Statische Elektrizität kann LEDs jederzeit von der Herstellung bis zur Verwendung beschädigen. Die Freisetzung statischer Elektrizität muss während der Herstellung und Verwendung von LEDs richtig gehandhabt werden. Es wurde festgestellt, dass die antistatische Fähigkeit von LED-Chips mit SiC als Substrat im menschlichen Körper über 1100 V erreichen kann, während die statische Elektrizität von LED-Chips mit Saphir als Substrat nur 400-500 V erreichen kann. Eine so geringe antistatische Fähigkeit hat den Herstellern von LED-Verpackungen und Anwendungsherstellern große Unannehmlichkeiten bereitet. Wenn LED-Chips durch statische Elektrizität beschädigt werden, bilden sich schwarze Flecken auf ihrer Oberfläche, und diese schwarzen Flecken emittieren kein Licht mehr. Daher ist der Grad der Beschädigung des Chips unterschiedlich und auch seine Leistung ist unterschiedlich. Kleinere Beschädigungen sind auf der Oberfläche möglicherweise nicht sichtbar, aber die Helligkeit wird reduziert und ein wenig gedämpft, und der IR-Wert (Rückstrom) wird steigen; Bei mäßig beschädigten Chips steigt der Röhrenspannungsabfall erheblich an (von den üblichen 2,8 V–3,3 V auf über 4,0 V–5,5 V), die Helligkeit nimmt erheblich ab (weniger als 50% der ursprünglichen normalen Helligkeit) und die IR nimmt zu, was die Lebensdauer der LED ernsthaft beeinträchtigt, sie verliert während des Gebrauchs allmählich ihre Funktion und kann schließlich zu einem toten Licht führen. Daher wirkt sich die ordnungsgemäße Verhinderung statischer Elektrizität in der industriellen Produktion direkt auf die Produktausbeute, die Zuverlässigkeit und sogar den wirtschaftlichen Nutzen des Unternehmens aus, sodass technische Maßnahmen zur Verhinderung statischer Elektrizität von entscheidender Bedeutung sind.
Research data shows that static electricity above 1500V will immediately cause serious damage to the LED. In the autumn and winter seasons in the north, the static electricity of the human body is about 1000V-1500V, so direct contact with the human body can easily cause damage to the LED. Compared with previous years, this winter’s precipitation is less, the environmental humidity is greatly reduced, and the hidden dangers of static electricity are comparable to those in the north. Therefore, in the production process, no matter the environment, facilities, operators and other links, appropriate preventive measures must be taken:
- Sorgen Sie für eine gute statische Entladung in der Produktionsumgebung
Die Werkbank, der Lötkolben, die Fußschneidemaschine, das automatische Reflow-Lötgerät und andere Geräte in der Produktionsumgebung und sogar in der gesamten Fabrik sind geerdet. Der Erdungskörper besteht im Allgemeinen aus Winkelstahl und Stahlrohr. In korrosiven Böden sollte verzinkter Stahl verwendet werden. Seine Länge beträgt zwischen 2 und 3 m und die vertikale Tiefe des Bodens beträgt nicht weniger als 2 m. Der Erdungsdraht besteht aus einem isolierten Kupferdraht mit einem Durchmesser von mehr als 1,5 mm² und weniger als 25 mm².
