Szczoteczki antystatyczne

Produkty elektroniczne, takie jak płytki PCB, są powszechnie stosowane w wielu urządzeniach elektronicznych, w tym w urządzeniach przemysłowych, komputerach i innych. Jak można się spodziewać, z czasem następuje pogorszenie stanu tych urządzeń elektronicznych, szczególnie w wyniku kontaktu z kurzem, brudem i wodą. Te zanieczyszczenia mogą gromadzić się do punktu, w którym należy podjąć działania w celu zapobieżenia nieodwracalnym uszkodzeniom urządzenia. Na szczęście istnieje kilka kroków zapobiegawczych, które można podjąć, aby dbać o swoje urządzenia elektroniczne. Jednym z tych działań, o których powiemy w tym artykule, jest użycie narzędzi czyszczących, takich jak szczotka ESD, w celu złagodzenia degradacji komponentów i uszkodzeń ESD.

Czym jest szczoteczka ESD?

W obszarze chronionym elektrostatycznie (EPA) zwykle można spotkać się z czyszczeniem produktów za pomocą szczotki lub przedmuchiwaniem za pomocą sprężonego gazu. Czym więc różni się szczoteczka ESD od zwykłej szczotki do czyszczenia?

Szczotka ESD to rodzaj szczotki, która została opracowana specjalnie do stosowania w środowiskach kontroli statycznej, spełniających międzynarodową normę IEC-61340-1-5. Zostały one stworzone z myślą o specyficznych potrzebach przemysłu elektronicznego, gdzie ładunki elektrostatyczne lub ich nagromadzenie są szkodliwe dla procesu produkcji. Ich właściwości ESD-safe odróżniają je od szczotek non-ESD-safe, które nie powinny być używane do elektroniki wrażliwej na ładunki elektrostatyczne, aby uniknąć ewentualnych uszkodzeń ESD. Są one zazwyczaj wykonane z włosia końskiego lub nylonowego z drewnianą lub przewodzącą polipropylenową rączką.

Szczoteczki ESD powinny być używane do czyszczenia, odkurzania lub usuwania cząstek kurzu lub pozostałości lutu z delikatnych elementów elektronicznych, takich jak układy scalone i płytki drukowane, bez generowania ładunków statycznych. Dzięki temu są one niezbędnym elementem w obszarze kontrolowanym statycznie.

Dlaczego powinno się używać szczoteczki antystatycznej?

Nagromadzenie kurzu, brudu lub lutu jest jednym z najczęstszych zjawisk występujących wokół komponentu elektrycznego. Ładunki elektryczne mogą gromadzić się na każdym etapie produkcji elektroniki, od produkcji, obsługi i montażu urządzenia do testowania i wreszcie wysyłki produktu. Bez zastosowania środków bezpieczeństwa, ładunki te mogą spowodować uszkodzenie wrażliwych na wyładowania elektrostatyczne komponentów. Dlatego produkty do kontroli ESD, takie jak szczoteczki antystatyczne, są niezbędne w branżach, które zajmują się elektroniką.

Delikatne użycie małej szczotki o miękkim włosiu, takiej jak drewniana szczotka z włosia końskiego lub szczotka przewodząca, może bezpiecznie usunąć zanieczyszczenia bez wpływu na komponenty lub ich właściwości elektryczne. Używanie szczoteczki antystatyczne do czyszczenia komponentów lub urządzeń pomagają zapewnić, że nie ulegną one uszkodzeniu z powodu wyładowania elektrostatycznego. Szczotki te pomagają zachować jakość, niezawodność i funkcjonalność urządzeń elektronicznych. Istnieją oczywiście ograniczenia co do tego, jak daleko może sięgnąć nawet najmniejsza szczotka, na przykład pod komponentem. Mimo to, użycie szczotki antystatycznej jest bardzo skuteczne w zmniejszaniu prawdopodobieństwa nieprawidłowego działania urządzeń.

