Руководство по материалам электростатически разрядной коробки

Если электронные компоненты хранятся, транспортируются и/или обрабатываются в условиях электростатической защиты (ESD), они могут получить скрытые повреждения от малейшего электростатического разряда, что приведет либо к отказу в работе изделия, либо, в некоторых случаях, к полной его непригодности. Выбор материала ESD-коробки становится в этом случае не просто упаковочным решением, а решением для контроля качества. Производители, дистрибьюторы, ремонтные центры и заводы по сборке электроники получат помощь в защите хрупких электронных компонентов от (а) воздействия статического электричества, (б) повреждений от ударов и (в) загрязнения окружающей среды благодаря выбору материала ESD-коробки.

ESD-боксы обычно называют антистатическими, проводящими или боксами для хранения электронных компонентов с защитой от статического разряда (ESD). Назначение ESD-бокса — герметизировать, контролировать и рассеивать или иным образом экранировать электростатический заряд от чувствительного к статическому электричеству устройства. Различные типы ESD коробки предлагают разные уровни защиты, причем уровень производительности зависит от сырья, поверхностного сопротивления, долговечности, структуры и применения. Если вы понимаете эти аспекты, выбор подходящей ESD-упаковки для микросхем, печатных плат (PCB), датчиков, реле, разъемов и других чувствительных к статическому электричеству устройств станет проще.

Что такое антистатический бокс?

Основным материалом, используемым для изготовления контейнеров для хранения и транспортировки, защищающих от электростатического разряда (ЭСР), является Материал ESD-коробки. Материалы ESD-коробок включают конструкционные пластики или специально обработанные полимеры, которые предотвращают накопление статического заряда, безопасно рассеивают статическое электричество и обеспечивают защиту от внешних электростатических полей.

Проводящий полипропилен, антистатический полипропилен, проводящий полиэтилен, антистатический пластик и проводящий гофрированный пластик — одни из наиболее типичных материалов, используемых для ESD-коробок. Кроме того, в некоторых случаях для обеспечения полной защиты упаковываемого в коробку и отправляемого или транспортируемого изделия могут использоваться антистатические вкладыши из пены для ESD-коробок, проводящие лотки или экранирующие пакеты.

Выбор материала должен основываться на характеристиках и природе хранимых компонентов (т. е. насколько они чувствительны), а также на условиях окружающей среды и обращения с ними. Например: Использование проводящих ESD/антистатических контейнеров для хранения на предприятии по производству полупроводников может потребовать более строгих мер контроля поверхностного сопротивления, чем, например, использование ESD/антистатических контейнеров для хранения в обычном складском помещении, где преимущественно хранятся стандартные электронные запасные части.

Почему материал ESD-бокса имеет значение для защиты электроники

Хотя электростатический разряд может быть невидимым, он может повредить электронные компоненты и привести к расходам, если какое-либо повреждение обнаружится позже после воздействия ЭСР. Иногда компонент может пройти проверку после воздействия ЭСР, но работать некорректно в полевых условиях, что приводит к гарантийным претензиям, задержкам производства и жалобам клиентов. Поэтому контроль ЭСР включен в системы обеспечения надежности процессов многих профессиональных производителей электроники.

ESD-боксы могут быть изготовлены из множества различных материалов, и материал, используемый для создания ESD-бокса, определит, способен ли бокс предотвращать накопление статического электричества, минимизировать риск разряда статического электричества и обеспечивать защиту электронных компонентов во время транспортировки. Стандартные пластиковые ящики склонны создавать статическое электричество из-за трения друг о друга, особенно в сухом климате. ESD-боксы изготавливаются таким образом, чтобы контролировать поверхностное сопротивление объектов, контактирующих с ними, чтобы любой заряд на поверхности мог рассеиваться контролируемым образом.

Выбор материала — еще один аспект, который потенциальным покупателям следует учитывать. Дешевый ESD-бокс может выглядеть изначальнo нормально, однако, если он треснет, потеряет свои ESD-свойства или не сможет выдерживать многократное использование в промышленных условиях, затраты на замену и риск для продукции будут выше, чем при использовании надежного материала для ESD-бокса, который обеспечит стабильную защиту, хорошую механическую прочность и будет продолжать работать одинаково с течением времени.

