Rubriek normen #9

“Process assessment PWI 101-3”(vervolg)

Handmatige processtappen

Zoals in vorige rubriek is aangegeven zullen voor een compleet assessment de nodige proces stappen (zowel handmatige als automatische) kritisch bekeken moeten worden. In deze rubiek wordt er ingegaan op handmatige processtappen.

Volgens de IEC 61340-5-1 is de elektrostatische lading van personeel in een ESD Protected Area (EPA) gelimiteerd tot 100 volt. Zover zo goed zou je kunnen zeggen, geen probleem , maar…toch.

Het is niet gezegd dat deze 100 volt grens voor ieder component/proces afdoende veiligheid biedt

om probleemloos te kunnen produceren. Er zal in eerste plaats nagegaan moeten worden wat de kritische waarden zijn die de  ESDS (ESD sensitive device) aankunnen zonder degradatie of beschadiging.

Stel dat deze inderdaad 100 volt is. Door middel van een weerstandsmeting aan het personeel (zoals eerder omschreven de eenvoudigste methode). Bij een eerder gedaan onderzoek en publicaties in normen (Zie fig.1) is bekend dat bij een weerstand naar aarde (Rg) van 35 Mohm het effect van de opgebouwd elektrostatische lading op personen beperkt wordt  tot <100 volt.

De grafiek vertoont een lineair verband voor deze metingen. Door middel van extrapoleren kan nu bij diverse meetresultaten de zogenaamde “body voltage” van personen vast gesteld worden. Stel dat de weerstandsmeting een resultaat oplevert van 100 Mohm dan betekend dit dat de eventueel opgebouwde body voltage beperkt zal worden tot grofweg 280 volt. Is vanuit de specificatie de HBM (Human Body Model) waarde bekend van de te produceren producten. Dan kunnen op deze manier de mogelijke risico’s bij handmatige proces stappen bepaald worden. Enige benodigdheden voor deze meting zijn een weerstandsmeetapparaat, in de ESD normen  een “resistance measurement apparatus” genoemd. Dit is zeker geen exacte bepaling, maar een eerste indicatie die makkelijk te verwezenlijken is. Een stuk van de onnauwkeurigheid zit in de betrouwbaarheid van de grafiek en zijn lineair verloop.

Een andere methode om de impact van personeel bij handmatige proces stappen te bepalen is die waarbij de z.g. “body voltage” de elektrostatische potentiaal op het lichaam rechtstreeks gemeten wordt en dan vergeleken wordt met de opgegeven HBM specificatie (V_HBM) van een bepaald product. Is de gemeten body voltage lager dan de opgegeven HBM waarden dan is de kans op beschadiging/degradatie klein. Is deze bijvoorbeeld  V_HBM = 1500V en de gemeten waarden op een persoon 1400V dan zal dit geen problemen opleveren. Dit assessment kan uitgevoerd worden met een CPM (Charge Plate Monitor) of een looptestkit.

Een onnauwkeurigheid bij de hiergenoemde methode kan zijn dat er sprake is van serie weerstanden, bijvoorbeeld door het gebruik van slecht geleidende handschoenen, waardoor een spanningsdeling ontstaat, die het ESD risico voor het product verkleind. In het hier genoemd voorbeeld van V_HBM = 1500V zal dan ook bij een hogere waarden dan 1500V geen probleem behoeven te zijn.

Heeft u inbreng of wilt u meewerken aan het tot stand komen van dit nieuwe proces assessment document dan horen wij dat graag van u.

‎Bas Grootemaat   
Kingsize Consultancy