W tym artykule z serii „Display 101” pokażemy Ci, jak zabezpieczyć swój wyświetlacz przed uszkodzeniami spowodowanymi wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD).
Świetny sweter, włosy sterczące na wszystkie strony, lekki wstrząs przy dotknięciu klamki. Wszyscy znamy wyładowania elektryczności statycznej. Zjawisko to nazywa się ESD, czyli wyładowaniem elektrostatycznym.
ESD to nagły przepływ ładunku elektrostatycznego z obiektu o wyższym ładunku do obiektu o niższym ładunku. Główną przyczyną powstawania ESD jest kontakt lub rozdzielenie materiałów. Nazywa się to „turboładowaniem”.
Materiały stosowane w elektronice i innych środowiskach typu „clean room” to świetne izolatory, które potrafią wytwarzać i utrzymywać bardzo wysokie poziomy ładunku elektrostatycznego przez długi czas. Kiedy dochodzi do wyładowania elektrostatycznego (ESD), ujemne ładunki elektryczne są pobierane i rozkładane po całej powierzchni przedmiotu. Jeśli dojdzie do kontaktu z innym przewodzącym przedmiotem albo z uziemieniem, ładunek ten nagle się rozprasza.
W dzisiejszym miejscu pracy łatwo może dojść do iskry lub wyładowania o napięciu powyżej 10 000 woltów. Chociaż nie stanowiłoby to zagrożenia dla ludzi, mogłoby oznaczać koniec dla urządzeń elektronicznych.
Ze względu na właściwości dielektryczne elementów i podzespołów elektronicznych urządzenia stają się coraz bardziej wrażliwe na ESD. Niezwykle cienkie ścieżki przewodzące w aktywnych elementach elektronicznych, takich jak układy scalone (IC), często nie są w stanie wytrzymać silnych wyładowań elektrostatycznych.
Co więcej, uszkodzenia spowodowane wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) zazwyczaj nie są widoczne. Jeśli jednak do nich dojdzie, mogą one mimo wszystko wpłynąć na niezawodność i żywotność produktu.
Główne przyczyny uszkodzeń wyświetlaczy spowodowanych wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD)
Oto główne przyczyny uszkodzeń wyświetlaczy spowodowanych wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD):
- Elektrostatyczne osadzanie się kurzu zmniejsza rezystancję izolacji elementów, co skraca ich żywotność.
- Uszkodzenia spowodowane wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD), które prowadzą do awarii podzespołów elektronicznych.
- Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez wyładowanie elektrostatyczne ma dużą amplitudę i bardzo szerokie spektrum. Takie szumy statyczne i elektromagnetyczne sprawiają, że urządzenie elektroniczne nie może działać normalnie, a nawet może ulec uszkodzeniu.
Główne czynniki powodujące elektryczność statyczną
Tabela 1-1. Główne czynniki powodujące powstawanie elektryczności statycznej
| Czynniki | Związki |
| Powierzchnia styku | Im większa powierzchnia styku, tym większe naładowanie elektrostatyczne |
| Ciśnienie | Większa powierzchnia styku, większe naładowanie elektrostatyczne |
| tarcie | Powierzchnia styku, większe naładowanie elektrostatyczne |
| wilgotność | Wyższa wilgotność, niewielkie wyładowania elektrostatyczne |
Wyładowania elektrostatyczne (ESD) mogą wystąpić na każdym etapie produkcji, transportu i montażu ekranów LCD. W wyniku nieprawidłowej obsługi produkty mogą zostać uszkodzone przez wyładowania elektrostatyczne, co może spowodować uszkodzenie wyświetlaczy LCD.
Żeby zminimalizować szkodliwy wpływ elektryczności statycznej na wyświetlacze LCD, producenci, dystrybutorzy i klienci muszą ściśle przestrzegać normy podczas produkcji, transportu i użytkowania.
Jak chronić wyświetlacz przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD)
Kontrola warunków otoczenia
- Kontroluj wilgotność w miejscu pracy.