Распространенные типы материалов ESD-боксов

Проводящий полипропилен

ESD хранилище или ESD упаковка коробки обычно используется проводящий полипропилен, который является материалом, используемым в упаковочных коробках для электростатической защиты, благодаря его легкому весу, долговечности и химической стойкости, что позволяет использовать его при многократном обращении в заводских или складских условиях. Проводящие свойства проводящего полипропилена обусловлены проводящими добавками, которые смешиваются с пластиком для образования контролируемого электрического пути, чтобы статические заряды могли быстро разряжаться.

Кондуктивные ящики, оборотные ящики, штабелируемые ESD-контейнеры и ящики для хранения электронных компонентов часто изготавливаются из этого материала. Это также эффективный вариант для фабрики, требующей прочной и многоразовой упаковки, а также надежной ESD-защиты.

Статически рассеивающий пластик

Статически-рассеивающие пластики могут разряжать электростатический заряд медленнее и безопаснее, чем высокопроводящие материалы. Контролируемое рассеивание зарядов за счет использования статически-рассеивающих пластиков помогает предотвратить внезапные разряды. Статически-рассеивающие пластики часто используются в ситуациях, где компоненты нуждаются в защите от статического электричества без возможности быстрого разряда.

Коробки, способные поглощать электронные разряды, имеют несколько применений, например, в сборке электроники, зонах хранения, совместимых с чистыми помещениями, а также при прецизионной сборке/обращении с компонентами. Заказчики выбирают этот материал, когда им требуется баланс между безопасностью от электростатического разряда, чистотой и защитой продукта.

Антистатический полипропилен

Назначение антистатического полипропилена — минимизировать накопление статического заряда на самом материале. Он может использоваться в большинстве областей, контролируемых ESD, с умеренным уровнем риска. Многие электронные аксессуары, мелкие детали, инструменты или некритичные компоненты обычно упаковываются в антистатические коробки.

Влажность и обработка поверхности могут влиять на антистатическую эффективность. Вместо стандартных полимерных материалов для дорогостоящих и высокочувствительных компонентов рекомендуются проводящие или статически рассеивающие материалы.

Проводящий гофрированный пластик

Упаковочные решения ESD созданы с использованием проводящего гофрированного пластика в качестве основного материала. Многие из этих видов упаковки представляют собой большие коробки из проводящего гофрированного пластика, перегородки или индивидуальную упаковку для защиты от статического электричества. Упаковка из проводящего гофрированного пластика, как правило, легче, чем аналогичные упаковочные материалы из твердого пластика, и позволяет модифицировать упаковку для различных размеров и конструкций. Проводящий гофрированный пластик часто используется для транспортировки печатных плат, модулей и компонентов ESD, которые требуют разделения во время транспортировки.

Проводящие гофрированные ящики обеспечивают ряд преимуществ: легкий вес, гибкий дизайн и хорошие возможности для повторного использования. Для компаний, которые отправляют продукцию от одной рабочей станции или фабрики к другой, проводящие гофрированные ящики обеспечивают как организацию, так и защиту от статического электричества.

ESD-пена и вставки

Обычно, когда речь заходит о материалах, из которых изготавливаются коробки, о пенопласте не задумываются, однако антистатический пенопласт часто используется внутри антистатических коробок, поскольку обладает множеством преимуществ. Проводящий или антистатический пенопласт обеспечивает надежную фиксацию компонентов, предотвращает их смещение внутри коробки и служит дополнительной амортизацией при транспортировке. Использование ESD-пены в сочетании с ESD-коробкой помогает минимизировать как механические, так и электростатические риски для компонентов с хрупкими выводами (ИС) или прецизионными разъемами.

Проводящий, рассеивающий и антистатический: в чем разница?

Покупатели часто используют термины «проводящий», «рассеивающий» и «антистатический» как синонимы; однако каждый из этих терминов имеет очень разный уровень контроля ЭСП. Понимание этих определений поможет вам избежать покупки неправильного продукта.

