静電気は、製造から使用までいつでも LED を損傷する可能性があります。LED の製造および使用中に、静電気の放出を適切に処理する必要があります。SiC を基板とする LED チップの静電気防止人体モデルは 1100V 以上に達する可能性があるのに対し、サファイアを基板とする LED チップの静電気は 400~500V にしか達しないことが判明しました。このような低い静電気防止能力は、LED パッケージ メーカーやアプリケーション メーカーに大きな不便をもたらしました。LED チップが静電気によって損傷すると、表面に黒い斑点が形成され、これらの黒い斑点は発光しなくなります。したがって、チップの損傷の程度が異なり、その性能も異なります。表面に小さな損傷は見えないかもしれませんが、明るさがわずかに低下して減衰し、IR 値 (逆電流) が増加します。中程度の損傷を受けたチップの場合、管電圧降下が大幅に増加し(従来の2.8V-3.3Vから4.0V-5.5V以上に)、輝度が大幅に低下し(元の正常輝度の50%未満)、IRが増加し、LEDの寿命に重大な影響を及ぼし、使用中に徐々に機能を失い、最終的にはデッドライトを引き起こす可能性があります。したがって、工業生産において静電気を適切に防止できるかどうかは、製品の歩留まり、信頼性、さらには企業の経済的利益に直接影響するため、静電気防止の技術的対策が重要です。
研究データによると、1500Vを超える静電気は、すぐにLEDに重大な損傷を与えます。北方の秋冬シーズンでは、人体の静電気は1000V~1500V程度であるため、人体に直接接触するとLEDに損傷を与えやすくなります。例年と比較して、今年の冬は降水量が少なく、環境湿度が大幅に低下し、静電気の潜在的な危険性は北方に匹敵します。したがって、生産プロセスでは、環境、施設、オペレーターなどのリンクに関係なく、適切な予防措置を講じる必要があります。
- 生産環境での静電気放電を徹底する
作業台、はんだごて、足切断機、自動リフローはんだ付けなどの生産環境の設備、さらには工場全体が接地されています。接地体は一般的にアングル鋼と鋼管で作られています。腐食性土壌では亜鉛メッキ鋼を使用する必要があります。長さは2〜3mで、地面の垂直深さは2m以上です。接地線には1.5mm2以上25mm2未満の絶縁銅線を使用します。
- ワークショップの生産設備と周囲の環境が静電気防止要件を満たしていることを確認する
2.1 作業台は必ず静電気防止マットを使用し、接地してください。静電気防止ゴムの緑色の表面は静電気発生層で、抵抗が大きく、表面抵抗は100MΩ~100,000MΩです。バックル式で接続したり、専用の静電気防止リストバンド線(1MΩ抵抗器を含む)で接地したり、厚さ0.2mmの鉄板または銅箔を絶縁台に置き、1MΩ抵抗器を介して静電気アース線に溶接したり、静電気防止ゴムを平らにしたり(黒い面を下にして、導電シートに近づける)、1MΩ抵抗器は静電気放電経路も提供し、過速度放電や火花、絶縁を防止します。座席も真剣に受け止めるべきです。ほとんどの生産ラインでは普通のプラスチック製のスツールが使用されていますが、衣服との摩擦で静電気が発生しやすいです。条件が許せば、静電気防止椅子を使用し、1MΩ抵抗器を介して静電気アースに接続する必要があります。少なくともプラスチック製のスツールは帯電防止布で覆う必要があります。帯電防止床は帯電防止ゴムに似た複合構造で、下層は帯電防止アースに接続された導電層、上層は絶縁性の帯電防止発生層です。歩行時の摩擦で静電気が発生することはありません。敷設時には、導電層を絶縁マットで地面や建物の壁から分離し、落雷時に床が静電気を帯びないようにし、導電層を1MΩ20Wの抵抗器を介して帯電防止アースに接続して静電気シールドの役割を果たします。一般的に、電子工場では簡単な帯電防止床(絶縁性の帯電防止発生層のみ、ほとんどがコーティングまたは床接着剤)を使用しており、建物の地面に直接敷設されているため、コストが大幅に削減され、歩行による静電気の発生も防止できますが、雷によって発生する超高電圧の静電気誘導や強力な電磁誘導に対する保護は不十分です。
2.2 LED には静電気防止コンポーネント ボックスが必要です。
2.3 はんだごて、リード切断機、リフローはんだ付け機、その他の機器は接地する必要があります。
2.4 組立ライン(主にDIP後はんだ付け、テスト、組立などの工程)のPCBは、静電気や基板の傷を防ぐために、帯電防止スポンジパッドで覆う必要があります。工程間の輸送には、帯電防止基板保管・輸送車両またはカードボックス(表面抵抗が106Ω以下)を使用し、1MΩ抵抗を介して静電接地を適切に接続する必要があります。
2.5 周囲温度と湿度が静電気に与える影響:電子操作、特に SMT では、温度と湿度に対する要求が高く、温度は 18 ~ 28℃ で制御できます。高すぎても低すぎても、機器の正常な動作と精度に影響します。相対湿度は 50% ~ 85% の範囲にする必要があります。低すぎると、静電気が発生しやすくなります。機器が高すぎると結露しやすくなり、はんだペーストの水分量が増えるため、監視と制御を強化する必要があります。静電気防止については、秋冬に相対湿度が低い場合は、加湿器や濡れた布で拭く方法で解決できます。
2.6 イオンファンを設置する:ウェーブ炉の予熱部の温度は80〜120℃です。このような高温で乾燥した熱風の下では、静電気が発生しやすくなります。イオンファンは高圧で空気を正イオンと負イオンにイオン化し、大量の正イオンと負イオンを含んだ空気をファンで炉内に吹き込み、高温で熱風によってPCBや部品に発生した静電気を中和します。そのため、ウェーブ炉の入口にはイオンファンを設置する必要があります。イオンファンは、実際のニーズに応じて、静電気防止作業エリアの入口、開始点、またはコンベアベルトの上部に設置することもできます。
