Spis treści:
Znáte ten nepříjemný pocit, kdy tření materiálů o sebe způsobuje tzv. elektrizaci? Brr… Samozřejmě, že to víš! V dnešním článku se dozvíte něco o elektrostatickém výboji neboli ESD.
Co je to elektrostatický výboj?
Thalés z Milétu viděl, že prach a listí se v důsledku tření blíží jantaru. Toto jednoduché pozorování dalo vzniknout elektřině a elektrostatice. Zajímavost: “elektron” znamená v řečtině “jantar”.
ESD neboli elektrostatický výboj je uvolňování statické elektřiny při kontaktu dvou předmětů. Známým příkladem ESD je lehký otřes, který pocítíte, když šlápnete na koberec a dotknete se kovové kliky dveří, nebo statická elektřina, kterou pocítíte na struktuře svého oblečení po sušení v sušičce. Extrémním příkladem ESD je blesk. Přestože většina “událostí” ESD je spíše neškodná, v mnoha průmyslových prostředích mohou představovat skutečně nákladný problém.
Odkud pochází elektrostatický výboj?
ESD nejprve vyžaduje vytvoření elektrostatického náboje. K tomu dochází, když se o sebe třou dva různé materiály nebo předměty. Jeden je pak kladně nabitý a druhý záporně. Kladně nabitý předmět má nyní elektrostatický náboj, který se při kontaktu s vlastním materiálem přenáší a dochází k jevu ESD.
Teplo vznikající při ESD je značné, ačkoli během elektrického urázu není cítit. Když se však náboj uvolní na elektronickém zařízení, může intenzivní teplo z náboje zničit různé malé součástky a způsobit vážnou poruchu.
Někdy může událost ESD poškodit zařízení, které však stále funguje, jak má, ale pouze na první pohled.. Pak se jedná o tzv. skrytou vadu. Ta je obvykle obtížně zjistitelná a výrazně snižuje životnost zařízení.
Nejnápadnější formou ESD je jiskra – vzniká, když silné elektrické pole vytvoří ve vzduchu ionizovaný vodivý kanál. Lidem může způsobit jen drobné potíže, ale je příčinou vážného poškození elektronických zařízení nebo dokonce požárů a výbuchů – stačí, aby vzduch obsahoval hořlavé plyny nebo částice. K mnoha událostem ESD však dochází bez viditelné nebo slyšitelné jiskry. Osoba nesoucí relativně malý elektrický náboj nemusí pocítit výboj, který by byl dostatečný k poškození citlivých elektronických součástek.
Nebezpečí ESD
ESD může mít katastrofální následky. Patří mezi něvýbuchy plynu, palivových par a uhelného prachu a také selhání polovodičových elektronických součástek, jako jsou integrované obvody. Vlivem vysokého napětí může dojít k jejich trvalému poškození, a proto výrobci elektroniky vytvářejí ochranné prostory bez elektrostatického náboje pomocí opatření k zabránění nabíjení, např. zamezením používání vysoce nabitých materiálů, a opatření k odstranění elektrostatického náboje, např. uzemněním pracovníků, instalací antistatických zařízení a kontrolou vlhkosti.
Prevence ESD - jak zabránit elektrostatickým výbojům?
Mnoho elektronických zařízení je náchylných k nízkonapěťovým událostem ESD. Harddisky, které každý zná, jsou citlivé na napětí až 10 V. Z tohoto důvodu výrobci elektronických zařízení používají opatření, která zabraňují elektrostatickým výbojům při výrobě, testování, přepravě a manipulaci. Pracovník může nosit ESD pásek na zápěstí nebo ESD kontrolní obuv, obvykle pracovní polobotky, nebo pracovat na ESD podlahové rohoži, která způsobuje, že elektrostatický náboj přechází na zem místo na zařízení. Citlivá zařízení lze také zabalit do materiálů, které chrání výrobek před zatížením.
Opatření proti elektrostatickému výboji jsou nutná prakticky na všech místech, kde může dojít ke kontaktu elektrického zařízení s osobou nebo předmětem. Příklady zahrnují USB 2.0, USB 3.0, výstupní svorky, LAN nebo jiná místa, kde uživatel připojuje nebo odpojuje konektor, místa, kde se dotýká ovládacího tlačítka zařízení nebo kde se zařízení dotýká pracovního povrchu během výrobního procesu, a případy, kdy jsou desky nebo jiné komponenty vzájemně propojeny konektorem.
Při pájení doma i v dílně se můžete spolehnout na ESD antistatické podložky, které se navíc vyznačují odolností vůči chemickým látkám. Také užitečné ESD kartáče a štětce k odstranění tavidla nebo k čištění drobných součástek, jako jsou např. tranzistory, diody a prakticky všechny odhalené elektronické součástky.
Jednoduše řečeno: čištění součástek v elektronice čímkoli může být pro ně smrtelné. Při nanášení ochranného laku se vám bude hodit také správně navržený štětec nebo štětka.
ESD zařízení - rozlišení
Písmeno D ve slově ESD obvykle znamená „discharge” tj. ” výboj “. Stojí za to vědět, že může znamenat také “device“, tedy zařízení – poněkud nešťastně vznikla tato anglickojazyčná zkratka. Označují se následujícím symbolem, kterého jste si možná všimli jako nálepky v obchodech s hygienickými potřebami.
Zařízení citlivé na elektrostatický výboj, označované zkratkou ESD, je jakákoli součástka, především elektrická, která může být poškozená běžným elektrostatickým nábojem. Nejčastěji jsou zmiňovány tranzistory MOSFET, karty používané v IT, nejrůznější čipy, některé typy diod a vysoce přesné rezistory.