Электрическое сопротивление проводящих материалов намного ниже обычного, и поэтому они могут очень быстро перемещать заряды при проведении электричества. Проводящие материалы обычно используются, когда требуется быстрая разрядка электричества (или передача заряда). Материалы, рассеивающие статическое электричество, обладают умеренным сопротивлением и обеспечивают контролируемый отвод электрического заряда. Антистатические материалы обычно препятствуют накоплению заряда; однако антистатические материалы не обеспечивают такой же уровень защиты от поражения электрическим током, как проводящие материалы или материалы, рассеивающие статическое электричество.

Поверхностное сопротивление является важной характеристикой в профессиональном контроле электростатического разряда (ЭСР). В то время как различные отрасли промышленности и стандарты диктуют свои конкретные требования, когда дело доходит до запроса данных о поверхностном сопротивлении или методов испытаний, связанных с производительностью ЭСР, покупатели всегда должны уточнять у поставщика, (а) гарантируется ли пожизненная устойчивость к электростатическому разряду, или (б) зависит ли производительность ЭСР от покрытия или условий окружающей среды продукта.

Как выбрать лучший материал для ESD-коробки

Какой тип материала идеально подходит для хранения, будет зависеть от применения коробки, а также от хранимого объекта, наряду со степенью необходимой защиты от электростатического разряда. Особо чувствительные электронные компоненты (примеры: полупроводниковые приборы, микросхемы и печатные платы) обычно лучше всего защищены проводящими или статически диссипативными коробками, в то время как большинство электронных аксессуаров, как правило, требуют только антистатические коробки для хранения.

Долговечность — еще один важный аспект. Коробка должна выдерживать ежедневное производственное использование, а также возможную штабелировку на складах или перемещение между отделами. Следовательно, материал должен противостоять ударам, деформации и износу. ESD-коробки из полипропилена обладают хорошими показателями долговечности; например, они отличаются прочностью, низким удельным весом и хорошей химической стойкостью.

При покупке ESD-коробок покупатели также захотят учесть размер коробки, конструкцию крышки, возможность их штабелирования, наличие опций перегородок и совместимость ESD-коробок с вашими автоматизированными системами обработки. ESD-коробки будут иметь гораздо большую ценность для вашего рабочего процесса, если они естественно впишутся в ваши процессы. Например, использование штабелируемых ESD хранение коробки может сократить занимаемое вами место на складе, а коробки с разделителями помогут предотвратить смешивание или повреждение ваших компонентов.

Условия в вашем окружении также повлияют на работу вашей защиты от электростатического разряда. Например, при низкой влажности статическое электричество будет более вероятным, поэтому вам может потребоваться использовать более высокий уровень защиты от электростатического разряда, если вы находитесь в сухом климате или в производственной зоне с кондиционированием воздуха. Если вы будете использовать упаковку, защищающую от электростатического разряда, в зонах, требующих чистоты и/или чувствительного производства, вам понадобятся упаковочные материалы, которые создают низкий уровень частиц и обладают постоянными свойствами защиты от электростатического разряда.

Ключевые особенности высококачественной ESD-коробки

Идеальный ESD-бокс должен обладать характеристиками, выходящими за рамки просто черного цвета или наличия антистатической маркировки. Настоящее эффективное ESD-изделие будет состоять из специальных материалов, демонстрировать проверенные результаты испытаний и обеспечивать стабильное качество производства.

• Стабильное поверхностное сопротивление, подходящее для предполагаемого уровня защиты от электростатического разряда
• Прочная пластиковая конструкция для многократного промышленного использования
• Хорошая ударопрочность для защиты компонентов при обращении
• Возможность штабелирования или складывания для эффективного хранения
• Опциональные крышки, разделители, пеноматериалы или этикетки для лучшей организации
• Совместимость с процессами производства, хранения и транспортировки электроники

Отделы закупок должны запрашивать технические паспорта, отчеты об испытаниях на электростатический разряд (ЭСР) и оценки образцов, чтобы помочь проверить соответствие материала вашим внутренним требованиям к обеспечению качества. Если требования вашей компании соответствуют стандартам ANSI/ESD S20.20 или IEC 61340, поставщик должен разбираться в этих стандартах и, по возможности, предоставлять соответствующую документацию.

