Een component die zonder zichtbare oorzaak uitvalt, is vaak al beschadigd voordat hij ooit is ingeschakeld. Elektrostatische ontlading is een van de meest voorkomende oorzaken van uitval bij elektronische onderdelen en het treft juist de moderne, fijn opgebouwde componenten het hardst. Bij elektronica assemblage cleanroom en bij elke andere gecontroleerde montageomgeving hoort daarom een tweede beheersingslaag naast reinheid, gericht op statische lading.<\/p>\n\n\n\n
Wat het vraagstuk lastig maakt, is dat u de schade meestal niet ziet. Een ontlading van enkele honderden volt is voor een mens niet te voelen en niet te horen, terwijl gevoelige componenten al bij dat niveau beschadigen. De monteur merkt niets, de functionele test geeft een goedkeuring en het product gaat de deur uit. Pas in het veld blijkt dat er iets is gebeurd.<\/p>\n\n\n\n
Hieronder staat hoe die schade ontstaat, welke maatregelen ertegen werken en waar u als opdrachtgever naar kunt vragen.<\/p>\n\n\n\n
Bij een ontlading zijn er twee uitkomsten. In het eerste geval is de component meteen defect en valt dat bij de test op. Dat kost geld en tijd, maar het risico blijft binnen de fabriek. In het tweede geval ontstaat er een gedeeltelijke beschadiging in de halfgeleiderstructuur die de werking niet direct verstoort. Zo’n component werkt binnen specificatie, doorstaat de test en degradeert daarna onder normale bedrijfsomstandigheden.<\/p>\n\n\n\n
Die latente schade is de reden waarom ESD-beheersing een procesvraag is en geen testvraag. U kunt latente beschadiging niet uitsorteren, omdat er geen praktische meting bestaat die haar aantoont zonder het product te vernietigen. De enige werkbare route is voorkomen dat de ontlading plaatsvindt en dat aantoonbaar houden. Dat is dezelfde denkwijze die bij medische en hightech assemblage<\/a> geldt voor processen die u achteraf niet volledig kunt controleren.<\/p>\n\n\n\n Statische lading ontstaat wanneer twee materialen contact maken en weer scheiden. Wrijving versterkt dat, maar het scheiden zelf is de eigenlijke oorzaak. Iemand die van een stoel opstaat, een folie die van een rol wordt getrokken of een onderdeel dat uit een kunststof bakje wordt gehaald, bouwt daarmee lading op. Onder droge omstandigheden kan dat oplopen tot duizenden volts.<\/p>\n\n\n\n Kunststoffen spelen hierin een dubbele rol. De meeste technische kunststoffen zijn van nature elektrisch isolerend, wat betekent dat opgebouwde lading niet wegvloeit maar plaatselijk blijft zitten. Een spuitgegoten behuizing<\/a> of een kunststof houder kan dus zelf een ladingsdrager worden. Aarden helpt daar niet, want er is geen geleidend pad. De oplossing ligt in de materiaalkeuze. Wie kunststof onderdelen in een ESD-gevoelige omgeving toepast, kijkt naar dissipatieve of geleidende compounds die lading langzaam en gecontroleerd afvoeren. Dat is een keuze die in de engineeringfase<\/a> hoort en niet achteraf op te lossen valt met een spray.<\/p>\n\n\n\n De basisgedachte is dat alles in de werkomgeving op hetzelfde potentiaal staat en dat lading via een gedefinieerde weerstand naar aarde kan wegvloeien. Een werkbladmat met een aardingspunt, een geaarde vloer of vloermat, geaarde gereedschapshouders en een centraal aardpunt vormen samen de basis. De weerstand is bewust niet nul, want een te snelle afvoer geeft een eigen ontladingspiek en het is ook een veiligheidsvraag.<\/p>\n\n\n\n De persoonlijke aarding komt daar bovenop. Een polsband met snoer en een ingebouwde weerstand is de meest gebruikte oplossing voor zittend werk. Voor lopend werk zijn ESD-schoeisel of hielbanden in combinatie met een geleidende vloer gangbaar, waarbij de combinatie van schoen en vloer bepaalt of het geheel werkt. Kleding sluit dat af. Een ESD-jas werkt vooral wanneer hij het lichaam en de eigen kleding daadwerkelijk afschermt.<\/p>\n\n\n\n Buiten de werkplek geldt hetzelfde principe. Componenten en samenstellingen horen in verpakking die lading afvoert of afschermt, zoals afschermende zakken met een geleidende laag of dissipatieve bakken en trays. Gewone kunststofzakken en gewoon noppenfolie doen het tegenovergestelde en laden zich op bij elke beweging. Dat maakt de keuze van de verpakking onderdeel van het Supply chain<\/a> vraagstuk en geen restpost.<\/p>\n\n\n\n Luchtvochtigheid werkt als achtergrondmaatregel. Bij hogere relatieve vochtigheid vloeit lading via een dunne watervoerende laag op oppervlakken makkelijker weg, bij droge lucht loopt de opbouw sneller op. In een cleanroom is de vochtigheid geregeld, wat helpt, al is dat nooit een vervanging voor aarding. Ionisatoren zijn bedoeld voor de gevallen waarin aarden fysiek niet kan.<\/p>\n\n\n\n Een ESD-beheerste omgeving vervalt geruisloos. Een polsbandsnoer breekt inwendig, een matje raakt vervuild en verliest zijn afvoerende werking, een aardingsklem komt los en een vloercoating slijt door. Zonder metingen merkt niemand dat. De praktijk vraagt daarom om dagelijkse controle van polsbanden en schoeisel, om periodieke weerstandsmetingen aan matten, vloeren en aardpunten en om registratie van die metingen, zodat een afwijking te herleiden is naar een periode en naar een productiebatch.<\/p>\n\n\n\n Wie voor elektronica assemblage cleanroom als productieomgeving kiest, koopt daarmee beheerste reinheid en niet automatisch beheerste statische lading. Vraag daarom naast de ISO-klasse ook naar het ESD-programma en naar de meetregistraties die daarbij horen.<\/p>\n\n\n\n Wij assembleren in Veldhoven in een cleanroom in de klassen ISO 7 en ISO 8, waar inspectie, maatcontrole, functionele testen, vacu\u00fcmlektesten en gecontroleerd verpakken plaatsvinden. Onze markten omvatten elektrotechniek, hightech equipment en industri\u00eble automatisering. Meer over precisie en beheersing in zo’n omgeving leest u in ons artikel over elektronica-assemblage in de cleanroom<\/a>.<\/p>\n\n\n\nHoe lading ontstaat en waarom kunststof meespeelt<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Wat een ESD-beheerste werkplek van de inrichting vraagt<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Verpakking, transport en luchtvochtigheid<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Periodieke controle bij elektronica assemblage cleanroom<\/strong><\/h2>\n\n\n\n