Мощность электростатического разряда, возникающего между телом человека и окружающими предметами настолько мала, что никакой опасности для жизни и здоровья он не несет и грозит исключительно неприятными ощущениями. Однако его напряжение может достигать от 50В до нескольких тысяч. При этом электронные компоненты, в частности полупроводники, а также микросхемы и приборы, построенные на их основе, могут выходить из строя уже при разряде с напряжением около 30В. И чем сложнее и меньше компонент, тем выше вероятность его повреждения. И чтобы избежать этого, на предприятиях, где осуществляют производство микросхем, изготовление электронных устройств или их ремонт, обязательно обеспечивается антистатическая защита рабочих мест.
Что такое антистатическая защита?
Защита от электростатического разряда (она же ESD-защита от английского термина «Electrostatic Discharge») – это комплекс мер и средств, позволяющий предотвратить повреждение электронных компонентов. В частности, она необходима при работе с:
- транзисторами,
- прецизионными пленочными резисторами,
- диодами,
- лазерными диодами,
- электрооптическими приборами,
- интегральными схемами
- и другими электронными деталями.
Также антистатическая защита рабочего места активно используется в химической, нефтегазовой, мукомольной, деревообрабатывающей и бумажной промышленности, где она призвана минимизировать риск возгорания легковоспламеняющихся веществ.
Электрические заряды в рабочих помещениях возникают практически постоянно, поскольку появляются они тремя способами:
- Трибоэлектрическим – при физическом контакте двух объектов один всегда накапливает отрицательный заряд, второй – положительный. Самый простой пример – простая ходьба по офису, мастерской или лаборатории, в процессе которой на обуви накапливается статическое электричество.
- Индукционным – на незаряженном объекте возникает заряд при прохождении рядом с ним заряженного объекта. При этом на незаряженном возникает заряд с противоположным знаком, что в итоге может вызвать возникновение индукционных токов. Из-за этой особенности чувствительные электронные компоненты (например, особо сложные микросхемы) могут выходить из строя даже без прямого контакта с рукой или неантистатическим инструментом.
- Емкостным – на разъединяемых поверхностях за счет роста их потенциалов. Как пример – размотка упаковочной пленки с рулона.
Соответственно, максимальная ЕСД-защита возможна только при комплексном подходе – при локализации так называемой EPA-зоны – помещения или его части, защищенной от последствий статического электричества. Среди основных процедур по ее организации можно выделить:
- оснащение зоны специальной мебелью,
- настил напольных покрытий с антистатическими свойствами,
- применение антистатических инструментов, в том числе заземленного электроинструмента,
- использование настольных и напольных ковриков,
- ношение униформы и обуви, не накапливающей статику,
- хранение инструмента и компонентов в ЕСД-таре,
- ионизация воздуха,
- использование инструментов заземления персонала и посетителей, в частности, браслетов, многоразовых и одноразовых ремешков на ногу и обувь, антистатических бахил,
- установка светильников рабочей зоны, не накапливающих статику,
- использование в процессе контроля приборов ESD-мониторинга и аудита.
Примерная схема EPA-зоны выглядит следующим образом:
С пояснениями и общим списком необходимого оборудования можно ознакомиться здесь.
Необходимые свойства во всех случаях достигаются либо использованием специализированных ESD-материалов, либо установкой гарнитуры заземления, к которой подключаются браслеты и дополнительное оборудование, снабженное универсальными штекерами или разъемами типа «крокодил».
В большей степени антистатическая защита рабочего места обеспечивается материалами мебели и оснащения – ящиков, лотков, перфопанелей и прочего. В большинстве случаев это различные синтетические составы вроде антистатического пластика, резины, ESD-ткани, а также металлы, покрытые специальной порошковой краской.
Требования к антистатической защите
Ключевые требования к разработке, утверждению, внедрению на предприятии и соблюдению программы управления электростатическими разрядами при основных видах работы с электронными или электрическими деталями, узлами или оборудованием указаны в международном стандарте IEC 61340-5-1. В России действует аналогичный ГОСТ IEC 61340-5-1-2019 – «Электростатика. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Общие условия». В дополнение к нему введена в действие вторая часть стандарта – ГОСТ IEC 61340-5-1-2021 – «Электростатика. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Руководство по применению».
Это – основные документы по антистатической защите, действующие в отношении предприятий, осуществляющих все основные виды работ с электронными компонентами – от производства до испытаний, обслуживания и ремонта изделий на их основе. Но и помимо них существует достаточно внушительный перечень сопутствующих документов. Ознакомиться с ним вы можете здесь.
ЕСД-аудит как контроль защиты
В качестве заключения дополнительно обратим внимание на то, что в соответствии со стандартами подтверждением правильной организации антистатической защиты на предприятии или в компании служит ESD-аудит. Он должен проводиться ежегодно. На крупных предприятиях за него отвечает отдельный специально обученный сотрудник – ЭСР-координатор, который проводит проверку с помощью приборов мониторинга и аудита.
В ходе аудита ЭСР-координатор:
- проверяет соответствие требованиям актуальных стандартов внутреннего технического оснащения ЕРА-зоны,
- проверяет административные аспекты деятельности, например, заполнение журналов и наличие аттестации рабочих мест,
- обнаруживает несоответствия,
- устанавливает очередность устранения,
- составляет отчет и протокол измерений и проверки.
В случае отсутствия в штате соответствующего специалиста, вы можете заказать ESD-аудит у сторонней профильной организации.