ESD Материал для коробок для различных применений

В различных отраслях промышленности уровень ЭСП различается. Когда печатные платы (ПП) готовы в конце процесса и перемещаются в зону сборки, контейнеры для защиты от ЭСП предохраняют их от физических повреждений и повреждений от ЭСП во время перемещения. Часто при упаковке полупроводников требуется использование контейнеров для защиты от ЭСП для безопасного хранения/транспортировки деталей, известных как высокочувствительные. В автомобильной промышленности прочные контейнеры для защиты от ЭСП помогают при транспортировке и упаковке всей автомобильной электроники на протяжении всей цепочки поставок (датчики, модули, разъемы и блоки управления).

Бизнес-упаковочные коробки ESD создают способ для компаний, занимающихся ремонтом электроники, хранить отремонтированные изделия, включая запасные части для мобильных телефонов, платы ноутбуков и инструменты для ремонта. Дистрибьюторы компонентов используют профессиональную ESD-упаковку для улучшения представления своей продукции и потенциального снижения количества жалоб клиентов из-за неправильного обращения или упаковки.

Все применения антистатических коробок должны обеспечивать защиту и эффективность. Правильно сконструированная коробка поможет защитить компоненты, облегчит их идентификацию и обеспечит удобство перемещения в процессе производства или логистики.

ESD-бокс против обычного пластикового бокса

На первый взгляд, обычные пластиковые коробки могут показаться безопасными для электроники с точки зрения электростатического разряда, но их различия существенны. Обычные пластики генерируют много статического электричества и удерживают его. При контакте или приближении к заряженной поверхности, чувствительная электроника внутри ESD безопасная коробка испытают электростатический разряд (ЭСР), если они соприкоснутся с обычными на вид пластиками.

ESD-корпус изготовлен из химически спроектированного материала, специально разработанного для регулирования электростатических зарядов. В зависимости от типа используемого материала он может уменьшать накопление электростатического заряда, рассеивать скопления электростатического заряда или предотвращать воздействие внешних электростатических полей на содержимое. Таким образом, ESD-контейнеры идеально подходят для хранения или транспортировки электростатически чувствительных электронных компонентов.

Хотя обычные пластиковые контейнеры изначально сэкономят деньги на компонентах в электронных средах, существует потенциальный риск, превышающий эти затраты. Упаковка, безопасная для ЭПС, должна использоваться для всего профессионального упаковочного оборудования для электронных компонентов, а не только как дополнительная опция.

Что спросить перед покупкой антистатических ящиков для хранения

Уточнение предполагаемого использования антистатических контейнеров является важным аспектом для покупателей перед принятием решения о покупке антистатических контейнеров или антистатических упаковочных коробок. Какие компоненты будут храниться? Чувствителен ли компонент к статическому электричеству? Будет ли коробка использоваться повторно? Нужна ли ей крышка, ручка, разделитель или пенопластовая вставка? Будет ли она храниться в чистом помещении, на складе или в производственном цеху?

Не менее важно заранее проконсультироваться с вашим поставщиком о типах материалов, поверхностных сопротивлениях и возможностях индивидуальной настройки, чтобы вы имели полное представление о потенциальных эксплуатационных характеристиках продукции до размещения заказа. При использовании ESD-покрытий также рекомендуется проверить, не ухудшатся ли ESD-свойства со временем из-за использования. Для долгосрочных промышленных применений, как правило, предпочтительны постоянные ESD-материалы, поскольку они обеспечивают более надежную защиту от электростатического разряда на всех этапах срока службы изделия.

Использование индивидуальных ESD-коробок также улучшает удобство использования! Индивидуальные ESD-коробки могут быть сконфигурированы под размеры компонентов, минимизировать избыточное пространство, увеличить возможность штабелирования и соответствовать любым требованиям к брендингу. Для предприятий с большим объемом электронных компонентов эти факторы помогут повысить безопасность и операционную эффективность.

Часто задаваемые вопросы о материале ESD-коробок

ESD - это материал, обладающий электростатической разрядкой.

ESD-материал используется для защиты от электростатического разряда. ESD-материалы могут быть проводящими, проводящими разрядными или статически-разрядными, в зависимости от уровня сопротивления и/или конструкции для конкретного применения. Очень распространенным типом ESD-материала, используемого в ESD-контейнерах, является либо проводящий полипропилен, антистатический полипропилен, проводящий полиэтилен, пластик с рассеиванием статического заряда или проводящий гофропластик. ESD-материалы предотвращают накопление статического электричества и защищают чувствительные электронные компоненты при хранении, обращении или транспортировке.

