zelo visoke elektrostatične napetosti. Komponenta je tako morda pravilno zaščitena v ESD vrečki, v trenutku, ko jo odpremo in odložimo na neprimerno površino, pa je izpostavljena tveganju.
Pravilno urejena delovna površina uporablja certificirane ESD podloge, ki so ozemljene in redno testirane. Površina mora omogočati enakomerno disipacijo naboja, ne pa delovati kot izolator ali nepredvidljiv prevodnik.
Človek je eden največjih virov statike. Hodimo, sedimo, premikamo oblačila, dvigamo škatle in s tem ustvarjamo naboj. Če zaposleni ne uporablja ESD zapestnice, ESD obutve ali oblačil, elektrostatični naboj ostaja na njem in lahko ob dotiku preide na občutljiv element.
Pogost problem je tudi nepravilna uporaba opreme. Zapestnice niso ustrezno pritrjene, kabli niso povezani na ozemljitveno točko ali pa se oprema uporablja le del dneva. ESD zaščita deluje le, če se uporablja dosledno in pravilno, ne samo občasno.
Komponente so pogosto zaščitene na delovnem mestu, nato pa shranjene v navadnih plastičnih škatlah ali kartonskih zabojih. Pri transportu znotraj podjetja ali med različnimi fazami montaže tako ostanejo brez ustrezne ESD zaščita.
Pravilna embalaža je ESD vrečka, ESD zaboj ali škatla, ki je izdelana iz antistatičnega ali disipativnega materiala. Pomembno je, da je celotna pot komponente, od skladišča do delovnega mesta in nazaj, pokrita z ESD zaščito, ne le posamezen korak v procesu.
Ozemljitev je osnova, na kateri stoji večina ESD sistemov. V praksi pa se dogaja, da so podloge sicer nameščene, vendar niso povezane na ozemljitev, da so kabli prekinjeni ali oksidirani, ali da se oprema preprosto priklopi v najbližjo vtičnico brez preverjanja, ali je zaščitni vodnik sploh prisoten.
Brez pravilne ozemljitve ESD podloga ali zapestnica izgubita svoj namen. Zato je pomembno, da se ozemljitev redno preverja, da je jasno označeno, kje so ozemljitvene točke, in da je dokumentirano, kako je sistem dejansko izveden.
Tudi najbolj kakovostna ESD oprema se s časom obrabi. Podloge se poškodujejo, materiali se starajo, obutev izgubi disipativne lastnosti. Če se sistem ne testira, se hitro zgodi, da ESD zaščita obstaja samo še na papirju, v resnici pa ne deluje več znotraj predvidenih parametrov.
Redno testiranje podlog, zapestnic, obutve in talnih oblog je zato nujno. Rezultate je smiselno beležiti, saj tako hitro opazimo trende poslabšanja in pravočasno zamenjamo opremo, še preden začne povzročati težave.
Zelo suho okolje, še posebej v zimskem času, bistveno poveča verjetnost nastanka elektrostatičnega naboja. Tudi materiali v okolici, kot so plastike, tekstili in izolacijski premazi, vplivajo na to, kako hitro se naboj nabira in prazni.
ESD zaščita zato ni le vprašanje opreme, temveč tudi pogojev v prostoru. Nadzor vlažnosti, uporaba ionizatorjev zraka na ključnih mestih in premišljena izbira materialov v okolici občutljivih delovnih mest so pomembni elementi celovitega sistema.
V ESD sistemih se uporabljajo različni materiali, ki so lahko prevodni, disipativni ali antistatični. Če se ti materiali kombinirajo brez premisleka, lahko nastanejo mesta, kjer se naboj kopiči ali pa se prehitro prazni.
Primer so disipativne podloge v kombinaciji z izolativnimi vozički ali antistatične škatle, postavljene na navadne kovinske police, ki niso vključene v ESD sistem. Zato je pomembno, da se pri načrtovanju bolj pogleda na celoto in preveri, kako posamezni elementi delujejo skupaj, ne samo vsak zase.