3 人間保護措置の実施を確保する
静電気防止服を着用してください。いわゆる静電気防止服は、特殊な合成繊維で織られた生地です。正しい着用方法は、内側にシャツや下着のみを着用し、外側に静電気防止服を着用することです。冬に内側に化学繊維やウールの服を何枚も着用し、外側に静電気防止服を着用してもあまり役に立ちません。静電気防止手袋は、静電気を防止し、手が製品に触れるのを防ぎ(絶縁)、汗の汚れが製品を汚染するのを防ぐという複数の役割を果たしており、必要です。静電気防止リストストラップは、手首にぴったりフィットするステンレススチール製のシェルで作られており、ライン内の1MΩ抵抗器を介してワイヤーと鉄のクランプで接地されています。その目的は、人体に帯電した静電気をいつでも放電し、急速放電によって発生した火花がLEDを損傷するのを防ぎ、絶縁の役割を果たすことです。いわゆるワイヤレスブレスレットは、実際には人体が帯びている静電気を放電するものではありません。
3.1 静電気防止リストストラップの着用方法と締め付け方法を標準化する。
3.1.1 静電気防止リストストラップのステンレススチールシェルは、接触抵抗が最も小さい左手首の内側に装着する必要があります。
3.1.2 皮膚に密着し、緩んではならず、衣服によって分離されてはなりません。
3.1.3 ワニ口クリップは、静的アース線の露出部分を根元で挟み、前歯で挟まないでください。
3.1.4 歩行時はクリップを外し、移動用に接続ラインを手首に巻き付ける必要があります。
3.2 静電気防止リストストラップは、各シフトの午前と午後に 1 回ずつテストして記録する必要があります。締め付け具合はテストに基づいて判断します。不合格の場合は、すぐに調整または交換する必要があります。
4 その他
4.1 電気はんだごては、静電気防止の低電圧定温はんだごてを使用し、十分に接地されている必要があります。
4.2 アース線付きの低電圧 DC 電動ドライバーを使用します。
4.3 PCB の小ロット洗浄には静電気防止ブラシを使用し、通常のプラスチックブラシは使用しないでください。
4.4 天井や壁には必要に応じて帯電防止材を使用してください。通常の石膏ボードや石灰塗装壁も使用できますが、プラスチック製の天井や通常の壁紙、プラスチック製の壁紙は禁止されています。
4.5 操作中は発光管のピンに直接触れないようにし、取り出すときは発光管ホルダーまたはランプ本体を持ってください。
5 静電気防止のための監視と対策
5.1 静電気試験装置:条件が許せば、「ハンドヘルド非接触静電気試験装置」を追加して、静電気の状況をリアルタイムで監視することを検討しますが、高価すぎるため、ほとんどの企業はそれを要求しません。
5.2 監視と記録: 静電気防止対策は専任の担当者が実施し、確実に実施するためのシステムを構築する必要があります。そうしないと、すべてのハードウェア投資が実用的な役割を果たさない可能性があります。
5.2.1 人員: パートタイムの管理、テスト、記録を担当する人が 2 人必要です。
5.2.2 テストと記録: 要約すると、次のテストと記録は毎日完了する必要があります。
a. 静電気テストポイント - 静的接地、ポインターマルチメーターを使用して抵抗を測定します
静電接地 - 機器接地、ポインターマルチメーターを使用して抵抗を測定する
b. 電気はんだごてのヘッドの接地、はんだごての先端の温度測定、ポインターマルチメーター、温度計の使用
c. 小型錫炉の接地、錫炉の温度測定、ポインターマルチメーター、温度計の使用
d. 機器の接地測定にはマルチメーターを使用する
e. 静電リストストラップ接地テスト、静電リストバンドテスターを使用する
f. 室内温度、相対湿度の測定と制御、温度計/湿度計
5.2.3. 静電気防止作業エリアのスタッフの服装と各種静電気防止規則の実施状況を確認します。
5.2.4. 条件が許せば、作業現場や組立ラインのさまざまな条件下で静電電圧を静電試験器で測定します。静電電圧は通常 100V 未満、特殊な場合には 25V 未満である必要があります。
5.3. トレーニングとリテラシー: 静電気防止に関する知識と対策は、全従業員のトレーニングの重要な部分として取り入れ、すべての従業員が理解し、良好な職業習慣を身に付けられるようにする必要があります。プラスチック製の箱、革、段ボール、ガラス、その他の静電気が発生しやすいゴミは、静電気防止安全作業台に積み重ねないでください。オペレーターと LED に触れる必要がある人は、LED に触れる前に静電気防止リストストラップと手袋を着用する必要があります。
5.4 測定:ポインターマルチメーターの抵抗範囲を使用して、各静電気防止テストポイントと静電気防止アース線の間の抵抗を測定します(5〜15Ω)。理想的には0Ωである必要がありますが、実際の測定値は、テストポイントから加算ポイントまでの2mm2ワイヤの抵抗+加算ポイントから測定ポイントまでの6mm2ワイヤの抵抗の合計です。この値は約5〜15Ωで、基本的に変化しません。測定結果が無限大に近づく場合は、静電気防止アース線または測定ラインに断線があると考えられますので、適時に修理する必要があります。
参考文献:
[1] 劉光元編著『電気電子工学実用ハンドブック』電子工業出版社。
[2] 陳元登編著「LED製造技術と応用」電子工業出版社。
[3] 「LED駆動回路の設計と応用」周志民、周継海、季愛華編、人民郵電出版社。