Какой материал лучше всего подходит для ЭСД?

Правильный выбор материала для ЭСП будет зависеть от того, для чего вы будете его использовать. Пластиковые компоненты, чрезвычайно чувствительные к статическому электричеству, выиграют от упаковки в проводящий или антистатический полипропилен, поскольку он обладает способностью рассеивать статическое электричество, одновременно являясь прочным и Имеющим разумный срок службы. При упаковке предметов общего назначения, не особенно чувствительных к статическому электричеству, подойдет антистатический полипропилен; однако, если вам нужна легкая упаковка с возможностью ее специального проектирования для транспортировки, вы можете рассмотреть использование проводящего гофрированного пластика. Вам следует учитывать, какой тип упаковки будет работать лучше всего, исходя из чувствительности вашего компонента, условий окружающей среды, требований к поверхностному сопротивлению и предполагаемого количества повторных использований.

Как долго служит ESD-коробка?

На срок службы ESD-контейнера влияет несколько факторов, в том числе: качество и характеристики материала контейнера; количество использований; как часто контейнер чистят; и то, как контейнер используется/обслуживается. Контейнеры, изготовленные из антистатических или постоянно проводящих материалов, прослужат намного дольше, чем те, которые полагаются только на материалы с временной обработкой поверхности. Регулярный осмотр и проверка характеристик ESD ваших коробок помогут вам определить, находятся ли они все еще в пределах соответствующего рабочего диапазона для ESD.

Можно ли повторно использовать ESD-коробки?

Да, несколько ESD-боксов могут использоваться многократно при электрической сборке, на складе и при транспортировке. ESD контейнеры которые можно использовать повторно, экономичны и полезны для окружающей среды; однако для этого необходимо правильно обслуживать эти ESD-контейнеры. Чтобы продлить срок их службы, следует избегать использования агрессивных химикатов, чрезмерных усилий, а также неправильных условий хранения, которые могут деформировать или повредить материал.

Являются ли черные пластиковые коробки всегда антистатическими?

Многие проводящие ESD-контейнеры окрашены в черный цвет в результате добавления проводящих углеродных материалов; однако черный цвет контейнера ничего не говорит о защите от электростатического разряда. Только потому, что контейнер черный, это не означает, что черный пластиковый контейнер имеет контролируемое поверхностное сопротивление или является ESD-продуктом. Всегда проверяйте спецификации продукта, результаты испытаний или документацию поставщика перед использованием контейнера для чувствительных к статическому электричеству электронных устройств.

Выбор типа ESD-коробки зависит от требуемого уровня защиты по сравнению с условиями эксплуатации. Например, если вы работаете с дорогостоящими/чувствительными/критически важными компонентами, стоит инвестировать в высококачественные ESD-материалы, поскольку они продемонстрировали свою эффективность. С другой стороны, если ваше предприятие требует перемещения большого количества предметов за короткий промежуток времени, то имеет смысл использовать прочные и многоразовые коробки. Кроме того, если детали, с которыми вы работаете, значительно различаются по размеру, вам может потребоваться изготовление индивидуальных перегородок, использование пенных вкладышей или разработка индивидуальных упаковочных решений.

Важно иметь надежного поставщика, который может обсуждать различия между продуктами/типами материалов, рекомендовать совместимые альтернативы и предоставлять техническую поддержку (а не говорить только: “У нас самая низкая цена”). Такая профессиональная поддержка может помочь покупателям B2B сэкономить время и деньги при создании безопасной и эффективной системы контроля статического электричества еще до начала процесса покупки и установки.

В заключение, детальный разбор содержимого ресурсов ESD-контейнеров ESD Boxes дает исчерпывающий список всех различных типов Материалы для защиты от электростатического разряда. Понимание различий между проводящими, рассеивающими и антистатическими материалами в сочетании с обычными или модифицированными антистатическими упаковочными материалами позволит вам выбрать лучшую ESD-коробку, которая обеспечит оптимальный уровень производительности для ваших компонентов и создаст надежную систему хранения и обращения с вашей продукцией.