Scariche elettrostatiche, un problema per la catena di fornitura

La scarica elettrostatica consiste nel rilascio di elettricità statica nel momento in cui due corpi, che si trovano a diverso potenziale elettrostatico (cioè a tensioni differenti), si avvicinano oppure entrano in contatto fra loro. La maggior parte delle persone avrà già sperimentato questo fenomeno nella vita di tutti i giorni, ad esempio toccando il pomello metallico di una porta dopo aver camminato su di un tappeto, oppure avvertendo l’elettricità statica dopo aver asciugato gli indumenti in un’asciugatrice a tamburo. Il fulmine, infine, è un buon esempio di scarica elettrostatica su larga scala! Quasi tutte le scariche elettrostatiche si verificano senza risultare sufficientemente rilevanti da poter essere viste o udite, ma sono tuttavia sufficientemente intense da causare il guasto dei componenti elettronici a stato solido più sensibili. Per questo motivo, la prevenzione e il controllo delle scariche elettrostatiche rappresentano, da parecchi anni, un tema importantissimo per i produttori di elettronica. Il personale che si occupa dell’assemblaggio viene opportunamente istruito ad utilizzare dispositivi come bracciali antistatici o tappetini di messa a terra, i quali forniscono un cammino verso massa a tutte le energie statiche indesiderate, evitando così il danno o la rottura totale dei componenti. La maggior parte dei produttori di apparati elettronici o dei fornitori di servizi dispongono, all’interno dei propri spazi dedicati alla manipolazione dei dispositivi elettronici, un’area protetta dalle scariche elettrostatiche. Si tratta di una precauzione fondamentale, poiché quasi tutti i danni provocati dalle scariche elettrostatiche sono, in realtà, causati involontariamente. Talvolta i componenti o i moduli elettronici che non vengono completamente distrutti rimangono comunque danneggiati o compromessi. Sfortunatamente, i test standard di qualità non riescono ad individuare questo tipo di guasto, che può emergere dopo che il componente stesso è stato installato nell’apparato che lo ospita o, addirittura, successivamente, durante il suo funzionamento.

Distribuzione e controllo delle scariche elettrostatiche

Ovviamente il controllo delle scariche elettrostatiche durante la fabbricazione è una pratica consolidata ormai da molti anni; ma cosa succede nel resto della catena di fornitura e distribuzione dei componenti? Dopo tutto, la quota crescente di mercato dominata dai distributori solleva la domanda: anch’essi controllano le scariche elettrostatiche? I clienti, infatti, chiedono prodotti affidabili e di alta qualità, sia che li acquistino direttamente dal produttore, sia attraverso un distributore. Tenendo ben presente questo aspetto, gli acquirenti dovrebbero chiedere ai loro distributori se sono certificati, ossia: l’azienda in questione possiede una zona protetta dalle scariche elettrostatiche conforme alla normativa Din En 61340-5-1 e un sistema di gestione delle stesse presso la sede di distribuzione? Solo l’adozione di tali misure assicura, infatti, i più alti livelli di qualità in termini di immagazzinamento e manipolazione dei dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche e garantisce, così, la qualità dei prodotti spediti. Va inoltre chiesto se l’area è stata testata da un soggetto tecnico altamente esperto, al fine di garantire che la stessa risulti al 100% conforme ai requisiti di protezione contro le scariche elettrostatiche. Molti dei più recenti progetti destinati sia all’industria, sia ai consumatori utilizzano componenti elettronici che sono particolarmente sensibili alle scariche elettrostatiche e che necessitano, quindi, di speciali procedure di stoccaggio e manipolazione da osservare in tutte le fasi della catena di distribuzione. Chiaramente, l’impiego di un’area protetta dalle scariche elettrostatiche da parte di un distributore contribuirà a garantire l’affidabilità dei prodotti finali e dei sistemi nei quali i componenti verranno usati. Ciò risulta essenziale nel momento in cui gli imballi originali provenienti dalla fabbrica vengono aperti per consentire la fornitura di quantità minori. I distributori che si occupano seriamente di questo tipo di problematiche sono in grado di presentarsi, nell’ambito della catena di distribuzione, come veri collaboratori che comprendono quale rilevanza abbia il trattamento dell’elettricità statica e rappresentano, perciò, fornitori preziosi per i produttori di apparati elettronici originali Oem. L’introduzione di una severa procedura di controllo delle scariche elettrostatiche eliminerà efficacemente tutti i possibili danni di natura elettrostatica nella fase di distribuzione.

