Die Wissenschaft hinter antistatischen Beschichtungen auf ESD-Arbeitsplatten

Die Verhinderung von elektrostatischer Entladung erfordert höchste Priorität in allen Einrichtungen, die elektronische Bauteile während regulärer Wartungsarbeiten bedienen. Ein tödliches und nicht nachweisbares Ereignis durch elektrostatische Entladung macht empfindliche Elektronik instabil und zerstört sie, wobei ihre Zuverlässigkeit geschwächt wird. Die Anwendung von antistatischen Beschichtungen auf ESD-Arbeitsplatten stammt aus professionellen Büros, um ihre ESD-Kontrollmethode umzusetzen. Konsistente Umgebungsbedingungen für elektronisches Equipment werden durch die Funktion des Beschichtungssystems unterstützt. Der Autor stellt Materialleitfähigkeitsprüfungen zusammen mit Oberflächenwiderstandstests vor der Einführung von ANSI/ESD STM11.11 als offiziellen Standard für die Bewertung vor.

Materialleitfähigkeit und Oberflächenwiderstand

Die elektrische Leitfähigkeit des Materials und die Oberflächenwiderstandsfähigkeiten bestimmen gleichermaßen, wie gut antistatische Oberflächenbeschichtungen funktionieren. Der Fluss des elektrischen Stroms hängt von der Materialleitfähigkeit ab, während der Materialwiderstand als Hindernis gegen solche Bewegungen wirkt. Die richtige Steuerung der statischen Elektrizität erfordert das Finden des richtigen Gleichgewichts zwischen Leitfähigkeit und Oberflächenwiderstand in antistatischen Beschichtungen.

Die Leitfähigkeitsmessung verwendet die Siemen pro Meter (S/m) als Maßeinheit. Physische Substanzen haben drei Leistungsgruppen der Leitfähigkeit, beginnend bei Leitern über Halbleiter bis hin zu Isolatoren. Die Elektronenübertragung erfolgt problemlos in metallischen Leitmaterialien, während isolierende Materialien aus Kunststoff und Gummi diese Bewegung blockieren. Menschliche Operatoren können die Leitfähigkeit von Halbleitern modifizieren, da sie zwischen Leitern und Isolatoren liegen.

Die Kategorie der antistatischen Beschichtungen liegt zwischen zwei Optionen: Leitern und dissipativen Materialien. Die Widerstandsfähigkeit leitender Materialien beträgt oder liegt unter (1 \times 10^5 \Omega\/\square), während dissipative Materialien zwischen (1 \times 10^5 \Omega\/\square) und (1 \times 10^{11} \Omega\/\square) liegen. Die Fähigkeit der antistatischen Beschichtung, Ladungen zu beseitigen, hängt vollständig von ihrer Bewertungssystemanalyse ab.

Oberflächenwiderstand

Eine Priorität in jedem Arbeitsplatz, an dem elektronische Bauteile routinemäßig behandelt werden, besteht darin, elektrostatische Entladungen (ESD) zu verhindern. Zarte Elektronikkomponenten erleiden unauffällige und potenziell fatale Schäden durch elektrostatische Entladungen, die zu unvorhersehbaren Ausfällen führen und die Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Professionelle Büros kontrollieren ESD, indem sie antistatische Beschichtungen auf ESD-Arbeitstischen anwenden. Das Beschichtungssystem erfüllt einen grundlegenden Zweck, konstante Umweltbedingungen speziell für elektronisches Equipment aufrechtzuerhalten. Der Artikel erklärt die Beschichtungswissenschaft durch eine Analyse der Materialleitfähigkeit und eine Bewertung des Oberflächenwiderstands, bevor ANSI/ESD STM11.11 als ein standardisierter Testansatz vorgestellt wird.

Materialleitfähigkeit und Oberflächenwiderstand

Die Fähigkeit von Materialien, Elektrizität zu leiten, zusammen mit ihren Oberflächenwiderstandseigenschaften bestimmt den Betriebserfolg von antistatischen Oberflächenbeschichtungen. Die Fähigkeit von Materialien, Bewegungen des elektrischen Stroms zuzulassen, bildet ihre Leitfähigkeit, aber Widerstand beschreibt ihr Widerstreben gegen diese Bewegungen. Die richtige Behandlung von statischer Elektrizität hängt davon ab, die richtige Kombination zwischen diesen beiden Eigenschaften in antistatischen Beschichtungen zu erreichen.

Materialleitfähigkeit

Die Maßeinheit für Leitfähigkeit ist der Siemens pro Meter (S/m). Stoffe teilen sich in drei grundlegende Kategorien der Leitfähigkeitsleistung von hoch zu niedrig auf, darunter Leiter, Halbleiter und Isolatoren. Elektronenübertragung erfolgt leicht durch Leiter, die hauptsächlich metallbasierte Materialien sind, während Isolatoren, die aus Gummi oder Kunststoff bestehen, dienen dazu, die Elektronenbewegung zu blockieren. Die elektrische Leistungsfähigkeit von Halbleitern liegt zwischen Leitern und Isolatoren, und menschliche Anwender können ihre Leitfähigkeitsstufen gestalten.

Weitere Prüfnormen

Neben ANSI/ESD STM11.11 gibt es Normen wie ASTM D257 und IEC 61340-2-3, die spezielle Methoden zur Messung sowohl des Oberflächenwiderstands als auch des Volumenwiderstands in ESD-Materialien bieten. Die kombinierte Verwendung dieser Tests ermöglicht eine umfassende Bewertung der antistatischen Eigenschaften von Materialien.

Schlussfolgerung

Menschen müssen das wissenschaftliche Prinzip von ESD-Arbeitsplatz-antistatischen Beschichtungen verstehen, da es die Funktionsfähigkeit elektronischer Geräte schützt. Die Abschwächung der statischen Elektrizität durch diese Beschichtungen hängt direkt von ihrer Materialleitfähigkeit sowie von ihren Oberflächenwiderstandseigenschaften ab. Standardisierte Tests, wie in ANSI/ESD STM11.11 beschrieben, ermöglichen es Benutzern, zu überprüfen, ob diese Beschichtungen den Leistungsnormen entsprechen. Die Prinzipien zusammen mit den Normen müssen tief verstanden und umgesetzt werden, da sie elektronische Komponenten vor ESD-Schäden schützen und zu einer erhöhten Zuverlässigkeit in empfindlichen Betriebsumgebungen führen.