26 sep. 2017
3 minuten
Voor het vervaardigen van halfgeleiders, displays, printkaarten en een diversiteit aan andere producten in de elektronicasector worden zeer uiteenlopende productieprocessen ingezet. In de meeste van die processen vormen verontreiniging door stofdeeltjes en elektrostatische ontladingen een belangrijk risico. Daarom wordt gevoelige elektronica vervaardigd onder stofarme en ESD-veilige condities. De Amerikaanse ESD Association schat dat van alle elektronica die om onbekende reden defect raakt, 25% het gevolg is van elektrostatische ontlading. Dat kost de elektronica-industrie rond de 5 miljard dollar per jaar.
Statische elektriciteit kun je niet zien, voelen of ruiken. Statische lading kan op twee manieren worden opgebouwd: door wrijving tussen twee oppervlakken of door de nabijheid van een elektrostatisch veld. Die ladingsopbouw kan in productieomgevingen vaak leiden tot een vermindering van de productiviteit en van de kwaliteit van de vervaardigde producten. Statische ladingen kunnen ernstige – en zelfs fatale – schade toebrengen aan gevoelige elektronische componenten, wat leidt tot kostbare reparaties. Soms is die schade latent, zodat de problemen pas op termijn ontstaan en moeilijk zijn te herleiden tot een bepaalde oorzaak.
Temperatuur en vocht
De opbouw van statische lading wordt beïnvloed door temperatuur en vochtigheid. Bij een hoge vochtigheidsgraad verdwijnt ESD, maar als de luchtvochtigheid hoog is stijgt daardoor het risico van corrosie en de groei van micro-organismen. Om dergelijke risico’s te minimaliseren, hoge kwaliteitsniveaus te behouden en defecten in voltooide elektronische producten te reduceren is het dus van belang om vochtigheids- en temperatuurniveaus goed te beheren. Voor productieomgevingen wordt gewoonlijk een relatieve luchtvochtigheid van 40 … 60% aanbevolen en een werktemperatuur van 20 … 25 °C. Om er zeker van te zijn dat het vereiste luchtvochtigheidniveau wordt gehaald, moet voor elk van de afzonderlijke productieprocessen een risicobeoordeling worden uitgevoerd. Temperatuur- en luchtvochtigheidregeling in de clean room zorgt ervoor dat de niveaus consistent worden gehandhaafd.
ESD voorkomen in de clean room
Om de faalkans van hun producten te minimaliseren moeten elektronicafabrikanten eerst zorgen dat hun productieruimte stofarm is. De beheersing van contaminatie is van essentieel belang voor het succes van een elektronicafabrikant. Daarnaast moet hij de te produceren elektronica- en nano-componenten beschermen tegen statische ontladingen en blootstelling aan UV licht. Daarvoor bestaan bijvoorbeeld modulaire clean rooms die kunnen worden gebouwd met antistatische componenten die kunnen helpen om statische lading af te voeren naar aarde.
De meest gebruikte methode om elektrostatische lading te beperken is het aarden van mensen en voorwerpen. Het gebruik van geleidende vloeren in combinatie met geleidend schoeisel kan daar in belangrijke mate aan bijdragen. Zogeheten anti-fatigue ESD-matten en vloerbedekking garanderen een blijvende eliminatie van elektrostatische lading en houden tevens rekening met de veiligheid en het comfort van personen. Als mensen langdurig moeten staan op een harde ondergrond in een ESD-veilige ruimte, zijn de anti-fatigue matten een plezierige oplossing. Ze zijn gemaakt om vermoeidheid te voorkomen en absorberen de schokken bij het lopen op harde ondergrond. Het verend effect stimuleert en verbetert de bloedsomloop en vermindert vermoeiing in de voeten, rug en nek.
Behalve de bescherming tegen elektrostatische ontlading is het in de clean room van belang dat medewerkers genoeg licht hebben om de kleine componenten zorgvuldig te kunnen behandelen. Er bestaan bijvoorbeeld speciale muurpanelen die bepaalde delen van het UV-spectrum kunnen blokkeren.
Keuze van apparatuur en accessoires
Er is een breed scala aan antistatische en ESD-cleanroomapparatuur in de handel, evenals speciale schoonmaakmiddelen en meubilair. Antistatische kleding is de meest effectieve manier om de elektronische circuits te beschermen. Bij ESD-kleding gaat het onder meer om overalls, laboratoriumjassen en schoenen, die elektrische oplading elimineren en ook de hoogste standaard van stofdeeltjesbeheersing garanderen.
Meetinstrumenten voor statische elektriciteit zijn effectieve toestellen voor het identificeren van ESD-problemen en het gebruik van ionisatie-apparatuur kan helpen om de geïdentificeerde problemen op te lossen. Goede aardingprocedures zijn efficiënt bij het aarden van geleiders, maar alleen ionisatie-apparatuur kan gevaarlijke ladingen elimineren op geïsoleerde geleiders en isolerende materialen zoals kunststof. Niet alle producten en gereedschappen kunnen worden gemaakt van geleidend of halfgeleidend materiaal. Daarvoor is luchtionisatie de oplossing; het is de meest effectieve manier om statische ladingen tegen te gaan op niet-geleidende materialen en geïsoleerde geleiders. De ionisatie-apparatuur genereert grote hoeveelheden positieve en negatieve ionen in de lucht, die als mobiele dragers werken. Ze worden aangetrokken door geladen deeltjes en oppervlakken en neutraliseren zo de lading.
Een grote variëteit aan speciaal voor de elektronica-industrie ontworpen ESD-stoelen biedt de medewerkers binnen de kritische omgeving langdurig comfort. Antistatische sprays voorkomen de opbouw van lading en andere ladingsproblemen en accessoires zoals vuilniszakken zijn bedoeld voor werkomgevingen waar elektrostatische contaminatie een probleem kan vormen.
Bron: Connect 2 Cleanrooms en Cleanroomshop.com
Anderen lazen ook
