Jaký typ sáčků zvolit pro balení elektrostaticky citlivých součástek

E-booky zdarma	Školení v oblasti antistatiky	ESD inspekce

Výběr ESD sáčku

Pro balení součástek citlivých na elektrostatický výboj rozlišujeme několik typů sáčků, které se liší nejen svým materiálem, ale především svými vlastnostmi. Populární desky plošných spojů (DPS) jsou typicky chráněny před ESD při skladování nebo přepravě, a to právě ESD ochrannými sáčky. "95% ESD kontrolních programů používá stínicí sáčky", tvrdí Jim McKeon z firmy Desco / Charleswater, "protože zvyšují důvěru programů a činí program spolehlivější".

Na trhu existuje několik typů ESD sáčků, od růžového polyesteru až po metalizovanou vakuovou bariéru proti vlhosti (MBV). Který sáček je pro danou práci správný? Jaký typ ochrany potřebuje vaše elektronická deska nebo zařízení? Proč je tolik možností ESD sáčků?

Historie ESD sáčků

Vývoj ESD balicích sáčků a návrhu obalového materiálu byl kompromisem mezi různými žádanými faktory. V ideálním případě uživatelelé hledají materiály na ESD sáčky, které kombinují nízké náklady s nesčetnými vlastnostmi, jako jsou:

• vysoká účinnost ESD stínění,
• trvalé antistatické vlastnosti, 
• výkon nezávislý na vlhkosti,
• odstranění kontaminace a korozivosti baleného obsahu,
• vynikající vlastnosti bariéry proti vlhkosti,
• tepelná těsnost a průhlednost fólie, aj.

Tradičně jsou statické stínící sáčky vyrobeny nanášením tenkého kovového povlaku, jako je hliník, na antistatický polyesterový filmový podklad. Metalizovaná vrstva chrání zařízení v sáčku od elektrostatického pole, zatímco izolační vrstva zabraňuje přímému kontaktu s potenciálním ESD nebezpečím. Na opačném konci nabídky jsou jednoduché obaly, které jsou průhledné nebo růžové, označované jako antistatické či disipativní, což je jejich jediná vlastnosti.

V minulých letech vyvinuli výrobci řadu nových staticky disipativních materiálů, které minimalizují triboelektrický efekt a a současně nabízejí lepší odolnost proti propíchnutí a vyšší trvanlivost. Delší životnost je obzvláště atraktivní vlastností většiny ESD sáčků, do kterých se vkládají předměty s ostrými hranami nebo osazenými deskami plošných spojů, neboť se minimalizuje nebezpečí perforace pytlů.

Typy ESD sáčků

Podívejme se na aktuální technologie ESD sáčků. V podstatě existují tři typy nebo kategorie: antistatické sáčky, disipativní sáčky a sáčky s kovovou vrstvou. Poslední dvě jmenované kategorie jsou obvykle špičkovými nabídkami výrobců ESD sáčků a nabízejí tři kombinované vlastnosti ochrany:

1. antistatiká
2. disipativní
3. stínicí

A. Antistatické sáčky

Antistatické sáčky jsou typicky potaženy topickým antistatickým prostředkem, který napomáhá minimalizaci tvorby statické nerovnováhy vznikající triboelektrickým efektem nebo kontaktem a separací. Některé antistatické sáčky jsou vyrobeny z antistatických vrstev zabudovaných do filmu. Jsou obvykle spolehlivější a čistší. Dobrý sáček má antistatické vlastnosti na vnitřní i vnější straně fólie.

B. Disipativní sáčky

Sáčky s povrchovým odporem filmu v disipativním rozmezí jsou preferovanější, neboť se náboj rozptyluje napříč celému povrchu regulovanou rychlostí. Většina disipativních sáčků má také antistatické vlastnosti. Jedná se o dobré sáčky pro všeobecné použití, musí však být využívány v nekritickém prostředí, ideálně pouze v rámci jednoho EPA prostoru.

C. Kovové stínící sáčky

Metalizované stínící sáčky mají kovovou fólii zabudovanou do konstrukce vakuového filmu nebo potaženou na existující vrstvy. Tento kovový film působí jako elektrický štít proti elektrickým výbojům z vnější strany sáčku. V závislosti na energii, době trvání výboje a tloušťce kovové fólie se ESD událost rozšiřuje po vnějším povrchu kovového filmu a pokud je sáček plně uzavřen, tedy je zcela utěsněn, pak nabíjecí proud z ESD události zcela zůstane na vnější straně kovového filmu. Vzniká tak oblast, která neobsahuje žádné elektrostatické pole uvnitř sáčků a chrání tak obsah uvnitř. Tento účinek je známý jako efekt Faradayovy klece a běžně se používá při kontrole ESD pomocí metalizovaných stínících sáčků, vodivých sáčků a vodivých boxů s krytem.

Existují dva běžné typy kovových stínících sáčků, které se liší konstrukcí - sáčky s vnitřním a sáčky s vnějším pokovením. Oba typy poskytují podobné statické stínění s malými měřitelnými rozdíly ve většině současných zkušebních metod.

