La scelta di soluzioni adeguate per l’imballaggio e la protezione della forza lavoro per mitigare gli effetti dell’ESD

È fondamentale adottare delle misure adeguate per proteggersi dagli incidenti dovuti alle scariche elettrostatiche (ESD), altrimenti le conseguenze possono essere gravi. L’obiettivo di questo articolo è quello di delineare le misure necessarie affinché l’intera catena di fornitura sia adeguatamente preparata. L’articolo tratta dell’imballaggio da utilizzare per evitare che l’hardware elettronico che passa da un produttore all’altro, da un integratore di sistemi a un OEM, o che viene maneggiato da personale di magazzino e di ingegneria, possa causare guasti al sistema. Verranno inoltre descritti i dispositivi di protezione del personale e delle postazioni di lavoro.

Implicazioni dell’ESD

Se non adeguatamente protette, le scariche elettrostatiche possono danneggiare i dispositivi elettronici sensibili e critici per il sistema, poiché la carica cerca di trovare un percorso verso la terra. I contatti dei dispositivi, le giunzioni dei semiconduttori e gli strati di isolamento sono tra i punti in cui è più probabile che si verifichino danni.

Gli eventi ESD possono quindi avere un impatto notevole dal punto di vista dell’affidabilità del sistema, oltre a comportare costi di capitale e tempi di inattività operativa quando si devono effettuare interventi di riparazione/sostituzione.

Implementazione della protezione

Il modo più semplice per proteggere dalle ESD durante il trasporto è l’imballaggio. Grazie alla scelta di un imballaggio adeguato, è possibile mitigare gli effetti dell’accumulo statico e salvaguardare i componenti elettronici sensibili dalle ESD durante il trasporto da diversi luoghi. Per questo motivo, è essenziale comprendere le diverse forme di imballaggio.

Gli imballaggi devono essere in grado di contrastare il potenziale accumulo di cariche statiche al loro interno. Possono anche dover sopportare (e dissipare) le cariche provenienti dall’ambiente esterno a cui sono esposti.

Un attributo fondamentale per qualsiasi forma di imballaggio antistatico sarà un elevato valore di resistenza superficiale, con la scelta di materiali costitutivi in grado di massimizzarlo e per i quali lo standard ASTMD257-78 stabilisce i metodi di prova utilizzati. Anche la conformità agli standard IEC/EN 61340-5 sarà fondamentale. Adottato dall’intera comunità ingegneristica europea e mondiale, questo quadro definisce le proprietà che gli imballaggi devono possedere per proteggere i dispositivi sensibili dagli eventi ESD. Vengono eseguiti test completi per valutare l’imballaggio e i materiali che lo compongono, in modo da poter verificare il rispetto delle linee guida.

Le principali opzioni di confezionamento

Esistono tre tipi fondamentali di sacchi che possono essere utilizzati, a seconda del grado di protezione richiesto. Il primo di questi tipi di sacchi si occupa prevalentemente della presenza di umidità e del mantenimento dell’integrità funzionale degli oggetti in essi contenuti. I sacchetti disidratanti ESD safe di Distrelec sono disponibili in confezioni da 125 mm x 50 mm e 125 mm x 93 mm. Si basano su una struttura granulare di silice amorfa con pori stretti (diametro massimo di 3 nm). Poiché questi granuli rimangono fisicamente inalterati, sia che siano asciutti sia che siano saturi d’acqua, i dispositivi trasportati da questi sacchetti possono essere mantenuti in sicurezza.

I sacchetti per deumidificatori di RND Lab combattono i problemi legati all’umidità.

Questi sacchetti sono completati dalle borse antistatiche, che hanno un’innata capacità di dissipare le cariche statiche verso terra (in modo da non aumentare la carica quando vengono sfregati contro altri materiali). Sono realizzati con un film termoplastico di polietilene a bassa densità (LDPE), con valori di resistenza superficiale che raggiungono i 1010 Ohm/sq e un tempo di rilascio statico >2sec. Sono disponibili in diverse opzioni di formato (con dimensioni fino a 305 mm x 457 mm). Se necessario, è possibile richiedere opzioni richiudibili.

Sebbene i sacchetti antistatici impediscano l’accumulo di cariche sulle loro superfici e siano adatti a evitare che i componenti portati in un’area protetta da ESD possano causare problemi, questi non sono in grado di proteggere i componenti o le schede più sensibili da possibili danni legati proprio alle ESD, come ad esempio un colpo di ESD provocato da un’altra fonte. In questo caso le buste di schermatura statica, sono in grado di andare oltre. Presentano una barriera conduttiva per difendere i componenti trasportati da ogni forma di rischio elettrostatico.

Le buste di schermatura statica hanno valori di resistenza superficiale che raggiungono i 1010Ohm/mq, e sono conformi a tutti i requisiti degli standard ESD. Sono disponibili in un’ampia gamma di dimensioni e ciascuna ha una configurazione a doppia tenuta. Questi sacchetti sono composti da diversi strati. In primo luogo, c’è uno strato esterno in poliestere che dissipa le cariche elettrostatiche e uno strato interno in polietilene (PE) che dissipa le cariche elettrostatiche. Tra questi si trova uno strato di schermatura metallizzato, accompagnato da un dielettrico in poliestere.

Conforme ai requisiti della norma EN 61340-5, i nastri a griglia ESD forniti da Distrelec sono consigliati per sigillare gli imballaggi quando le scariche elettrostatiche sono un problema. Realizzati con un composto di PP senza silicone e a basso residuo, hanno una resistenza superficiale tipica di 107Ohm/cm.

