
Выход из-под контроля такого показателя как влажность плюс запыленность помещения — вот те главные факторы, которые повышают риск электростатического повреждения электроники. Наилучшим решением в такой ситуации видится ионизация воздуха, способная нейтрализовать заряженные диэлектрические частицы. Это вполне согласуется с рекомендациями международного стандарта IEC61340-5-1, регламентирующего принципы антистатической безопасности на производстве. Кроме того, ионизация воздуха благотворно сказывается на здоровье и самочувствии персонала, и в итоге — на производительности труда.
При работе с электронными компонентами достаточно мгновения для повреждения их разрядом статического электричества. Есть два пути снижения остроты проблемы: повышение влажности воздуха и его ионизация. Первый способ проще, но он нередко влечет вторичные проблемы, такие как дискомфорт персонала, коррозия металла и ухудшение качества пайки.
Ионизация и ESD
Общеизвестно, что атмосферный воздух — диэлектрик. Для того, чтобы эффективно нейтрализовать статические заряды в нем, достаточно изменить его электрическую прочность. Чем выше сопротивление окружающей атмосферной среды, тем медленнее стекает электростатический заряд с объектов на границе их соприкосновения с воздухом. И хотя основное средство отвода статического электричества — заземление, эта технология мало эффективна в диэлектрических средах, где сопротивление материалов составляет 100 GΩ и более. Приборные корпуса, кабельное хозяйство и другие изоляционные материалы представляют реальную угрозу для работоспособности электронных компонентов, чувствительных ESD-разрядам.

Поток разнополярно заряженных ионов, который генерирует ионизатор воздуха, нейтрализует электростатический заряд на объектах рабочей зоны. Регулировка уровня влажности в этой связи является всего лишь сопутствующей технологией, снижающей риск повреждения электроники. Насыщение рабочей атмосферы парами воды — один из действенных способов борьбы с пылью, но с нейтрализацией ESD это связано косвенным образом. Тем не менее, гигрометрические параметры воздуха в рабочей зоне следует включить в перечень строго контролируемых параметров. Наблюдение за уровнем влажности следует вести непрерывно или дискретно с заданной периодичностью.
Способы ионизации воздуха
Фактически, на крупных производствах за ионизацию отвечает система вентиляции и кондиционирования, поддерживающая производственный микроклимат. Промышленные устройства, применяемые для этого, содержат встроенную функцию насыщения воздуха ионами. Генерирующим элементом для них служат биполярные ионизаторы, создающие поток анионов (положительно заряженных частиц) и катионов (отрицательных заряженных частиц). Рассмотрим типы оборудования, призванного обеспечить нейтрализацию диэлектрических свойств воздуха.
Ионизаторы непрерывного действия
Steady-state DC ionizers — это генератор ионов непрерывного действия с питанием активной зоны постоянным током. Выработка разнополярно заряженных ионов выполняется на разных эмиттерах. Устройства такого типа обеспечивают высокую концентрацию ионов в окружающей среде — эмиттеры разнесены друг от друга и непрерывно генерируют ионы определенной полярности. Интенсивность рекомбинации ионов противоположной полярности невелика: такие ионизаторы эффективно нейтрализуют заряд даже на движущихся объектах. Не рекомендуется их устанавливать слишком близко к защищаемому объекту, поскольку в этом случае может нарушаться сбалансированность ионного потока. Генераторы ионов непрерывного действия являются наиболее эффективными дорогостоящими устройствами, требуют точной балансировки, но могут нарушать баланс ионного потока на близких расстояниях.
Ионизаторы импульсного действия
Pulsed DC ionizers — ионизаторы постоянного тока импульсного действия — это генерторы ионов с игольчатыми разнополярными эмиттерами, подключенными к раздельным генераторам положительных и отрицательных импульсов высокого напряжения, работающим в противофазе. Преимуществом таких ионизаторов является возможность регулирования количественного соотношения вырабатываемых положительных и отрицательных ионов с заданной частотой. При низких частотах тактировани проявляется эффект нейтрализации электростатических зарядов даже на большом удалении от источника ионов. Интенсивность их рекомбинации невелика благодаря чередованию фаз генерации.
К недостаткам ионизаторов импульсного действия относится наводка импульсных токов, которые могут быть опасными для наиболее чувствительных электронных компонентов. Вместе с тем, на производствах не связанных с электроникой (полиграфия, фармацевтика, обработка пластиков) этот тип устройств наиболее эффективен.
Ионизаторы переменного тока
Самыми распространенными средствами ионизации воздуха в зона производства и сервиса электроники являются ионизаторы переменного тока (AC ionizers). Их применение в качестве компонента ESD-защиты продиктовано бюджетным ценником на такие устройства, простотой их эксплуатации и обслуживания. В основе их работы лежит принцип генерации ионов с помощью коронного разряда с дискретностью, совпадающей или кратной частоте сети переменного тока — 50 Гц.
На эмиттерах, выполненных в виде игольчатых электродов, поочередно генерируются положительные и отрицательные ионы. Концентрация заряженных частиц формируется в непосредственной близости от AC-ионизатора, что обуславливает малую зону защиты вследствие высокого уровня рекомбинации ионов.

Преимущество таких устройств состоит в сбалансированной генерации ионов и возможности размещения ионизатора в непосредственной близости от объектов радиоэлектроники, защищенных от воздействия статического электричества. Кроме того, AC-ионизаторы благотворно влияют на микроклимат.
Портативные ионизаторы
Наиболее эффективными средствами для подавления ESD являются портативные ионизаторы — с их помощью достигается заданная концентрация ионизированных частиц в рабочей зоне. Там, где существует наибольший риск накопления статического электричества на диэлектрических поверхностях. Благодаря этому, статический заряд нейтрализуется существенно быстрее, чем при использовании комплексной ионизации. Особенно это действенно при совместной эксплуатации ионизаторов с локальными увлажнителями воздуха и вентиляцией — поток ионизированного воздуха хорошо контактирует с объектами, подверженными действию ESD.
Практикум по ионизации
Использование всех типов ионизаторов воздуха выдвигают на первый план задачу борьбы с пылью в масштабах всего предприятия и требования мобильной гигиены к оборудованию рабочих мест. Это следует из особенностей работы ионизатора — положительно и отрицательно заряженные частицы, контактируя с пылью, осаждают ее на пол и другие горизонтальные поверхности. Уборка помещения и протирка специальными средствами рабочих столов, дисплеев и экранов устройств должна выполняться строго по графику на приоритетных условиях.
Резюме
Забота о здоровье персонала и минимизация потерь от воздействия статического электричества должны стать основной мотивацией для оснастки производственных площадей и рабочих мест современными и эффективными средствами ESD-защиты. Их использование существенно снижает запыленность помещения, положительно влияя на производительность труда. А применение ионизации воздуха в чистых комнатах — абсолютное и безальтернативное требование.