يُعد التفريغ الكهروستاتيكي أحد أكثر أسباب الأعطال شيوعًا في الأنظمة الإلكترونية المعاصرة، ولإجراء اختبارات فعّالة، تُعد المعايرة الصحيحة لمسدس التفريغ الكهروستاتيكي أمرًا بالغ الأهمية. ما يجعل معايرة المنتج مهمة لقياس هذا التفريغ الكهروستاتيكي هو ما إذا كان المختبر يُجري اختبارات مطابقة، أو تقييمًا أوليًا، أو التحقق من صحة المنتج. جهد 30 كيلو فولت نموذجي. بندقية ESD يمكن أن يوفر قدرة تفريغ أعلى بكثير من المسدس التقليدي، وبالتالي فهو مناسب لاختبار إجهاد المعدات الصناعية، وأنظمة الطاقة، ووحدات الإضاءة، وإلكترونيات السيارات، ومكونات الطيران، والتصميمات المدمجة عالية السعة. كمبتدئ في مجال اختبار التفريغ الكهروستاتيكي، تُعد المعايرة من الأمور التي يجب فهمها قبل توليد بيانات موثوقة ومتسقة.
يتم إجراء المعايرة للتأكد من أن شكل موجة التفريغ الكهروستاتيكي يتوافق مع المعلمات الموصوفة لـ IEC 61000-4-2تنظم هذه المواصفة الدولية ISO شكل موجة التفريغ الكهروستاتيكي، وارتفاعها، وتيار الذروة، وطاقتها. سيؤدي عدم الحصول على الموجة الصحيحة عند مسدس التفريغ الكهروستاتيكي إلى استنتاجات خاطئة من قِبل المهندسين بشأن مناعة المنتج وموثوقيته.

لماذا المعايرة ضرورية

تكمن فكرة مسدس التفريغ الكهروستاتيكي في محاكاة ما يحدث فعليًا عند لمس شخص لجسم ما، أو احتكاك جسمين ببعضهما، أو عند شحن جسم ما. في حال عدم معايرة المسدس بشكل صحيح، قد يتعرض للإجهاد أو الإفراط في الإجهاد لاختبار جهاز التقييم. وقد يؤدي هذان السيناريوهان إلى خيارات خاطئة.
يُعدّ إجهاد المنتج إنذارًا خاطئًا بمقاومته للتفريغ الكهروستاتيكي. قد يُسبب الإجهاد الزائد بعض التلف، وهو أمرٌ لا يحدث في الواقع. تضمن المعايرة أن يكون شكل الموجة وجهد التفريغ والطاقة المُفرّغة من التفريغ الكهروستاتيكي مطابقًا لما هو عليه في الاختبارات المتكررة عند أي مستوى خرج. تتزايد أهمية دقة المعايرة في مسدس التفريغ الكهروستاتيكي بجهد 30 كيلو فولت، حيث قد تُؤدي أي تغييرات إلى تغيير كبير في تيار الذروة أو زمن الارتفاع.
في حالة اختبار نفس الجهاز في أكثر من مختبر، يجب الحصول على نتائج مماثلة في ظل ظروف مماثلة. الشركات المصنعة مثل LISUN تقديم إعدادات البرامج مثل عمليات فحص المعايرة المدمجة والملحقات المصممة لمساعدة المبتدئين على ضمان مستويات أداء ثابتة دون فهم المهارات التقنية المتقدمة.

فهم معلمات المعايرة الرئيسية

تتميز نبضة التفريغ الكهروستاتيكي بعدد من الخصائص المميزة. ويتم فحص جميع هذه المعلمات بمساعدة عملية المعايرة.
تيار الذروة
تؤدي زيادة الجهد إلى زيادة تيارات الذروة خاصة في مسدس ESD 30 كيلو فولت.
وقت الشروق
المدة الزمنية التي يستغرقها النبض ليصل إلى ما بين 10% إلى 90% من قيمته القصوى.
عرض النبض
مدة تفريغ الوقت الحالي فوق مستوى معين.
دقة التكرار
يضمن أن التفريغات المتعددة عند نفس الجهد تنتج أشكال موجية مماثلة.
تبديل القطبية
ويضمن أن التفريغات المتعددة لنفس الجهد تؤدي إلى أشكال موجية مماثلة.
دقة الجهد
يتحقق من أن شاشة الجهاز وصلت إلى مستوى الجهد المطلوب.
يمكن لمسدس ESD المُعاير التأكد من أن كل هذه السمات لا تتجاوز التسامحات المُقدمة في IEC 61000-4-2.
الجدول: تحمّلات معايرة IEC النموذجية لبنادق ESD

هذه القيم هي معايير عالمية مطلوبة في مختبرات التوافق الكهرومغناطيسي الاحترافية، وهي قريبة جدًا من LISUN المعدات والبائعين الآخرين الذين صنعوا معدات متوافقة.

المعدات المطلوبة للمعايرة

تتطلب عملية معايرة مسدس التفريغ الكهروستاتيكي معدات اختبار خاصة. يجب أن يكون لدى المبتدئين القدرة على الحصول على أجهزة قياس عالية الجودة.
• المخففات من أجل حماية الذبذبات من التيار العالي
• جهاز معايرة الوضع الميكانيكي المستقر.
• لوحة مرجعية أرضية
• كابلات محورية منخفضة الضوضاء
يتم استخدام أهداف التيار القياسية للتأكد من أن مقياس الشكل الموجي يتطابق مع طبيعة التفريغ.

