ESD Zemin Ölçümü

14 2 dakika okuma süresi

Elektrostatik deşarj (ESD), elektronik bileşenlerin üretiminden depolama ve taşımaya kadar tüm süreçlerde ciddi riskler oluşturan bir fenomendir. Özellikle mikroişlemciler, entegre devreler ve hassas sensörler gibi yüksek teknoloji ürünlerinde ESD kaynaklı hasarlar, geri dönüşü olmayan arızalara ve önemli mali kayıplara yol açabilir. Bu makalede, ESD’nin temel prensiplerini, ölçüm metodolojilerini ve korunma stratejilerini detaylı bir şekilde ele alacağız.

1. ESD’nin Temel Prensipleri ve Riskler

1.1 ESD Nasıl Oluşur?

ESD, farklı elektrostatik potansiyele sahip iki nesne arasında ani elektron transferiyle meydana gelir. Bu süreç, aşağıdaki durumlarda tetiklenebilir:

Sürtünme (Triboelektrik Etki): Plastik zeminlerde yürüme, sentetik kıyafetlerin hareketi veya PVC bantların açılması.
Ayrılma (Separation): İki malzemenin birbirinden ayrılması (örneğin, taşıma bantları).
Endüksiyon: Yüklü bir nesnenin yakınındaki iletken malzemede yük dağılımı değişikliği.

1.2 ESD’nin Elektronik Bileşenler Üzerindeki Etkileri

Anlık Hasar: Yüksek voltaj (örneğin, 100V üzeri), bileşenlerin iç yapısında fiziksel bozulmaya neden olabilir.
Gizli (Latent) Hasar: Düşük voltajlı ESD, bileşenlerin performansını zamanla düşürerek erken arızalara yol açar.
Örnek Duyarlılık Değerleri:
- MOSFET: 100–200V
- GaAsFET: 100–300V
- EPROM: 100V

2. ESD Ölçüm Metodolojileri

2.1 Direnç Ölçümleri

Yüzey Direnci (Surface Resistance):
- Ölçüm Standardı: IEC 61340-4-1
- Kabul Edilebilir Değerler:
  - İletken Malzemeler: <10⁵ Ω
  - Dissipative Malzemeler: 10⁵–10¹² Ω
  - Yalıtkan Malzemeler: >10¹² Ω
- Ölçüm Cihazı: Megaohmmetre (500V DC test voltajı ile).
Noktasal Direnç (Point-to-Point Resistance):
- Çalışma masaları ve zeminlerde iki elektrot arasındaki direnç ölçülür.
Toprak Kaçak Direnci (Ground Bonding Resistance):
- Topraklama sistemlerinin sürekliliğini kontrol etmek için kullanılır.

2.2 Voltaj ve Alan Ölçümleri

Elektrostatik Alan Ölçümü:
- Cihaz: Elektrostatik alanmetre (örneğin, 1 inch mesafede ±1kV hassasiyet).
- Uygulama: İyonizatörlerin performans testi ve EPA alanındaki statik yük dağılımı.
İnsan Vücudu Voltajı:
- Çalışanların üzerindeki statik yükün ölçülmesi (hedef: <100V).

3. ESD Korunma Stratejileri

3.1 EPA (Elektrostatik Korunma Alanı) Tasarımı

Zemin Kaplamaları:
- Vinil veya Lastik Fayans: Bakır bara ile topraklanmalı (direnç: <10⁹ Ω).
- Reçineli Zeminler: Epoksi kaplamalar, kimyasal direnç ve yüksek iletkenlik sunar.
Çalışma Masaları:
- Dissipative matlar (7.5×10⁵–10⁹ Ω) ve topraklı bileklik istasyonları.
Hava Koşulları:
- Nem kontrolü (%40–60 RH) ve iyonizatörler (ozon emisyonu <0.2 mg/m³).

3.2 Personel Korunma Ekipmanları

Bileklikler:
- 1MΩ seri dirençli, günlük test edilmeli.
Ayakkabı/Topuk Bantları:
- Zemin direnci <3.5×10⁷ Ω ile uyumlu olmalı.
ESD Giysileri:
- Faraday kafesi prensibiyle tasarlanmış iletken önlükler.

3.3 Paketleme ve Taşıma

ESD Koruyucu Poşetler:
- İletken Poşetler: Siyah polietilen + karbon katkılı (10³–10⁵ Ω).
- Shielding Poşetler: Metalize tabakalı (Alüminyum), yüksek koruma.
Taşıma Kuralları:
- ESD duyarlı bileşenler, topraklanmış tekerlekli araçlarla taşınmalı.