Szczotki antystatyczne są również niezbędnym narzędziem do stosowania przed procesem lutowania, pomagając w usprawnieniu operacji lutowania. Użycie szczoteczki antystatycznej przed lutowaniem może pomóc w usunięciu wszelkich małych cząstek lub innych zanieczyszczeń z komponentu elektronicznego. Dzięki temu nie tylko ułatwiają proces lutowania na częściach elektronicznych, ale także pomagają w utrzymaniu czystości (tj. nadmiar topnika i lutu na punktach lutowniczych elektroniki).

Co się dzieje, gdy komponenty nie są czyszczone?

Bez czyszczenia lub usuwania zanieczyszczeń, takich jak resztki lub kurz z urządzeń elektronicznych, mogą one ulec degradacji, a zatem nie działać prawidłowo. Kluczowe jest, aby urządzenia były regularnie czyszczone za pomocą szczoteczki antystatycznej, aby zapobiec uszkodzeniom i zwiększyć trwałość.

Dla przykładu wyobraźmy sobie zasilacz komputerowy. Jeśli kurz gromadził się przez dłuższy czas wewnątrz jednostki i nie podjęto żadnych działań czyszczących, kurz może wpłynąć na wydajność komputera na dwa sposoby. Po pierwsze: komponenty komputera będą zatrzymywać ciepło. Dwa: utrudnia wewnętrznym wentylatorom odprowadzanie ciepła z systemu. W związku z tym wydajność komputera ulega zmniejszeniu.

Używanie szczoteczek w strefie EPA

Za wszelką cenę należy unikać używania zwykłych szczotek do czyszczenia elementów elektronicznych (tj. płytek drukowanych lub układów scalonych). Powodem jest to, że zwykła szczotka składa się z materiałów izolacyjnych o wysokim ładunku, takich jak plastik, które mogą generować znaczną ilość ładunków elektrostatycznych. Podczas przeciągania szczotką po elemencie płytki następuje ładowanie trójskładnikowe spowodowane kontaktem i rozdzieleniem włosia szczotki na elemencie. Ten ładunek elektrostatyczny może rozładować się na produkcie, powodując nieodwracalne uszkodzenia. Często uszkodzenia te nie są wykrywane aż do momentu wysłania produktu do klienta - zwłaszcza jeśli są to uszkodzenia ukryte. Stanowi to utrudnienie dla producenta, ponieważ spada jakość produkcji i rośną koszty (zazwyczaj poprzez serwis gwarancyjny).

Często można spotkać się z błędnym przekonaniem, że do czyszczenia elementów można używać zwykłej szczotki, o ile operator jest w pełni uziemiony przez system uziemienia. Należy zauważyć, że nawet jeśli operator jest w pełni uziemiony, ładunek elektrostatyczny pozostanie na włóknach i rękojeści szczotki. Dlatego też stanowi zagrożenie dla wrażliwego na ładunki elektrostatyczne produktu. Ponieważ szczotki są używane w bliskim kontakcie z krytycznymi produktami elektrycznymi, najważniejsze jest użycie szczotki przewodzącej i/lub rozpraszającej ładunki elektrostatyczne.

Każde bezpieczne pod względem ESD środowisko pracy skorzysta z posiadania szczotek ESD jako części systemu zabezpieczeń antystatycznych. Jakie są więc podstawowe cechy szczotki przewodzącej? Jak w przypadku każdego narzędzia ręcznego używanego w obszarze chronionym elektrostatycznie (EPA), uchwyt narzędzia nie może być wykonany z materiału izolacyjnego. Dzieje się tak dlatego, że materiał ten uniemożliwia przejście ładunku do ręki uziemionego operatora. Wszelkie ładunki statyczne obecne na narzędziu mogą rozładować się na produkcie i spowodować uszkodzenie wrażliwego na ładunki elektrostatyczne urządzenia. W przemyśle elektronicznym zdarzały się przypadki awarii produktów. Na przykład, gdy operator po lutowaniu szczotkował płytkę drukowaną izolacyjną nylonową szczotką. Jakich więc materiałów należy szukać przy wyborze szczotki do zastosowania na komponentach?