- Stellen Sie sicher, dass die Produktionsausrüstung der Werkstatt und die Umgebung den antistatischen Anforderungen entsprechen
2.1 Die Werkbank muss eine antistatische Matte verwenden und geerdet sein. Die grüne Oberfläche des antistatischen Gummis ist die antistatische Schicht, die einen großen Widerstand und einen Oberflächenwiderstand von 100 MΩ bis 100.000 MΩ hat. Sie kann über eine Schnalle verbunden und über ein spezielles antistatisches Armbandkabel (mit einem 1-MΩ-Widerstand) geerdet werden, oder eine 0,2 mm dicke Eisenplatte oder Kupferfolie wird auf den Isoliertisch gelegt und das Kabel wird über einen 1-MΩ-Widerstand mit dem statischen Erdungskabel verschweißt. Anschließend wird das antistatische Gummi flachgedrückt (schwarze Seite nach unten, in der Nähe der leitfähigen Folie). Der 1-MΩ-Widerstand bietet auch einen statischen Entladungspfad, um eine zu schnelle Entladung und Funkenbildung sowie eine Isolierung zu verhindern. Auch Sitze sollten ernst genommen werden. Die meisten Produktionslinien verwenden gewöhnliche Plastikhocker, die durch Reibung mit der Kleidung sehr leicht statische Elektrizität erzeugen. Wenn die Bedingungen es erlauben, sollten antistatische Stühle verwendet und über einen 1-MΩ-Widerstand mit der statischen Erde verbunden werden. Zumindest die Plastikhocker sollten mit einem antistatischen Tuch bedeckt sein. Der antistatische Boden ist eine Verbundstruktur ähnlich antistatischem Gummi. Die untere Schicht ist eine leitfähige Schicht, die mit dem antistatischen Boden verbunden ist, und die obere Schicht ist eine isolierende antistatische Schicht. Sie erzeugt keine statische Elektrizität durch die Reibung beim Gehen. Beim Verlegen sollte die leitfähige Schicht mit einer Isoliermatte vom Boden und den Wänden des Gebäudes getrennt werden, um zu verhindern, dass der Boden bei einem Blitzeinschlag statische Elektrizität leitet, und die leitfähige Schicht sollte über einen 1MΩ20W-Widerstand mit dem antistatischen Boden verbunden sein, um eine elektrostatische Abschirmfunktion zu erfüllen. Im Allgemeinen verwenden Elektronikfabriken einfache antistatische Böden (nur eine isolierende antistatische Schicht, meist Beschichtungen oder Bodenkleber), die direkt auf den Boden des Gebäudes gelegt werden, was die Kosten erheblich senkt und auch die durch Gehen erzeugte statische Elektrizität verhindern kann, aber der Schutz gegen statische Induktion durch ultrahohe Spannung und starke elektromagnetische Induktion durch Blitzschlag ist schlecht.
2.2 Für LEDs sind antistatische Bauteilboxen erforderlich.
2.3 Lötkolben, Lötmaschinen, Reflow-Lötgeräte und andere Geräte müssen geerdet werden.
2.4 Leiterplatten auf der Fertigungsstraße (hauptsächlich DIP-Nachlöten, Testen, Zusammenbauen und andere Prozesse) sollten mit antistatischen Schwammpolstern abgedeckt werden, um statische Elektrizität und Kratzer auf der Platine zu vermeiden. Für den Transport zwischen den Prozessen sollten antistatische Lager- und Transportfahrzeuge oder Kartons (mit einem Oberflächenwiderstand unter 106 Ω) verwendet werden, und die statische Erdung sollte ordnungsgemäß über einen 1-MΩ-Widerstand verbunden werden.
2.5 Einfluss von Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit auf statische Elektrizität: Elektronische Vorgänge, insbesondere SMT, stellen hohe Anforderungen an Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Die Temperatur kann auf 18 bis 28 °C geregelt werden. Eine zu hohe oder zu niedrige Luftfeuchtigkeit beeinträchtigt den normalen Betrieb und die Genauigkeit des Geräts. Die relative Luftfeuchtigkeit sollte zwischen 501 TP3T und 851 TP3T liegen. Eine zu niedrige Luftfeuchtigkeit erzeugt leicht statische Elektrizität. Bei zu hoher Luftfeuchtigkeit neigen Geräte zur Kondensation und der Wassergehalt der Lötpaste steigt, daher sollten Überwachung und Regulierung verstärkt werden. Zur Antistatik kann bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit im Herbst und Winter ein Luftbefeuchter oder ein Wischtuch mit einem feuchten Tuch verwendet werden, um das Problem zu lösen.