Alcune precauzioni da adottare

Naturalmente, una volta che i componenti avranno lasciato il distributore, la protezione dalle scariche elettrostatiche rimarrà altrettanto importante anche nello stadio di assemblaggio del processo di fabbricazione da parte dei produttori delle apparecchiature elettroniche. In questa fase, molte sono le precauzioni che possono essere adottate per evitare gli indesiderati effetti delle scariche elettrostatiche. L’impiego di tappetini e braccialetti resta una pratica abituale nell’industria. Ad esempio, lunghe strisce di materiale stratificato possono essere montate sopra i banchi sui quali vengono assemblati i componenti, mentre cavi di messa a terra possono essere collegati a ciascun banco di lavoro e connessi a massa per dissipare rapidamente le cariche statiche. I braccialetti di messa a terra dovrebbero, ovviamente, essere indossati da tutto il personale che maneggia, ispeziona e imballa i dispositivi elettronici, allo scopo di aiutare a prevenire danni elettrostatici ai dispositivi o agli apparati sensibili. I braccialetti comprendono una banda conduttiva con una resistenza in serie (per evitare scintille di elettricità statica provocate da una dissipazione troppo rapida) connessa, attraverso un apposito cavo ed una pinzetta a coccodrillo, a massa oppure ad un punto di riferimento. Dove vengono impiegati i braccialetti antistatici, dovrebbero anche essere presenti degli appositi strumenti per testarli e questo vale, in particolare, nelle aree in cui i componenti vengono montati sui circuiti stampati e i prodotti assemblati. Gli strumenti di test sono impiegati per misurare la reale efficacia dei braccialetti medesimi e il loro collegamento verso terra. La maggior parte delle aziende che si occupano seriamente delle questioni legate alle scariche elettrostatiche esigeranno che i propri operatori svolgano continuamente controlli operativi sui braccialetti. La prova si svolge nel seguente modo: la persona che indossa il bracciale si reca presso una stazione di test e collega la pinzetta a coccodrillo al terminale di massa; mentre la persona tocca un’estremità di un’altra piastra metallica di test, l’apparecchio aggiunge un certo potenziale elettrostatico al suo corpo. Se la tensione sale, significa che il braccialetto non ha funzionato correttamente, mentre se il contatto di massa riesce a mantenere bassa la tensione in modo efficace, il bracciale ha superato il test e può continuare a essere usato.

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I braccialetti antistatici collegano a massa, in modo sicuro, chiunque stia lavorando con apparati elettronici sensibili e prevengono l'accumulo di elettricità statica

 

Altre iniziative

Oltre alle misure più ovvie, esistono molte altre iniziative da mettere in atto per contrastare ulteriormente il problema delle scariche elettrostatiche. Ad esempio: per lo stoccaggio e il trasporto di ciascun componente elettronico o circuito stampato con le parti già montate, che risultino sensibili alle scariche elettrostatiche, andrebbero usati opportuni contenitori e buste schermanti. È persino possibile installare pavimenti costituiti da piastrelle conduttive, in grado di trasmettere le cariche statiche dal personale a terra e prevenire, così, l’accumulo di elettricità statica quando vi si cammina sopra. I materiali ideati per pavimentazioni a prova di scariche elettrostatiche - compresi piastrellature conduttive, rivestimenti e finiture superficiali - forniscono un ulteriore mezzo, economico ed efficace, per mettere a massa il personale. In pratica una pavimentazione con una resistenza di dispersione di 1 MΩ si è dimostrata assolutamente adatta per impedire l’insorgere di scintille durante una scarica rapida, mentre il tempo di decadimento si mantiene al minimo. La scelta di un rivestimento per la pavimentazione che sia efficace contro le scariche elettrostatiche in ambienti controllati dovrebbe iniziare con una valutazione globale del loro uso previsto per il presente e degli impieghi possibili nel futuro. Riconoscere la necessità e l’importanza di adottare anche calzature conformi alle norme sulle scariche elettrostatiche è altrettanto essenziale per il corretto funzionamento della pavimentazione selezionata. Occorre ricordare sempre che mettere a terra gli operatori richiede calzature antistatiche efficaci che siano adatte all’applicazione, che vengano indossate correttamente e che risultino in buono stato. Le cinghie da piede per la messa a terra rappresentano un’ulteriore misura preventiva contro le scariche elettrostatiche che si sta sempre più diffondendo nell’industria elettronica. Tali protezioni possono essere adottate dal personale che non rimane fermo all’interno delle aree controllate e che maneggia componenti sensibili. Anche in questo caso, andrebbe richiesto agli operatori di verificare costantemente l’efficacia delle suddette cinghie da piede per la messa a terra. Programmi di formazione per tutto il personale che dovrà maneggiare o trasportare dispositivi elettronici forniscono un importante supporto per educare gli operatori sull’importanza delle protezioni da scariche elettrostatiche; tutte le aree protette contro i rischi di scariche elettrostatiche devono, invece, essere chiaramente identificate da cartelli di avvertimento ed etichette di precauzione messi ben in evidenza. L’accesso alle suddette aree andrebbe riservato unicamente al personale che è stato preventivamente istruito. I visitatori, a loro volta, dovrebbero essere accompagnati da addetti che abbiano seguito un percorso di formazione e dovrebbero ricevere istruzioni appropriate prima di entrare in un’area protetta.

Un problema serio

Prendere sul serio il problema delle scariche elettrostatiche, quindi, è una questione che coinvolge l’intera catena di distribuzione dell’elettronica, a partire dal produttore, attraverso il distributore, fino ad arrivare al cliente ed anche oltre. Applicando un sistema scrupoloso di protezione dalle scariche elettrostatiche, si eviterà di deludere l’utente finale, mentre i produttori di apparati originali e i rivenditori non incorreranno, a loro volta, in rimborsi onerosi o perdite di credibilità. Oltre ad una soluzione completa e conforme alle normative sulle scariche elettrostatiche per il trasporto dei componenti, Conrad offre anche tutti gli accessori per operare in sicurezza - dai guanti statico-dissipativi, ai sistemi di accesso – adatti ad ogni esigenza.

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