Po pierwsze, wszystkie części szczotki muszą być przewodzące lub rozpraszające ładunki. Dotyczy to zarówno włosia, jak i rączki. Rączki szczotki przewodzącej są na stałe połączone ze statycznie rozpraszającym włosiem. Ma to na celu umożliwienie szybkiego i kontrolowanego rozładowania ładunku przez uziemioną rękę operatora. Powszechnie stosowane materiały do tworzenia rękojeści szczotki to silnie przewodzący polipropylen, aluminium, stal ocynkowana i neutralne statycznie drewno. Jeśli chodzi o włosie, to zazwyczaj pochodzi ono z włosia zwierzęcego (np. końskiego) lub przewodzących włókien nylonowych, aby umożliwić rozpraszanie ładunków elektrostatycznych.

Szczotka jako całość powinna skutecznie rozpraszać ładunki statyczne, dzięki czemu elementy elektroniczne nie zostaną uszkodzone. Najlepiej, aby włosie na szczotce było twarde, ponieważ to właśnie ono najlepiej nadaje się do czyszczenia urządzeń elektronicznych. Idealnie jest również wybrać szczoteczkę antystatyczną z ergonomicznymi uchwytami, tak aby osoby czyszczące elementy elektroniczne mogły wygodnie z niej korzystać przez dłuższy czas.

Typy szczoteczek do czyszczenia elektroniki

Twój wybór szczotki do czyszczenia elektroniki może wpłynąć na to, jak dobrze czyszczony jest dany element. Ponieważ wiele komponentów, takich jak tranzystory i obwody, jest coraz mniejszych ze względu na postęp technologiczny, ważne jest, aby wybrać szczotkę, która ma miękkie włosie i ma zdolność docierania do małych szczelin. Pozwoli to na skuteczne usunięcie wszelkich uporczywych zabrudzeń, otarć i innych pozostałości.

Istnieją różne rodzaje szczotek do różnych zastosowań. Istnieją szczotki przewodzące i rozpraszające ładunki elektrostatyczne. Są szczotki z włosiem z koziej, wieprzowej i końskiej sierści. Są też szczotki zaprojektowane specjalnie do pomieszczeń czystych.

Szczotki do czyszczenia elektroniki o właściwościach przewodzących i rozpraszających ładunki elektrostatyczne są bezpieczne do stosowania w suchym środowisku. Przewodzące uchwyty mają typową rezystywność powierzchniową pomiędzy 10^(4) a 10^(6), natomiast rozpraszające włókna włosia mają typową rezystywność powierzchniową pomiędzy 10^(6) a 10^(8). Można ich używać przy próbach eliminacji gromadzenia się ładunków elektrostatycznych z powierzchni roboczej. Zazwyczaj są one używane w połączeniu z paskiem na nadgarstek lub jakimś innym środkiem, który oferuje uziemienie operatora.

Szczotki do czyszczenia elektroniki mogą być używane w wielu ustawieniach. Modele bezpieczne ESD są używane do usuwania wszelkich istniejących ładunków statycznych i czyszczenia wielu różnych typów elementów elektronicznych. Usuwanie topnika jest ważne, aby zapobiec zwarciu izolacji niskiego napięcia. Użycie szczotki ESD może pomóc bezpiecznie i dokładnie usunąć pozostałości po zakończeniu procesu lutowania. Elektronika jest mniej podatna na uszkodzenia, jeśli jest wolna od brudu i kurzu. Utrzymywanie ich w czystości pomaga przedłużyć ich żywotność. Dobre szczotki do czyszczenia elektroniki pomagają usunąć małe cząstki i inne zanieczyszczenia z elementów elektronicznych przed przystąpieniem do lutowania. Jakikolwiek tłuszcz lub brud pozostawiony na metalu może negatywnie wpłynąć na proces lutowania. Użycie szczotki ESD-safe może pomóc w dokładnym wyczyszczeniu mat antystatycznych i innych obszarów na stanowisku pracy.