2.6 Ionenlüfter installieren: Die Temperatur des Vorheizteils des Wellenofens beträgt 80 bis 120 °C. Bei solch hohen Temperaturen und trockener heißer Luft entsteht sehr leicht statische Elektrizität. Der Ionenlüfter ionisiert die Luft durch hohen Druck in positive und negative Ionen und bläst die Luft mit einer großen Menge positiver und negativer Ionen durch den Lüfter in den Ofen, um die durch hohe Temperaturen und heiße Luft auf der Leiterplatte und den Komponenten erzeugte statische Elektrizität zu neutralisieren. Daher sollte am Eingang des Wellenofens ein Ionenlüfter installiert werden. Ionenlüfter können je nach tatsächlichem Bedarf auch am Eingang des antistatischen Arbeitsbereichs, am Startpunkt oder an der Oberseite des Förderbands installiert werden.
3 Sicherstellung der Umsetzung von Maßnahmen zum Schutz der Menschen
Tragen Sie antistatische Kleidung, sogenannte antistatische Kleidung, ein Gewebe, das aus speziellen synthetischen Fasern gewebt ist. Die richtige Art, sie zu tragen, besteht darin, nur ein Hemd oder Unterwäsche darunter und antistatische Kleidung darüber zu tragen. Im Winter ist es wenig sinnvoll, mehrere Teile aus Chemiefasern und Wolle darunter und antistatische Kleidung darüber zu tragen. Antistatische Handschuhe spielen mehrere Rollen bei der Verhinderung statischer Elektrizität, der Isolierung der Hände vor Kontakt mit Produkten (Isolierung) und der Verhinderung von Schweißflecken, die Produkte verunreinigen, und sind notwendig. Antistatische Armbänder bestehen aus einer Edelstahlhülle, die eng am Handgelenk anliegt und durch einen Draht und eine Eisenklemme über einen 1-MΩ-Widerstand im Inneren der Leitung geerdet ist. Der Zweck besteht darin, statische Elektrizität im menschlichen Körper jederzeit abzuleiten, zu verhindern, dass durch schnelle Entladung erzeugte Funken die LED beschädigen, und eine isolierende Funktion zu erfüllen. Das sogenannte kabellose Armband entlädt die vom menschlichen Körper getragene statische Ladung nicht wirklich.
3.1 Standardisierung der Trage- und Befestigungsmethoden von antistatischen Armbändern:
3.1.1 Die Edelstahlschale des Antistatikarmbandes sollte an der Innenseite des linken Handgelenks getragen werden, wo der Übergangswiderstand am geringsten ist.
3.1.2 Es sollte eng auf der Haut aufliegen, nicht locker sein und nicht durch Kleidung getrennt sein.
3.1.3 Die Krokodilklemme sollte den freiliegenden Teil des statischen Erdungskabels an der Wurzel festklemmen und sollte nicht mit den Vorderzähnen festgeklemmt werden.
3.1.4 Beim Gehen sollte der Bediener den Clip entfernen und die Verbindungsleitung für den mobilen Einsatz um das Handgelenk wickeln.
3.2 Das antistatische Armband sollte einmal am Morgen und am Nachmittag jeder Schicht getestet und aufgezeichnet werden. Die Dichtheit muss auf dem Test basieren. Wenn es fehlschlägt, muss es sofort angepasst oder ersetzt werden.
4 Andere
4.1 Der elektrische Lötkolben sollte ein antistatischer Niederspannungs-Konstanttemperatur-Lötkolben sein und gut geerdet sein.
4.2 Verwenden Sie einen Niederspannungs-Gleichstromschrauber mit Erdungskabel.
4.3 Für die Reinigung kleiner Mengen von Leiterplatten sollten antistatische Bürsten verwendet werden, gewöhnliche Kunststoffbürsten sollten nicht verwendet werden.
4.4 Bei Bedarf sollten antistatische Materialien für Decken und Wände verwendet werden. Gewöhnliche Gipskartonplatten und Wände mit Kalkfarbe sind ebenfalls zulässig, Kunststoffdecken und gewöhnliche Tapeten sowie Kunststofftapeten sind jedoch verboten.
4.5 Vermeiden Sie während des Betriebs, die Stifte der Leuchtröhre direkt zu berühren, und halten Sie beim Herausnehmen die Röhrenhalterung oder den Lampenkörper fest.