Zwłaszcza jesienią i zimą, przy suchej pogodzie, łatwo dochodzi do powstawania ładunków elektrostatycznych. W suchym otoczeniu napięcie wyładowań elektrostatycznych może sięgać tysięcy, a nawet dziesiątek tysięcy woltów. Jednak na urządzeniach o dobrej higroskopijności trudno jest wytworzyć wyładowania elektrostatyczne. Dlatego odpowiednia kontrola wilgotności w miejscu pracy skutecznie chroni wyświetlacz przed uszkodzeniami spowodowanymi wyładowaniami ESD. Zalecana wilgotność to około 60%. - Stwórz miejsce pracy z ochroną antystatyczną.
Podczas montażu używaj podłogi antystatycznej, stołu roboczego z ochroną antystatyczną, przewodu uziemiającego z ochroną antystatyczną oraz urządzeń z ochroną antystatyczną. Stół roboczy z ochroną ESD powinien zapewniać równopotencjał między urządzeniem a uziemieniem.
Rysunek 1-1 Przykład obszaru ochrony przed wyładowaniami ESD (EPA)
Regulamin pracy
Ludzie są głównym źródłem elektryczności statycznej, więc jeśli dana osoba nie jest uziemiona, ryzyko uszkodzenia jest bardzo wysokie.
Podczas montażu wrażliwych podzespołów elektronicznych ważne jest, żeby sprawdzić, czy pracownicy mają zapewnioną ochronę przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD).
Pasek uziemiający to najskuteczniejszy sposób na uniknięcie uszkodzeń spowodowanych wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD). Dzięki niemu pracownik jest uziemiony. Jednocześnie ważne jest, żeby przed wejściem do strefy roboczej założyć odzież ESD.
Projektowanie obwodów wyświetlaczy
Specjalna konstrukcja pinów wejściowych i wyjściowych wyświetlacza ma duże znaczenie dla ochrony urządzeń przed uszkodzeniami spowodowanymi wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD). Możesz zaprojektować specjalny obwód elektrostatyczny, który pozwoli rozładować nadmiar energii elektrycznej poprzez przewodzenie do masy. Na przykład poprzez dodanie diody TVS (Transient Voltage Suppression) między VDD a masą lub uziemienie metalowej obudowy wyświetlacza.
Pakowanie i transport
Sprzęt wrażliwy na wyładowania elektrostatyczne (ESD) powinien być zawsze przechowywany w workach lub pojemnikach antystatycznych podczas codziennych czynności, takich jak wysyłka czy inwentaryzacja produkcji w toku. Podczas transportu tego rodzaju sprzętu koła przewodzące lub łańcuchy holownicze powinny być podłączone do systemu uziemienia.
Rysunek 1-2: Antystatyczne pudełko z pianki i antystatyczna torba
Ochrona przed ESD ze strony klientów
Klienci i inżynierowie muszą też ściśle przestrzegać zasad ochrony antystatycznej podczas montażu modułu wyświetlacza i nie dotykać bezpośrednio kluczowych podzespołów elektronicznych produktu bez odpowiednich środków ostrożności.
Podczas montażu modułu wyświetlacza pamiętaj, żeby przeprowadzić uziemienie również dla stalowej konstrukcji.
Podsumowując:
- Traktuj wszystkie elementy jak urządzenia wrażliwe na wyładowania elektrostatyczne.
- Nigdy nie dotykaj elementów o dużej czułości dotyku bez uziemienia.
- Wszystkie przyrządy i urządzenia związane z wyświetlaczem muszą być poddane uziemieniu.
- Stanowisko robocze z zabezpieczeniem przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) powinno zapewniać równopotencjał między urządzeniem a uziemieniem.
- Opaskę na nadgarstek i ochraniacze na buty trzeba codziennie sprawdzać, żeby upewnić się, że parametry są w normie.
- W strefie bezpieczeństwa nie można dowolnie układać materiałów izolujących przed wyładowaniami elektrostatycznymi.
ODKRYJ NASZĄ
Whitepaper
Osiągnij idealną interakcję użytkownika z wyświetlaczem dzięki odpowiedniemu czujnikowi Touch Sensor IC. Czy kiedykolwiek zmagałeś się z problemami związanymi z fantomowymi dotknięciami lub certyfikacją? Rozwiń swoje prace B+R jak profesjonalista dzięki naszemu Whitepaperowi!
Przejdź do naszego katalogu produktów i zobacz, jak możesz oszczędzać dzięki jakości, nie na jakości.
