YHTEENVETO STAHA-SEMINAARISTA POHTOssa

Transkriptio

1 Terttu Peltoniemi (5) YHTEENVETO STAHA-SEMINAARISTA POHTOssa Marraskuun alun pakkaspäivinä puolen sataa innokasta seminaarilaista oli kokoontunut Pohjois-Suomen kehittämiskeskukseen Pohtoon, Ouluun. Tulimme kuulemaan uusimpia kokemuksia ja tulevaisuuden visioita staattisen sähkön suojauksesta elektroniikkatuotannossa. Saimmekin rautaisannoksen ESDsuojaustietoutta alan huippuammattilaisilta. Toisena päivänä kokoonnuimme Staha-yhdistyksen syyskokoukseen ja työryhmien kokouksiin. Osalle kehittämiskeskus Pohto ei ollut entuudestaan tuttu, mutta seminaarin aikana sekä paikka että Pohton koulutustarjonta tuli tutuksi. Toni Viheriäkoski Nokia Oyj:stä, Stahayhdistyksen puheenjohtajan ominaisuudessa, avasi seminaarin keskiviikkona klo Heti sen jälkeen päästiin itse asiaan, kun tohtori Jaakko Paasi VTT:ltä kertoi komponenttien vikaantumismekanismeista, -malleista ja herkkyysrajoista. Komponentit vikaantuvat joko staattisen sähkön purkausenergian tai purkausjännitteen seurauksena. Ja komponenttien koon ja viivanleveyden pienetessä komponentit tulevat aina vain herkemmiksi. Aina ei ole mahdollista tehdä piirin sisään suojausrakenteita toiminnan kärsimättä. ESD simulointimallien HBM, MM ja CDM rinnalle on tullut CBM, Charged Board Model. Tämä malli kuvaa varautuneen, kalustetun piirilevyn purkautumista metalliseen kohteeseen. Varsinkin automaattisissa tuotantolaitteissa tämä purkausmalli on hyvin todennäköinen. Suomessa onkin tehty pohjatyötä CBM-mallin kuvaamiseksi ja standardoimiseksi. Jaakko Paasi, VTT Kimmo Saarelainen Perel Oy:stä kertoi staattisen sähkön ilmiöiden mittalaitteista ja niiden kehittymisestä. Uusimpia mittalaitteita on ionisaattorin monisektorinen monitorointilaite ja sähköstaattisen jännitteen kontaktimittaus. Kuulimme myös kentänvoimakkuus- ja jännitemittareiden ominaisuuksien vertailua. Esitys oli erinomainen alustus iltapäivän demoja silmällä pitäen, siellä saimme kaikki nähdä käytännön sovelluskohteita erilaisille mittalaitteille. Premix Oy:n Antti Helmisen esitelmän aiheena oli uusimpien ESD-suojaukseen soveltuvien materiaalien ominaisuudet ja käyttö. Nykyisin on saatavana materiaaleja monenlaisiin käyttötarkoituksiin jo koko resistanssialueelle, hyvin johtavasta eristeisiin. Perinteisten hiilimustalla tai antistaattisilla lisäaineilla johtavaksi saatujen materiaalien lisäksi on tullut ns. ICP (Inherently Conductive Polymers)- ja IDP (Inherently Dissipative Polymers)-yhdisteet sekä metallilla johtavaksi saadut materiaalit. Näillä materiaaleilla saadaan johtavuus tarkasti halutulle resistanssialueelle. Etuja on myös mm. värillisten ja läpinäkyvän sekä puhdastiloihin soveltuvien materiaalien mahdollistaminen. Erityyppisiä perusmuoveja voidaan käyttää laajemmin kuin ennen ja voidaan tehdä kerrosrakenteita. Kerrosrakenteet säästävät kustannuksissa, koska osaksi voidaan käyttää halvempia, eristäviä muoveja.

2 Terttu Peltoniemi (5) Kimmo Saarelainen, Perel Oy Pasi Tammisella Nokia Oyj:stä oli kaksi mielenkiintoista ja käytännönläheistä esitystä; toinen käsitti pakkausmateriaalien valintaa ja toinen tuotantolinjojen ESD-riskien analysointia. Pasi pisti heti kuulijoiden aivonystyrät lujille arvioituttamalla esimerkkitapausten ESDsuojausten toimivuutta. Esimerkkitapauksissa oli varautuvia materiaaleja ja tuotteen osia ja yleisimpiä pakkaustapoja. Oli helpottavaa havaita, ettei kaikkia suojauksen toimivuuteen vaikuttavia asioita toisetkaan osanneet huomioida. Eli aina riittää opittavaa! Antti Helminen, Premix Oy standardeista ei löydy niin yksityiskohtaista tietoa. Pasi oli tehnyt näistä yksityiskohtaiset laitekohtaiset ohjeet. Pasi demosi myöhemmin linjojen mittauksia koetehtaan SMD-linjalla. Hänen ympärillään hyöri aina kiinnostuneen näköisiä kuulijoita niin, että annettu aika ei meinannut riittää kaikkien innokkaiden tekemien kysymysten läpikäymiseen. Vaikka pakkausmateriaali tai jopa tuotteen osa on varautunut, se ei välttämättä aiheuta ESDriskiä, merkittävää on se miten ja milloin ESDpurkaus tapahtuu, jos tapahtuu yleensäkään. Eristävien materiaalien käyttö voi olla perusteltua, jos arvioidaan mahdolliset riskit versus kustannukset. Jälkimmäinen esitys koski tuotantolinjojen ESDriskien analysointia. Saimme mahtavan tietopaketin automaattisten asettelulinjojen staattisen sähkön riskikohteista, vaatimuksista ja mittauksista. Nokian ESD-tiimi on tehnyt paljon töitä tuotantolinjojen ESD-riskien kartoittamiseksi. He ovat myös tarkentaneet maadoitus- ym. vaatimuksia, koska Pasi Tamminen, Nokia Oyj