Sáčky s vnějším pokovením (metal-out) vyžadují složitější výrobní postup, proto je jejich cena v porovnání se svým protějškem vyšší.  Hlavní problém souvisí s blízkostí kovové vrstvy k vnějšímu povrchu. Poškrábání této vrstvy může způsobit jejich nižší efektivitu. 

Sáčky s vnitřím pokovením (metal-in) jsou jednodušší na výrobu, proto je jejich cena obvykle nižší. Výhodou je delší životnost a spolehlivější ochrana před poškrábáním. Pokud je však důležitá citlivost rf pole, rychlé vybíjení elektrostatické události na vysoce vodivé vnější vrstvě kovového sáčku může způsobit vyšší vyzařované pole. To může vyvolat obavy o předměty uvnitř sáčku nebo v blízkosti sáčku.

D. Sáčky s ochranou proti vlhkosti (MVB)

Ochranné sáčky s bariérou proti vlhkosti jsou speciální podskupinou kovových stínících sáčků, protože mají vlastnosti EMI-RFI-ESD stínění. To je dosahováno hlavně použitím mnohem silnější vrstvy kovu (asi 10x tlustší než u standardních metalizovaných sáčků), která v porovnání s klasickými stínícími sáčky zabraňuje rychlosti přenostu vlhkosti (MVTR) až více než dvacetkrát.

Obecně platí, že pokud ukládáte ESDS zařízení po delší dobu (6 měsíců nebo déle) nebo pokud je zařízení citlivé na korozi, měli byste tyto materiály buď uložit do sáčku s bariérou proti vlhkosti (MVB) s vysoušecím sáčkem absorbujícím všechnu utěsněnou vlhkost, nebo skladovat zařízení ve stínícím sáčku s vnitřní kovovou vrstvou (metal-in) s vysoušecím sáčkem. Rozdíl mezi MVB filmem a vnitřním pokovením je asi 1 magnituda v rychlosti přenosu vlhkosti (gramy vody / 100 in² / 24 hodin při 100 oF). Zařízení ESDS citlivá na vlhkosti by měla být vždy zabalena v MVB sáčcích.

V obou případech musí být sáčky dobře utěsněny tak, aby správně udržovaly vhkost.

Kontrola ESD sáčků

ESD sáčky by měly být před opakovaným používáním kontrolovány interním plánem statistického vzorkování, protože mají obvykle konečnou životnost. Pokud je program ESD ochrany vytyčen velmi dobře a je extrémně disciplinovaný, můžete dosáhnout toho, že hrozba ESD událostí téměř zmizí jak v manipulačním, tak v transportním procesu.

Většina ESD programů používá stínící sáčky, protože zvyšují úroveň důvěry a zjednodušují manipulaci. Stíněné sáčky slouží dvěma účelům, které brání tomu, aby součásti citlivé na ESD byly nabíjeny indukčním polem, a minimalizují poškození z přímého kontaktu s ESD událostí. Některé vysoce kvalitní fólie vydrží až 30 kV výboj.

Porovnání ESD sáčků

Výše uvedená tabulka byla vytvořena pomocí souboru pokusů provedených společností Lucent Technologies. Napětí udává úroveň, při které bylo zařízení poškozeno přímým vybitím do sáčku. Ukazuje se, že metalizované stínící sáčky jsou při prvním použití nejbezpečnější, ale při opakovaném použití se jejich úroveň degraduje na úroveň ESD ochrany poskytované např. antistatickou bublinkovou fólií.

Poznámka: bublinková fólie využívá vzduchovou mezeru (odstup) a dielektrikum vzduchu jako ochranný prostředek pro zadržení škodlivého ESD. Pro ESD z elektrody o průměru 10 cm je délka jiskřiště asi 0,12 palce na každý 10 kV špičkového napětí při 760 mmHg a 25 oC, která vzduchová mezera musí být mnohem větší, než jiskřiště, aby byla zajištěna přiměřená ochrana proti ESD.

Jaký typ sáčků zvolit?

Obecně platí, že antistatické, disipativní a vodivé sáčky jsou vhodné pro manipulaci a skladování sáčků pouze v rámci jednoho EPA prostoru. V okamžiku, kdy zařízení opouští EPA prostor, mělo by být chráněno uvnitř stínícího sáčku.

Předmět neopustí EPA prostor či jiné nekritické prostředí?

• Vhodné jsou antistatické, disipativní a vodivé sáčky.

Předmět opouští EPA prostor či jiné nekritické prostředí?

• Vhodné jsou stínící sáčky s vnější (metal-out) či vnitřní (metal-in) kovovou vrstvou.

Předmět je citlivý na vlhkost nebo bude dlouhodobě uskladněn (více než 6 měsíců)?

• Vhodné jsou stínící sáčky s bariérou proti vlhkosti (MVB) v kombinaci s vysoušecími sáčky.

Kategorie produktů

	Antistatické a disipativní sáčky
	Vodivé sáčky
	Sáčky s kovovou stínící vrstvou (metal-in a metal-out)
	Sáčky s bariérou proti vlhkosti (MVB)
	Bublinkové antistatické a stínící sáčky
	Vysoušecí sáčky pro absorpci vlhkosti
	Indikátory vlhkosti