5 Überwachung und Maßnahmen zur Antistatik
5.1 Electrostatic tester: If conditions permit, consider adding a “handheld non-contact electrostatic tester” so that the static situation can be monitored in real time, but because it is too expensive, most companies dare not ask for it.
5.2 Überwachung und Aufzeichnung: Antistatische Maßnahmen müssen von einer eigens dafür zuständigen Person umgesetzt werden, und es muss ein System für ihre tatsächliche Umsetzung eingerichtet werden. Andernfalls sind alle Investitionen in die Hardware möglicherweise wirkungslos.
5.2.1 Personal: Die Leitung, Prüfung und Protokollierung sollte in Teilzeit von zwei Personen wahrgenommen werden.
5.2.2 Tests und Aufzeichnungen: Zusammenfassend sollten die folgenden Tests und Aufzeichnungen täglich durchgeführt werden.
a. Electrostatic test point – static ground, use a pointer multimeter to measure resistance
Electrostatic ground – equipment ground, use a pointer multimeter to measure resistance
b. Erdung des elektrischen Lötkolbenkopfes, Messung der Temperatur der Lötkolbenspitze, Verwendung eines Zeigermultimeters, Thermometers
c. Kleine Zinnofenerdung, Zinnofentemperaturmessung, Verwendung eines Zeigermultimeters, Thermometers
d. Messung der Erdung von Geräten mit einem Multimeter
e. Erdungstest für elektrostatische Armbänder. Verwenden Sie einen elektrostatischen Armbandtester.
f. Messung und Regelung der Innentemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit, Thermometer/Hygrometer
5.2.3. Überprüfen Sie die Kleidung des Personals im Antistatik-Arbeitsbereich und die Umsetzung verschiedener Antistatik-Vorschriften.
5.2.4. Wenn die Bedingungen es erlauben, verwenden Sie einen elektrostatischen Tester, um die elektrostatische Spannung unter verschiedenen Bedingungen am Arbeitsplatz und am Fließband zu messen. Die elektrostatische Spannung sollte im Allgemeinen unter 100 V und in Sonderfällen unter 25 V liegen.
5.3. Schulung und Bildung: Kenntnisse und Maßnahmen zur Antistatik sollten ein wichtiger Bestandteil der Schulung aller Mitarbeiter sein, damit jeder Mitarbeiter gute berufliche Gewohnheiten versteht und entwickelt. Plastikboxen, Leder, Karton, Glas und andere Abfälle, die anfällig für statische Elektrizität sind, dürfen nicht auf der antistatischen Sicherheitswerkbank gestapelt werden. Bediener und Personen, die die LED berühren müssen, sollten vor dem Berühren antistatische Armbänder und Handschuhe tragen.
5.4 Messung: Verwenden Sie den Widerstandsbereich des Zeigermultimeters, um den Widerstand zwischen jedem antistatischen Testpunkt und dem antistatischen Erdungskabel zu messen (5 bis 15 Ω). Idealerweise sollte er 0 Ω betragen, aber der tatsächlich gemessene Wert ist die Summe des Widerstands des 2 mm2-Kabels vom Testpunkt zum Summierungspunkt + des Widerstands des 6 mm2-Kabels vom Summierungspunkt zum Messpunkt. Dieser Wert beträgt etwa 5 bis 15 Ω und bleibt im Wesentlichen unverändert. Wenn das Messergebnis gegen unendlich tendiert, wird davon ausgegangen, dass das antistatische Erdungskabel oder die Messleitung einen Kabelbruch aufweist, der rechtzeitig repariert werden sollte.
Verweise:
[1] “Practical Handbook of Electrical and Electronic Engineering” edited by Liu Guangyuan, Electronic Industry Press.
[2] “LED Manufacturing Technology and Application” edited by Chen Yuandeng, Electronic Industry Press.
[3] “LED Drive Circuit Design and Application” edited by Zhou Zhimin, Zhou Jihai, Ji Aihua, People’s Posts and Telecommunications Press.