في مجال تصنيع الإلكترونيات الحديثة، حيث تنتشر الدوائر النانوية والمكونات الحساسة، يشكل التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) تهديدًا كبيرًا. غالباً ما لا يمكن اكتشافه بالنسبة للبشر ولكنه مدمر على مستوى الإلكترونيات الدقيقة، حيث يضر التفريغ الكهروستاتيكي بموثوقية الجهاز ويزيد من تكاليف الإنتاج ويضر بمصداقية العلامة التجارية. مع تقلص حجم المكونات إلى أقل من 5 نانومتر وتوسع أجهزة إنترنت الأشياء، تواجه الصناعة مفارقة: بينما يؤدي التصغير إلى دفع الابتكار، فإنه يزيد أيضًا من التعرض للتفريغ الكهروضوئي الكهروضوئي بشكل كبير.

ماذا يعني ESD في التحكم في العمليات؟

من المعرفة الأساسية في مجال البيئة والتنمية المستدامةنحن نعلم كيف تتولد الكهرباء الساكنة. في حين أن الكهرباء الساكنة قد تبدو في الغالب غير ضارة في الحياة اليومية، إلا أن عواقبها الصناعية أكثر خطورة بكثير. على الرغم من أنه لا يمكن اكتشافها بالحواس البشرية، إلا أن التفريغ الكهروستاتيكي الكهروستاتيكي يشكل خطرًا كبيرًا في إنتاج الإلكترونيات. يمكن أن يؤدي انتقال واحد للكهرباء الساكنة إما إلى تدمير المكونات على الفور أو خلق عيوب خفية تتجاوز فحوصات الجودة القياسية. وغالبًا ما تظهر هذه العيوب الكامنة في وقت لاحق كأعطال ميدانية غير مبررة، مما يؤدي إلى مطالبات ضمان مكلفة ومخاطر تتعلق بالسلامة وضرر دائم لسمعة العلامة التجارية.

ونتيجة لذلك، فإن برنامج التحكم في ESDm-بما في ذلك أنظمة التأين, منطقة التحكم في البيئة والتنمية المستدامةوالتحكم في الرطوبة و جاري العمل بهعينينز لـ مالموظفون وأكثر من ذلك - ضرورية لضمان موثوقية المنتجات الإلكترونية .

وضعان للأعطال في المكونات الإلكترونية الناجمة عن التفريغ الكهرومغناطيسي الثنائي

1. الفشل الذريع

• فقدان كامل للوظائف بسبب التدهور الشديد في المعلمات الكهربائية
• يمثل ~10% من أعطال المكونات الناجمة عن التفريغ الكهرومغناطيسي

2. العيوب الكامنة

• المكونات مطابقة للمواصفات في البداية ولكن تظهر عليها
• انخفاض العمر التشغيلي بشكل كبير
• موثوقية منقوصة
• احتمالية الفشل المفاجئ تحت الضغط اللاحق
• تمثل حوالي 90% من الأضرار المرتبطة بالحرارة الكهروضوئية الإلكترونية

يشكل نمط الفشل الكامن هذا مخاطر أكبر لأن المكونات المخترقة قد تجتاز فحوصات الجودة الأولية ولكنها قد تتسبب في حدوث أعطال ميدانية في المنتجات النهائية.

آليات الفشل المستحثة بالتفريغ الكهرومغناطيسي في تصنيع الإلكترونيات

1. اختلال المحاذاة أثناء التجميع
   يمكن أن تؤدي الحقول الساكنة إلى إزاحة المكونات الدقيقة أثناء التركيب، مما يتسبب في حدوث تجاويف أو وصلات لحام ضعيفة لا يتم اكتشافها حتى مراحل الاختبار اللاحقة.
2. تراكم الشحنات في المعدات
   تتراكم الأجزاء الموصلة في ماكينات SMT الاستاتيكية مما يعرض أشباه الموصلات للتلف الكامن في أشباه الموصلات إذا لم يتم تحييدها عن طريق التأريض أو التأين.
3. تسريع التلوث
   تجذب الأسطح المشحونة الغبار بسرعة أكبر 100 مرة، مما يخلق مسارات موصلة تؤدي إلى حدوث دوائر قصيرة أو تداخل في الإشارة.
4. التصاق المكونات الطفيلية
   تتسبب السكون في التصاق الأجزاء الساكنة بالتغليف أو الأدوات، مما يعرضها للتلف المادي والشحنات المتبقية التي تحرف نتائج الاختبار.

الحوادث المرتبطة بالتفريغ الكهرومغناطيسي والتبريد الكهرومغناطيسي في تصنيع الإلكترونيات

تتسبب التفريغ الكهرومغناطيسي التلقائي في خسائر سنوية تقدر ب $5 مليار إلى $9 مليار في صناعة الإلكترونيات العالمية، وفقًا ل تقرير هيئة البيئة والتنمية المستدامة لعام 2021. وتنجم هذه الخسائر عن المكونات التالفة، والتأخير في الإنتاج، وعمليات السحب المكلفة. وفيما يلي بعض الحوادث الواقعية البارزة التي تسلط الضوء على الآثار المالية والتشغيلية الشديدة الناجمة عن البيئة والمياه والبيئة

---

1. أعطال معالج AMD (1994)

الشركة: Advanced Micro Devices (AMD)
الحادث: أتلف التفريغ الكهرومغناطيسي أثناء المناولة الآلاف من معالجات K5 أثناء الإنتاج، مما تسبب في عيوب كامنة وأعطال ميدانية.
الخسارة: ما يقدر بـ $12M في عمليات الاستبدال والضرر بالسمعة.
المصدر: دراسة حالة جمعية البيئة والتنمية المستدامة

---

2. استدعاء وحدة التحكم الإلكتروني في السيارات (2018)

الشركة: الشركة الأوروبية الكبرى لصناعة السيارات
الحادث: أفسد التفريغ الكهرومغناطيسي أثناء التجميع البرمجيات الثابتة في 150,000 وحدة تحكم في المحرك (ECUs)، مما تسبب في إيقاف التشغيل العشوائي.
الخسارة: $47M في عمليات السحب وتوقف الإنتاج.
المصدر: تقرير الصناعة من قبل مدققي الحسابات IATF 16949 (الصفحة 22).

---

3. أعطال شاشة تسلا موديل 3 التي تعمل باللمس (2020)

الشركة: تيسلا
الحادث: تدهورت مكونات الشاشة التي تعمل باللمس الحساسة للتفريغ الكهرومغناطيسي (ESD) قبل الأوان بسبب عدم كفاية التأريض في المصنع.
الخسارة: $135M استدعاء (حملة NHTSA 21V035000).
المصدر: تقرير استدعاء NHTSA (ابحث عن "21V035000").