Видове и свойства на антистатичните опаковъчни торби
Съхраняването и транспортирането на готовата продукция е последният етап от производствения цикъл в производствените компании и основният компонент от дейността на дистрибуторските компании. Според западни източници около 25% от брака се образуват по време на транспортиране и съхранение на компоненти при липса на подходяща ESD опаковка. Ефектът на статичното електричество върху полупроводниковия кристал може да бъде както незабавна повреда на микросхемата, така и първоначално невидими дефекти, водещи до намаляване на експлоатационния живот, намаляване на надеждността и влошаване на параметрите на крайния продукт. Скритите дефекти в началния етап са почти невъзможни за откриване чрез стандартни средства за контрол, но те много забележимо се усещат от цената на ремонтните работи, особено в сложни технически системи. Чия репутация страда - на производителя на чипове, на дистрибутора или на производителя на крайния продукт? Отговорът е очевиден: последната брънка във веригата. И това е правилно, ако доставчикът в предприятието няма ясна задача да закупува чипове само в ESD опаковка, без значение колко усилено неговият приятел дистрибутор се опитва да спести време и пари за такава „дреболия“.
Изисквайте от дистрибуторите да запазят оригиналната (неотворена междинна складова) антистатична опаковка на производителя на чипове или правилно да обновят опаковката в склада на дистрибутора в работната зона, при стриктно спазване на всички стандарти за ESD защита.
Въпроси на стандартизацията и общи правила
Разработени са международни стандарти за определяне на единните параметри на оборудването за електростатична защита. Най-значимите от тях са пан-европейският IEC 61340-5-1 и американските стандарти на ESD Association. Преди имаше такивасъперничество между двете организации за надмощие на стандарта ESD, но настоящите усилия са насочени към минимизиране на различията в детайлите. Що се отнася до основните разпоредби, те са идентични и непоклатими: трябва да се осигури защита срещу електростатика на всички етапи на работа с чувствителни елементи.
Практическите препоръки обикновено се основават на три правила:
Правило #1. Работете с чувствителни елементи само в зона, защитена от ESD (това може да бъде отделно работно място, секция или цяло производствено помещение, включително склад). Основната характеристика на ESD-защитена зона е липсата на потенциални разлики над 100 V/cm.
Правило #2. Транспортирайте и съхранявайте чувствителни продукти само в защитна опаковка.
Правило #3. Уверете се, че вашите доставчици спазват правила #1 и #2.
Съдържанието на нашата статия е ясно свързано с правило #2, а целта е свързана с правило #3.
Какво не е наред с обикновения пакет?
Подценявайки опасността от електростатични явления, някои производители и много дистрибутори все още използват обикновени найлонови торбички за опаковане на чувствителни към статично електричество чипове. Какъв е рискът?
- Възможно е директно (контактно) разреждане на всеки външен зареден обект към чувствителни компоненти в конвенционална опаковка.
- За компоненти вътре в конвенционален пакет външните статични полета с висока потенциална разлика, които индуцират токове върху чипа на микросхемата, също са опасни.
- Триенето между вътрешната повърхност на конвенционална торба и компонента предизвиква образуването на трибоелектричен статичен заряд в самата торба.
Кой пакет е по-добър?
-
антистатиченнайлонови торбички, прозрачни, обикновено розови (серия SA, фиг. 1)
Свойства: такива пакети са разсейващи (не натрупват заряд и не генерират статичен заряд по време на триене). Съгласно международните стандарти разсейващите статично електричество материали са материали, които имат повърхностно съпротивление от 10 kΩ до 100 GΩ при 100 V DC. Символът ESD (ръце в черен триъгълник) на такива опаковки често е придружен от буквата "D" (Dissipative). Първоначално розовата боя се използва за обозначаване на антистатичните свойства на полиетиленовите опаковки, за разлика от обикновените опаковки.
Понастоящем се произвеждат и безцветни прозрачни торби със същите свойства, но терминът Pink Poly Bags исторически се свързва с този тип опаковки. Дебелината на такива опаковки обикновено не надвишава 90 микрона, размерите са много различни.
Приложение: Розовите найлонови торбички са най-евтините в класа на антистатичните опаковки. За съжаление те не предпазват съдържанието на опаковката от излагане на външни полета и следователно не могат да се използват като достатъчна защитна опаковка за чувствителни компоненти. Те се използват само в зони, защитени от ESD, или в контейнери за превоз, защитени от ESD.
Те също така често се използват за опаковане на нестатични чувствителни компоненти и готови продукти, които се транспортират или съхраняват в близост до чувствителни компоненти.
-
ESD проводими въглеродни полиетиленови торбички, непрозрачни, черни (серия SB, фигура 2)
Свойства: такива опаковки осигуряват бързо източванезаряд върху повърхността и вътре в опаковката поради ниската повърхностна устойчивост на материала, от който са направени. Те не натрупват статичен заряд, предотвратяват образуването му по време на триене, а също така частично предпазват от външни полета (не повече от 30%). Понякога се маркира с буквата "C" (проводим). Изработени са от черен непрозрачен полиетилен с дебелина около 80 микрона.
