Čo je to ESD a ako nás ovplyvňuje?
ESD jav spôsobuje celosvetovo náklady až niekoľko miliárd USD. Odhaduje sa, že náklady výrobných spoločností elektronických súčiastok dosahujú výšku škôd zapríčinených ESD od 8 až po 30 % z celkových výrobných chýb. Je preto nesmierne dôležité týmto škodám v maximálnej miere predchádzať.
Čo je to ESD?
ESD je skratka pre ElectroStatic Discharge, voľne preložené ako elektrostatický výboj. Náboj vzniká pri trení sa dvoch látok o seba alebo pri jednoduchom oddeľovaní (napr. lepiacej pásky). Neutrálne atómy látok sa týmto procesom stávajú kladne alebo záporne nabité. Ak sa následne takto nabité atómy stretnú s uzemneným prvkom, nastáva elektrický výboj.
Každý z nás to už zažil na vlastnej koži, najmä v zimných mesiacoch, keď chytil kľučku na dverách, ktorá ho následne „kopla“. Je to spôsobené tým, že v zime je vzduch suchší, čím ťažšie odvádza naakumulovaný elektrický náboj. Navyše chôdzou po koberci, alebo pohybom rúk vo vlnenom svetri dokážete naakumulovať obrovský náboj.
Telo ako obrovská batéria
Vedeli ste, že len tým, že sa postavíte zo stoličky dokážete vytvoriť náboj s napätím až 18 000 V? Ak si vyzliekate vlnený sveter, tak vytvoríte napätie až 25 000 V. Ak budete v suchom prostredí kráčať po nylonovom koberci, môžete veľmi jednoducho naakumulovať až 35 000 V!
Tieto výboje môžete počuť už vtedy, keď telo naakumuluje 6 000 V – vtedy počuť praskajúci zvuk. Malú iskru môžete vidieť, keď má náboj 9 000 V.
Čo ovplyvňuje veľkosť náboja?
Mieru nabitia ovplyvňuje viacero faktorov. Jedným z najdôležitejších je relatívna vlhkosť vzduchu. Vo vlhkom prostredí dokáže náboj jednoducho unikať vodivou cestou, ktorá pre neho je tvorená z kvapôčok vody vo vzduchu. Naopak, v zime je to pre náboj ťažšie, a napríklad kým manipulácia s igelitovou taškou cez leto generuje napätie 1 600 V, v zime to môže byť až 17 000 V.
| Relatívna vlhkosť vzduchu | 20 % | 80 % |
| Chôdza po nylonovom koberci | 35 000 V | 1 500 V |
| Vyzlečenie si vlneného svetra | 25 000 V | 1 900 V |
| Postavenie sa zo stoličky | 18 000 V | 1 800 V |
| Manipulácia s igelitovou taškou | 17000 V | 1 600 V |
| Chôdza po vinylovej podlahe | 12 000 V | 250 V |
| Opracovávanie plastu | 6 000 V | 100 V |
Ďalším dôležitým faktorom je druh materiálov. Ak si budete o vlasy trieť nafúknutý gumený balónik, tak veľkosť napätia bude obrovská. Je to spôsobený tým, že sa o seba trú materiály s opačnou náchylnosťou k nabíjaniu. Kým vlasy sa nabíjajú kladne, guma a plast majú tendenciu nabíjať sa záporne. Tento rozdiel dokáže tvoriť veľké napätie. Ak by vás zaujímalo viac o tejto problematike, odporúčáme pozrieť si tzv. „Triboelektrickú radu“.
Rýchlosť, akou kráčame po koberci, alebo akou odvíjame lepiacu pásku rovnako vplýva na veľkosť náboja. Ak kráčame pomalšie, náboj nebude taký veľký, ako keby sme kráčali rýchlo. A v neposlednom rade je to veľkosť plochy kontaktov materiálov. Čím väčšia plocha, tým väčší náboj.