3 Terttu Peltoniemi (5) Ennen demoesityksiä oli vielä Jaakko Paasin esitys tulevaisuuden näkymistä. IC-piirien viivanleveydet senkun vain pienenevät ja tämä aiheuttaa riskin ESD-herkkyyksien alenemiseksi. CMOS-piirin HBMherkkyyden oletetaan pienenevän vuoteen 2010 mennessä 100V:iin ja CDM-herkkyyden 50V:iin. Myös autoteollisuudessa käsitellään ESD-herkkiä komponentteja ja siellä ammattitaitoa pitäisi kohdentaa CBM-riskien kartoittamiseen ja eliminoimiseen. Puhdastilavaatimusten tarve todennäköisesti lisääntyy myös tavallisemmassa elektroniikkatuotannossa erilaisten optisten osien, kuten kamerat, näytöt ja laserit, myötä. Varsinaisen puhdastilan rinnalle tullenee puoli-puhdastiloja, joissa partikkelien irtoamiseen on kiinnitettävä enemmän huomiota. Lopuksi tärkeä asia eli tulossa olevat uudet standardit. Perinteisistä IEC-EN ja -5-2 standardeista on tulossa uudet versiot, joissa edellytetään yrityksen itse laativan ESD hallintaohjelman. Ohjelman tulee sisältää vähintäänkin koulutussuunnitelma ja kelpoisuuden toteamissuunnitelma. Tämä vaatii yrityksissä entistä asiantuntevampaa otetta ESD-suojauksen hallintaan. Iltapäivän aikana menimme sitten käytännön mittausdemojen ääreen POHTOn koulutustehtaaseen, jotkut pääsivät itsekin mittaamaan. Koulutustehtaassa oli myös koko päivän ajan kahdeksan yrityksen esittelypisteitä, joissa käytiin yksityiskohtaisempia keskusteluja kiinnostavista ESD-suojausaiheista. Demoesityksiä oli kuudesta aiheesta: 1. Resistanssien ja maadoitusten mittaus, Janne Lauronen, Armeka Engineering Oy 2. CDM-simulointitesti, Toni Viheriäkoski, Nokia Oyj 3. Pastanpainon ja ladonnan mittaukset, Pasi Tamminen, Nokia Oyj 4. ESD-purkauskäyrän ja varauksen mittaus, Tapio Kalliohaka, VTT 5. Ionisaattorin mittaus, Kimmo Saarelainen, Perel Oy 6. Henkilön maadoitus EPA:ssa, Johanna Anttila, Laitosjalkine Oy Demoesitykset olivat mielenkiintoisia. Tässä joitakin poimintoja, osa tuli jo mainittua. Viheriäkosken Tonin professorimainen esitys uudesta tavasta mitata ESD-suojausmateriaaleja oli todella kiinnostava. Hän on yhdessä Nokian ESD-tiimin kanssa kehitellyt mittaustavan, joka demonstroi komponentin varautumista ja sen purkamista tietyn materiaalin kautta. Jos purkaustapahtuma on liian nopea ja purkausvirta ja energia liian suuret verrattuna referenssimateriaalina käytettävään metalliin, niin ko. materiaali ei sovellu käytettäväksi ESDS-osien kontaktimateriaaliksi. Vaatimusmäärittelynä käytetään energia- tai virtavaimennusta ja vaatimusrajana -25dB. Tapio Kalliohaan esityksessä nähtiin ESD-purkauskäyriä erilaisissa tapauksissa. Janne Lauronen esitteli asettelulinjan resistanssimittauksia ja Johanna Anttila henkilönmaadoitusta ja kenkien ja lattian vaikutusta tuloksiin. Toisen päivän ohjelmassa oli Staha-yhdistyksen ja sen työryhmien kokoukset. Työryhmien kokouksissa kuulimme mielenkiintoisia esityksiä staattisen sähkön merkityksestä puhdastiloissa ja räjähdysvaarallisessa ympäristössä. Niiden pöytäkirjat löytyy Staha-yhdistyksen sivuilta, joten en toista sisältöjä tässä yhteydessä. Seminaarilaisten palautteista päätellen seminaari kokonaisuudessaan oli todella antoisa. POHTO hoiti järjestelyt ammattitaidolla, etenkin iltabuffettiin oli panostettu. Ohessa kuvakavalkadi demoista sekä osallistujista eri tilanteissa.

4 Terttu Peltoniemi (5) Toni ja demot Tapio ja demot Johanna ja demot Janne ja demot

5 Terttu Peltoniemi (5) Järjestelytoimikunta