Kostutuksella estetään sähköstaattista varausta elektroniikkatuotannossa

Estä haitalliset sähköstaattiset purkaukset oikeanlaisella kostutuksella

Elektroniikkalaitteet, piirilevyt, komponentit ja data ovat erittäin herkkiä 
sähköstaattisille purkauksille. Sopiva kosteustaso on ratkaisevassa osassa, kun minimoidaan 
sähköstaattisten purkausten aiheuttamia vaurioita.

Mikä on ESD eli sähköstaattinen purkaus?

Sähköstaattisella purkauksella (electrostatic discharge, ESD) tarkoitetaan sähkön äkillistä virtausta kahden sähköisesti varautuneen välillä niiden koskettaessa toisiaan. Sähköstaattisia purkauksia tapahtuu silloin, kun erimerkkisesti varautuneet esineet joutuvat lähelle toisiaan tai kun niiden välinen dielektrinen eriste murtuu, ja toisinaan se näkyy kipinänä.

Usein sähköstaattisia purkauksia tapahtuu kuitenkin ilman kuuluvaa tai näkyvää kipinää. Jos ihmisen kehossa on suhteellisen vähäinen varaus, hän ei välttämättä edes tunne purkausta, joka kuitenkin riittäisi vaurioittamaan herkkiä elektroniikkakomponentteja.

Näkymättömät sähköstaattiset purkaukset voivat aiheuttaa laitteen täydellisen vikaantumisen tai heikentää elektroniikkalaitteen luotettavuutta ja suorituskykyä pitkällä aikavälillä. Joskus ESD:n vaikutuksia ei huomata ennen kuin elektroniikka on ollut käytössä pitkään.

Staattinen sähkö

Yksi syy sähköstaattiseen purkaukseen on staattinen sähkö. Staattista sähköä muodostuu usein tribosähköisen ilmiön vaikutuksesta – siinä sähköiset varaukset erotetaan, kun kaksi materiaalia saatetaan ensin kosketuksiin toistensa kanssa ja sitten erotetaan toisistaan.

Esimerkkejä tribosähköisestä ilmiöstä ovat matolla käveleminen, kuivien hiusten kampaaminen muovisella kammalla ja ilmapallon hierominen villapaitaan. Kahden materiaalin välinen kitka luo tribolatauksen, eli jännitteen, joka voi aiheuttaa sähköstaattisen purkauksen.

Toinen syy ESD:n aiheuttamiin vaurioihin on sähköstaattinen induktio. Sitä esiintyy, kun sähköisesti varautunut kappale sijoitetaan lähelle sähköä johtavaa kohdetta, joka on eristetty maasta.

Varautuneen kappaleen ympärille muodostuu sähköstaattinen kenttä, joka saa toisen kappaleen pinnalla olevan varauksen siirtymään eteenpäin.

Miten ESD voidaan minimoida?

Useimmat elektroniikkavalmistajat suojaavat tuotantoalueita ESD:ltä seuraavin keinoin:

■ Estämällä varausta – välttämällä herkästi varautuvia materiaaleja 
■ Poistamalla staattista sähköä – maadoittamalla työntekijät tai käyttämällä antistaattisia laitteita 
■ Kosteudenhallinnalla

Kosteudenhallinta – oivallinen ratkaisu ESD:n ehkäisyyn.

Kosteuden ollessa 40 % RH lattioiden, mattojen, pöytäsuojusten ja muiden alueiden pintaresistanssi pienenee. 

Kostuttimet lisäävät ilmaan kosteutta, ja ilmankosteus muodostaa pinnoille ohuen, luonnollisena johtimena toimivan ”suojakalvon”, joka hälventää sähköisiä varauksia. Kun ilmankosteus on alle 40 % RH, tätä suojaa ei ole, ja työntekijöiden tavalliset toimet aiheuttavat esineisiin staattista sähkövarausta.