الشكل: ESD Gun

خطوات معايرة مدفع ESD 30 كيلو فولت

يمكن أن تتم المعايرة تلقائيًا على الرغم من أن المبتدئين يمكنهم أيضًا الخضوع لإجراء منهجي.
1. إعداد بيئة الاختبار
يجب أن تتم المعايرة في ظروف مُنظَّمة. يعتمد سلوك التفريغ على درجة الحرارة والرطوبة، ويجب أن يكون كلاهما ثابتًا. يجب ألا يكون هناك غبار أو رطوبة على الأسطح. يجب أن يكون مستوى الأرض المرجعي نظيفًا ومُتماسكًا جيدًا.
2. قم بتوصيل البندقية بهدف المعايرة
يجب أن يلامس طرف التفريغ هدف المعايرة بإحكام. يؤدي التماس الحر أو عدم المحاذاة إلى تغيير شكل الموجة. يجب على المستخدمين الجدد التأكد من تثبيت الهدف بإحكام على راسم الذبذبات باستخدام مُخففات.
3. حدد الجهد والقطبية
يُنصح بتدريب المبتدئين على استخدام جهد متوسط، أي 5 كيلو فولت، ثم تجربة مستويات أعلى من مسدس تفريغ الشحنات الكهروستاتيكي بجهد 30 كيلو فولت. يجب إجراء اختبارات على كلٍّ من القطبين الموجب والسالب.
4. تحفيز التفريغ
يجب استخدام تدفق مُنظَّم للتفريغات. يُسجَّل كل تفريغ باستخدام راسم الذبذبات. لضمان الاتساق، يجب على المبتدئين تسجيل ما لا يقل عن خمس نبضات لكل مستوى من الجهد.
5. تقييم شكل الموجة
تم تطبيق شكل الموجة على معيار التسامح IEC على راسم الذبذبات. تؤثر الانحرافات على متطلبات التعديل، أو تنظيف الطرف، أو تغيير الأجزاء الداخلية التالفة.
6. التعديل وإعادة الاختبار
في حال عدم وجود القياسات ضمن النطاق المقبول، يجب إجراء بعض التغييرات. تحتوي بعض مسدسات التفريغ الكهروستاتيكي على براغي معايرة داخلية أو برنامج لقائمة التصحيح. يجب تكرار الاختبار حتى يتم تحقيق التسامح في شكل الموجة.
7. نتائج معايرة المستندات
يجب تسجيل أي قياسات للرجوع إليها مستقبلًا. ولضمان الالتزام بشروط معايرة ISO/IEC 17025، تطلب المختبرات سجلاتٍ بشكل متكرر.
8 اعتبارات السلامة
معايرة مسدس التفريغ الكهروستاتيكي ليست خالية من المخاطر. يجب عزله وتأريضه بشكل صحيح، والتدريب عليه جيدًا. يجب عدم وضع الأيدي حول طرف التفريغ. عند عدم استخدامه، يجب وضع المسدس في مكان آمن. يُتوقع من العمال المبتدئين الخضوع للإشراف أثناء المعايرة، قبل السماح لهم بإجرائها دون إشراف.

فوائد المعايرة المنتظمة

تُحسّن المعايرة المنتظمة دقة نتائج الاختبار، وأن تُظهر اختبارات المناعة السلوك الفعلي في الواقع. كما تُطيل المعايرة المتكررة عمر مسدس التفريغ الكهروستاتيكي، وخاصةً مسدسات الجهد العالي. تُشغّل المختبرات التي LISUNغالبًا ما تحتوي الأنظمة المعتمدة على المقاييس على تذكيرات معايرة تلقائية وواجهات سهلة الاستخدام تمكن الأنظمة من البقاء دقيقة دون الحاجة إلى القيام بذلك بواسطة متخصص.

الخاتمة

معايرة مسدس التفريغ الكهروستاتيكي مهمة جدًا لكلٍّ من المبتدئ والمهندس الخبير لإجراء اختبارات مناعة المنتجات الإلكترونية. وتزداد دقة المعايرة عند استخدام نماذج الجهد العالي، مثل: مسدس ESD 30 كيلو فولت، التي تتميز بطاقة تفريغ أعلى، بالإضافة إلى طاقة تغيرات شكل الموجة. يمكن للمبتدئين تحقيق معايرة مُحكمة وقابلة للتكرار باستخدام أدوات جيدة، وبيئة اختبار مُحكمة، وفهم واضح للمعايير التي يجب استخدامها في المعايرة. كما تُعزز المعايرة نتائج الاختبار الجيدة، وتُساعد في تقييم أن اختبار المناعة هو انعكاس للظواهر الكهروستاتيكية الفعلية في العالم. باستخدام معدات مُقدمة من جهات تصنيع مرموقة مثل LISUNوتصبح عملية المعايرة متاحة ومتسقة وفعالة للغاية في أي من المختبرات.