Антистатичні браслети - захист напівпровідникових приладів від статичної напруги

Все нове - це добре забуте старе.

При конструюванні радіоелектронної апаратури , Як відомо, досить часті випадки виходу з ладу деяких напівпровідникових приладів, зокрема, польових транзисторів, ще на стадії монтажу, до першого включення. Це відбувається головним чином через пошкодження приладів зарядами статичної електрики, яка накопичується на одязі, меблів і різних предметах робочого місця. Стікаючи через електроди напівпровідникового приладу в процесі роботи з ним, заряди можуть привести до пошкодження р-n «переходів, до пробою ізоляції затвора польового транзистора.

Наведені рекомендації відносяться в основному до польових транзисторів і інтегральних мікросхем на МОН-структурах.

Стаття адресована радіоаматорам середньої кваліфікації, проте вона може виявитися корисною і для фахівців.

Рис 1. Браслет для зняття статичних зарядів: 1 - корпус, ебоніт, текстоліт; 2 - гвинт; 3 - контактна пластина, мідь, хромувати; 4 - з'єднувальний провід; 5 - корпус резистора, ебоніт; 6 - резистор 1 МОм; 7 - штепсельної вилки; 8 - наконечник під болт заземлення.

Зарядами статичної електрики найчастіше пошкоджуються польові транзистори з ізольованим затвором, з вітчизняних транзисторів, наприклад, КП301, КП306, КП350, інтегральні мікросхеми з використанням МОП-структур, наприклад, серії К147, К172 і інші. При цьому ураження може бути на самих різних стадіях, починаючи від транспортування і зберігання напівпровідникових приладів і до експлуатації їх в змонтованої апаратури. Тому, наприклад, умови зберігання і транспортування приладів повинні задовольняти вимогам, викладеним в технічній документації заводу-виготовлювача.

Спеціальні вимоги пред'являються до інструменту та обладнання робочого місця. Так, корпуси паяльника, вимірювальної та випробувальної апаратури і загальний провід, що монтується пристрої повинні бути заземлені. У тих же випадках, коли заземлення може послужити причиною виходу з ладу напівпровідникових приладів або причиною зниження точності вимірювання параметрів випробовуваного пристрої, заземлюють тільки вимірювальну апаратуру. Кабельні роз'єми апаратури повинні бути забезпечені захисними кришками, які слід знімати тільки безпосередньо перед приєднанням кабельних шлангів. Щоб зняти електростатичні заряди з кожухів апаратів і екранують оболонок кабелів, треба замкнути їх на землю.

Вимірювальну і випробувальну апаратуру слід постачати захисними пристроями, які відключають напівпровідниковий прилад від випробувального пристрою на час установки цього приладу в контактне гніздо. При цьому прилад повинен підключатися до електричних ланцюгів вимірювального пристрою тільки після опускання екрану, що захищає прилад від наведень. З'єднувати електричні ланцюги апаратури і обладнання потрібно за допомогою затискачів, роз'ємів та інших комутаційних елементів, забезпечених механічними фіксаторами.

Пристосування, призначені для обрізки і формування висновків, приклеювання і пайки напівпровідникових приладів, повинні бути встановлені на металевому листі, заземленому через резистор опором 1 МОм.

Всі перемикання напівпровідникових приладів, перепайка і інші схемні зміни потрібно робити тільки при відключених джерелах вхідних сигналів і харчування (виключаючи вимірювальні прилади з автономними джерелами живлення, які володіють великим - не менше 10 кОм - внутрішнім опором, наприклад авометра). Перед підключенням вимірювального приладу до сигнальних ланцюгах одним з його висновків слід короткочасно торкнутися заземленого проводу.

Якщо до випробувального пристрою приєднані джерела сигналу, то до цього пристрою можна приєднувати включені вимірювальні прилади з живленням від мережі лише в тому випадку, коли їх вхідний опір лежить в межах 0,5- 1 МОм, а вхідні ємність не перевищує 40 пФ. При цьому спочатку до випробувального пристрою треба підключити корпус такого вимірювального приладу, а потім вимірювальні кабелі. Відключати прилад слід у зворотній послідовності.

На робочих місцях, призначених для роботи з напівпровідниковими приладами та виробами на них, не повинно бути предметів з сильно електризуються, питомий поверхневий електричний опір яких перевищує 10 в 7 ступеня Ом-м. Ця рекомендація стосується і до покриття робочих столів, стільців, підлог, з якими можуть стикатися монтажник і прилади. Для покриття підлог використовують гумовий багатошаровий лінолеум - релин типу В, лінолеум на основі антистатической гуми КР-338, електропровідний листовий матеріал П2ЕС-5. Вироби зі скла і пластмаси покривають емаллю НК-562, рекомедуется також застосовувати препарати «Антистатик» для поверхневої обробки синтетичних і вовняних тканин.

На робочих місцях слід використовувати дерев'яні стільці без оббивки, а також дерев'яні і металеві стільці з оббивкою з бавовняної тканини. Якщо матеріал робочого столу має поверхневий опір більше 10 в 7 ступеня Ом-м, на стільницю слід настелити металевий лист розмірами не менше ніж 100X200 мм, заземлений через резистор опором 1 МОм.

Монтажникам перед роботою необхідно надягати бавовняні халати та взуття на шкіряній підошві. Ні в якому разі не слід користуватися халатами з лавсану, капрону або інших синтетичних тканин. В якості додаткових засобів захисту від статичних електричних зарядів можуть служити заземлення браслети, кільця, пінцети, що дозволяють зменшити електростатичний потенціал монтажника.

Антистатичний браслет (див. Рис. 1) складається з ебонітового корпусу 1 і мідної хромованою пластини 3, яку щільно притискають до руки ремінцем (на малюнку не показаний). Корпус браслета може бути суцільнометалевим. Браслет заземляють гнучким ізольованим провідником 4 перетином 0,5-1 мм 2 через резистор 6 МЛТ-0,25 опором 1 МОм (можна використовувати два послідовно включених резистора по 0,51 МОм). Резистор встановлюють на кінці провідника в місці його з'єднання заземлення корпусу.

Перед роботою антистатичний браслет спочатку надягають на руку, а потім заземлюють. Знімають браслет в зворотній послідовності.

Властивість деяких видів напівпровідникових приладів легко пошкоджуються при перевантаженнях необхідно враховувати також на стадії проектування і розробки апаратури. У вхідних каскадах слід передбачати діодні, резисторні або інші пристрої, що обмежують напругу або струм через прилад. У багатьох випадках ефективним заходом захисту може служити екранування ланцюгів або вузлів апаратури.