Številne napake pri ESD zaščiti se ne zgodijo namerno, ampak zato, ker zaposleni ne vedo, zakaj so posamezni ukrepi pomembni. Če nekdo ne razume, kaj pomeni elektrostatični naboj in zakaj lahko neviden dogodek povzroči drago okvaro, bo težko dosledno upošteval pravila.
Kratka, jasno strukturirana izobraževanja, praktični prikazi in razumljive interne smernice so ključni. Ko ljudje razumejo, kaj je ESD zaščita in kakšne posledice ima njeno zanemarjanje, se tudi sami bolj aktivno vključijo v izboljšave.
Največja past pri ESD je, da večine dogodkov ne vidimo in ne slišimo. Če ni iskre ali pokanja, se pogosto ustvari občutek, da težave ne obstajajo. V resnici pa se pri občutljivi elektroniki pogosto pojavljajo latentne poškodbe, ki se pokažejo šele kasneje, kot občasne napake, težje sledljive okvare ali reklamacije pri kupcu.
ESD zaščita ni namenjena temu, da bi preprečili le očitne incidente, ampak prav te skrite, pozne težave, ki podjetju prinašajo največ stroškov. Zato je smiselno uvajati ukrepe tudi takrat, ko se zdi, da je trenutno vse v redu.
ESD zaščita kot tiha zaveznica kakovosti
Dobro zasnovana ESD zaščita ni le strošek, temveč naložba v stabilen proces. Manj je nepojasnjenih napak v testiranju, manj vračil in manj dodatnega dela z analiziranjem težav. To neposredno vpliva na kakovost izdelkov in na zaupanje kupcev.
Ko se podjetje sistematično loti ESD delovnih mest, embalaže in notranje logistike, se običajno izboljšajo tudi sledljivost, označevanje in procesni tok. Delovno okolje postane bolj pregledno, improvizacije je manj, učinkovitost pa več. ESD zaščita se tako iz “dodatka” postopoma premakne v osnovni pogoj za zanesljivo proizvodnjo.
Kje začeti, če je ESD zaščita še v začetni fazi
Če je ESD zaščita v podjetju še v povojih, je dobra izhodiščna točka pregled obstoječega stanja. Smiselno je najprej:
- prepoznati vsa mesta, kjer se obdelujejo ali skladiščijo občutljive elektronske komponente,
- pregledati delovna mesta, skladišče in notranji transport,
- oceniti, katera oprema je že ustrezna in kje so največja tveganja,
- določiti odgovorno osebo za področje ESD.
Na tej osnovi je lažje pripraviti načrt uvajanja ali nadgradnje ESD sistema. Korak za korakom se lahko uvede ESD delovna mesta, primerna embalaža, ustrezni vozički, ESD stoli in podloge, ter osebna zaščitna oprema. Vzporedno je pomembno tudi izobraževanje zaposlenih in jasno komuniciranje pravil, da se nov sistem vpelje tudi v prakso, ne le v dokumentacijo.
Ko ESD zaščita postane vsakdanja rutina
Ko ESD zaščita postane samoumevni del delovnega procesa, zapestnica, podloga ali embalaža niso več tema razprav, ampak standard, ki ga vsi upoštevajo. Pravila se prenesejo iz dokumentacije v vsakodnevne navade in delo poteka mirneje, brez stalne skrbi, ali so občutljive komponente res dovolj zaščitene.
Občutljive elektronske komponente imajo skozi celoten proces ustrezno okolje, podjetje pa si prihrani stroške in zaplete, povezane z nevidnimi elektrostatičnimi poškodbami. ESD zaščita se iz občasne gasilske akcije premakne v to, kar v resnici je: tiha, a ključna podpora strokovnemu, urejenemu in zanesljivemu procesu.