Nastro a griglia ESD di diverse larghezze
Scatole di spedizione ESD di RND Lab

Requisiti più ampi

Le scatole di spedizione ESD di RND Lab rappresentano un modo sicuro ed economico di trasportare circuiti integrati e moduli, con un’attenuazione del 99,9%. Sono realizzate in cartone ondulato con rivestimento conduttivo Corstat, conforme ai requisiti di resistività superficiale stabiliti dallo standard ASTMD257-78. A seconda delle esigenze specifiche del cliente, è possibile inserire una morbida gommapiuma antistatica o una gommapiuma conduttiva ad alta densità. È prevista una durata di conservazione di almeno 10 anni.

Contenitori per il trasporto ESD in plastica a conduzione elettrica

Tramite Distrelec, I contenitori di trasporto ESD RND Labstackable possono essere acquistati anche per le situazioni in cui è necessaria una maggiore capacità. Realizzate in polypropylene (PP), queste robuste unità hanno dimensioni fino a 400 mm x 300 mm x 220 mm. Hanno resistenze volumetriche di 10¹⁰Ohm/cm.

Protezione della forza lavoro

Oltre al trasporto e all’immagazzinamento, è fondamentale affrontare le problematiche ESD anche nelle postazioni di lavoro e proteggere il personale. Lo standard ANSI/ESD S20.20 stabilisce tutti i requisiti fondamentali per l’implementazione di un programma di controllo ESD all’interno di un luogo di lavoro.

Le spine di messa a terra stampati in termoplastica di RND Lab hanno un valore di resistenza di 1MOhm. Forniscono un collegamento diretto alla terra di rete agli operatori di un’area protetta ESD e agli altri oggetti che la compongono.

Spina di messa a terra ESD

Distrelec offre anche kit per workstation ESD che consentono al personale tecnico di svolgere le proprie attività in un ambiente completamente controllato dalle cariche elettrostatiche. Ciascuno di questi kit è dotato di un tappetino che dissipa le cariche elettrostatiche da qualsiasi oggetto vi venga appoggiato, oltre a una spina di messa a terra, un cavo di messa a terra diritto, un cavo di messa a terra a spirale, un cinturino da polso e una segnaletica autoadesiva in vinile dell’area protetta da ESD. I tappeti (che coprono dimensioni di 600 mm x 1200 mm) presentano un forte coefficiente di attrito per evitare che i componenti delicati scivolino sulle loro superfici. Sono realizzati con un materiale resistente al calore che non si scioglie/scotta se vi finiscono sopra i detriti caldi delle attività di saldatura.

Esempio di kit per postazione ESD

Altri tappetini RND includono il tappetino da banco ESD. È realizzato in gomma sintetica e materiali antistatici (conduttivi) e statico-dissipativi. È adatto all’uso in officine o laboratori dell’industria microelettronica.

Tappeto da banco ESD a 2 strati con dimensioni di 900 mm x 600 mm

Destinati alla manipolazione di componenti elettronici sensibili senza il rischio di danni, i guanti RND Lab ESD hanno un corpo in nylon lavorato a maglia con polpastrelli rivestiti in poliuretano (PU). La resistività superficiale raggiunge i 108Ohm/sq. Le cinghie a massa statiche per tallone ESD, le mascherine monouso a 3 strati con filtro, non magnetizzabili con rivestimento epossidico resistente alla corrosione, la pinzetta con rivestimento epossidico , i quaderni antistatici A5 con copertine in PP ad alta densità e la tronchese a tagliente laterale elettronica in lega di carbonio.

Altri prodotti consigliati sono progettati per l’uso sul campo, dove non è possibile accedere a un’area protetta ESD. Ciò significa che i tecnici possono lavorare in sicurezza anche in luoghi remoti. Inoltre, per il personale che soffre di reazioni allergiche, le aziende dovrebbero assicurarsi che siano disponibili set di cinturini da polso anallergici regolabili antistatici. Quelli che Distrelec offre da RND sono dotati di comodi braccialetti, ciascuno con un perno di spinta regolabile da 10 mm. Sono dotati di robusti conduttori di terra a spirale, con spina a banana da 4 mm o bottone a pressione da 10 mm.

Kit di assistenza sul campo ESD con spina CH

Infine, per consentire lo smaltimento in sicurezza dell’hardware elettronico in una zona protetta da ESD all’interno di uno stabilimento di produzione, Distrelec offre i sacchi per rifiuti ESD. Da utilizzare con i bidoni conduttivi, sono realizzati in PE antistatico di 32,5 µm di spessore e hanno una disposizione a doppio sacco. Sono sterilizzati mediante esposizione ai raggi gamma. La loro resistenza superficiale è di 1011Ohm/mq e sono in grado di sopportare trattamenti pesanti (con una resistenza alla trazione di 3000PSI). È possibile scegliere tra diverse opzioni di colore.

Conclusioni

La regolarità degli eventi ESD è destinata ad aumentare, con la prospettiva che ciò porti a un maggior numero di guasti a livello di sistema. Per ridurre al minimo questo rischio, è necessario integrare una protezione superiore in ogni fase della catena di fornitura dei componenti e nei flussi di lavoro degli ingegneri. Distrelec dispone di un ampio portafoglio di prodotti per contribuire a questo obiettivo, oltre a numerosi prodotti per garantire la sicurezza operativa continua. Fai clic qui per maggiori informazioni.

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