Jemná elektronika
ESD problematika sa začala významnejšie riešiť vo výrobných spoločnostiach od 70 rokov 20. storočia. Dovtedy robustné a často veľké elektrosúčiastky vydržali vyššie napätie, no trend zmenšovania výrobkov to zmenil. Veľké staré televízory nahradili tenké LCD, telefón sa zmestí do vášho vrecka, či veľký stolový počítač nahrádzajú malé, kompaktné notebooky či tablety. Všetky tieto zariadenia vyžadujú čo najmenšie súčiastky.
Vedeli ste o tom, že momentálne najmenší čip má veľkosť len 0,1 mm3?
Všetky tieto súčiastky sú extrémne citlivé na vyššie napätie. Už aj 20 V môže spôsobiť ich nenávratné poškodenie. Čo je však na ESD najzákernejšie je fakt, že ESD môže elektroniku poškodiť len čiastočne, pričom súčiastka môže fungovať ďalej. Takéto poškodenia neodhalí ani výstupná kontrola. Často sú tak malé, že ich nie sme schopní odhaliť pohľadom. Mieru poškodenia môže ukázať až niekoľko tisíc násobné priblíženie. Časom sa však môže poškodenie zväčšovať až vyústi do úplného zlyhania výrobku. V mnohých prípadoch sa to udeje ešte v záručnej dobe výrobku, čím vznikajú pre výrobcov obrovské náklady na opravu alebo výmenu produktu.
Kde všade sa môžeme stretnúť s ESD a ako sa účinne brániť?
Predchádzať ESD je mimoriadne dôležité vo výrobných spoločnostiach. A nie len tam. Veľké problémy môže spôsobiť aj v iných odvetviach akými sú napr.:
- letiská,
- textilný a papierenský priemysel,
- lakovne,
- sušiarne,
- fotografický priemysel,
- farmaceutický priemysel,
- operačné sály,
- zubné ordinácie,
- prípadne logistické centrá kde manipulujú alebo balia výrobky.
Programy zamerané na prevenciu pred ESD sa sústreďujú na dva základné ciele – v čo najväčšej možnej miere minimalizovať riziko vzniku elektrostatického výboja, a v prípadoch že vznikne, tak náboj pozvoľne zviesť do uzemňovacieho bodu.
Pre účinné a efektívne zamedzenie vzniku ESD odporúčame vo firme zaviesť program na potláčanie ESD. V rámci neho je okrem iného nutné zriadiť tzv. „EPA priestor“ (ElectroStatic Discharge Protected Area). Je to priestor, v rámci ktorého je minimalizované riziko vzniku ESD. Môže to byť jedno pracovisko, na ktorom sa pracuje s jemnou elektronikou, alebo aj celá výrobná hala. Okrem iného zahŕňa:
- ESD vybavenie: špeciálne ESD náramky, ESD podlahu, ESD obuv a odev, špeciálne ESD prepravky, stoličky, lampy, náradie, obalový materiál a iné.
- Meracie zariadenie pri vstupe do ESD priestoru: meria hodnotu napätia na ľudskom tele a systémový odpor, ktorý tvorí pracovník a obuv.
- Zaškolených pracovníkov: v rámci programu je dôležité zaškoliť obsluhu, ako do priestoru vstupovať, ako v ňom pracovať.
- Koordinátora ESD: každá spoločnosť by mala mať vlastného koordinátora, ktorý bude vykonávať pravidelné kontroly, školiť nových pracovníkov a dohliadať na správne fungovanie programu.
Tip: Ak pracujete prevažne v sede a do kontaktu s elektronikou prichádzate len na jednom pracovnom stole, zadovážte si minimálne ESD náramky. Dokážu efektívne odvádzať statický náboj. Ak sa však pri práci potrebujete aj presúvať a kráčať, investujte aj do kvalitnej ESD podlahy. Tá nevytvára elektrický náboj a zároveň ho efektívne odvádza do zemniaceho bodu.
Pre viac informácií, technické špecifikácie alebo individuálnu ponuku kontaktujte našich odborníkov. Sme pripravení pomôcť vám nájsť najlepšie podlahové riešenie, ktoré bude spĺňať špecifické požiadavky vášho priemyselného priestoru.