Приложение: В миналото използването на такива торбички се смяташе за нещо като "златна среда" между евтините розови антистатични торбички и по-скъпите метализирани (защитни). Днес черният проводим полиетилен рядко се използва за опаковане на ESD сензорни елементи. С намаляването на цената на по-модерните метализирани чанти (вижте по-долу за серията SM), черните карбонови полиетиленови торбички вече не са фаворитите по отношение на съотношението цена-ниво на защита. В допълнение, необходимостта от отваряне на непрозрачен пакет за визуална проверка на съдържанието създава възможност за повреда от статично електричество.
-
Метални чанти, полупрозрачни, синьо-сиви (серия SM, фигура 3)
Свойства: такива торбички осигуряват високо ниво на защита срещу електростатични полета поради тяхната многослойна структура: вътрешната повърхност на торбичката има свойства на разпръскване, а метална мрежа е напръскана между външните слоеве от полиестер, създавайки ефекта на "клетка на Фарадей" и защитавайки съдържанието на торбата от външни полета.
При външен разряд с напрежение 1000 V, вътре в защитната опаковка се записва напрежение не повече от 50 V (сравнете с розово - 800 V). От основно значение е и високата степен на механична якост на такава опаковка. При коетоопаковката е прозрачна, което не изисква отваряне за визуална проверка на съдържанието. Символът ESD върху такива опаковки често е придружен от буквеното обозначение "S" (екраниране). Дебелината на такива опаковки е около 75 микрона.
Приложения: Прозрачните метализирани защитни торбички се превърнаха в доминиращ тип меки опаковки за чувствителни към ESD компоненти. Те се използват за съхранение и транспортиране на повечето чувствителни към ESD електронни продукти и са защитата на избор, когато няма строги изисквания за дългосрочна газо- и влагоустойчивост на запечатаната опаковка.
-
Метални торби за вакуумно опаковане, лъскави, непрозрачни (серия SD, фиг. 4)
Свойства: тези пакети са най-скъпи, но осигуряват най-висока степен на защита. Те съчетават антистатичните и защитни свойства на предишните видове опаковки и освен това са влагоустойчиви. Такива опаковки трябва да имат надпис Moisture Barrier Bag и/или съответния символ (три зачеркнати капки в кръг на бял фон) заедно със стандартния ESD символ.
Осигуряват най-висока степен на механична якост (подходящи за вакуумно опаковане на предмети с остри ъгли) и предпазват от външни електромагнитни и статични полета. Те имат многослойна структура, като екраниращи торбички; като метална мрежа най-често се използва алуминий. Опакованите в тях микросхеми могат да се съхраняват с години. Типичната дебелина на такива пакети е около 100 µm.
Приложение: металните вакуумни торбички се използват за защита на компонентите от окисляване, прах и механични повреди, както и за предотвратяване на ефекта "пуканки" при запояване,на които са изложени някои компоненти, когато се съхраняват извън вакуумна опаковка или фурна. Влагата, абсорбирана от въздуха, когато микросхемата се нагрява бързо в пещ за запояване, "експлодира" и образува микропукнатини в корпуса на микросхемата, което причинява очевидни и скрити дефекти. Производителите доставят микрочипове в метални вакуумни опаковки и ги придружават с инструкции за многочасово нагряване (сушене), за да ги подготвят за автоматично запояване в пещи в случаите, когато херметичността на оригиналната опаковка е нарушена. Ако един (или дори няколко) продавачи участват във веригата между производителя и потребителя на микросхеми, тогава рисковият фактор трябва да се вземе особено внимателно.
Очевидно е, че за да използвате метални вакуумни торбички, е необходимо устройство за вакуумно опаковане. Това може да бъде скъпа машина, която се използва в масово производство, или обикновена ръчна единица, като например Elme SEAL-4000 (фиг. 5). Нека отбележим още няколко важни момента относно запечатването на опаковките. Ако всичко е ясно с вакуумната опаковка, тогава как да запечатате други видове торби? Можете да използвате антистатични и защитни чанти с вграден цип на ръба (цип). Друг вариант е да се използва антистатична лента (чантата се прегъва и прегънатият ръб се залепва с лента в центъра). Трябва да се отбележи, че използването на конвенционална самозалепваща се лента създава риск от потенциал до 15 kV (при относителна влажност 50%) при отваряне на опаковката. Ето защо не се препоръчва да се пренебрегват антистатичните „малки неща“.
Експертите се шегуват: каква е разликата между „чипс“ и „чипс“? Фактът, че на никого не му хрумва да пести пари от опаковката на евтин чипс, докато чипсът (стотици долари)някои пакет в най-евтините пакети! Осъзнаването обаче ще дойде: инвестицията в прилагането на мерки за защита от електростатика се изплаща с отмъщение. И докато сложното ESD оборудване все още не е норма, то вече е стратегическо предимство в конкуренцията за пазарен дял днес и утре.
Виктор Новоселов, Олга Смирнова
Статии за: ARM PIC AVR MSP430, DSP, RF компоненти, Преобразуване на глас и превключване, Аналогова технология, ADC, DAC, PLD, FPGA, MOSFET, IGBT, Дискретни полупроводникови устройства. Сензор, Техника и технологии, LCD, LCM, LED. Оптоелектроника и FOCL, Дистрибуция на електронни компоненти, Апаратура и измервателна техника, Пасивни елементи и комутационни устройства, Системи за идентификация и защита на информацията, Кутии, Печатни платки |