Profesyonel arıza bulma-giderme konularına girmeden önce elektronik
laboratuar ortamı nasıl olmalı bunu kararlaştırmamız gerekiyor. Bir hastanenin
steril ortamı ne ise, elektronikçilerin de özel bir ortamı vardır. Hastalarımız
ise her çeşit elektronik kart- cihaz veya sistemdir. Steril ortamımızda
arızacılık konularımıza devam edebiliriz dilerseniz. Elektronik ortamda
en tehlikeli konu olan ve ortamımızı belirleyebileceğimiz statik yük konusuna
hemen başlamak istiyorum. İki cismin sürtünmesi ile oluşan durgun elektrik
yüküne ELEKTROSTATİK yük denir. Statik elektriğe en büyük örnek olarak
yıldırım verilebilir. Bilindiği gibi + ve - yüklü bulutların birbirine
yaklaşması esnasında tabiatın en büyük statik elektrik deşarjı meydana
gelmektedir. Japonya'da yapılan çalışmalarda; ortalama olarak ölçülebilen
yıldırım enerjisi 15-20 megavolt civarındadır. Bu yükün depo edilebilmesi
halinde Türkiye’nin yıllık elektrik enerji tüketimin büyük bir bölümünü
herhalde karşılayabilirdik, tabii ki devasa bir kondansatör düzeneği sağlanabilseydi
eğer. Akaryakıt yüklü araçlar ile cephane yüklü araçların alt taraflarında
aşağı doğru sarkıtılmış zincir ya da tel gibi metalleri hemen hepimiz görmüşüzdür.
Oluşan statik elektriği toprağa akıtmak içindir. İnsanların günlük yaşamlarında
en çok karşılaştıkları sorunlardan biri de statik elektrik yüklenmeleri
ve herhangi bir metalle temasları esnasında deşarj (yük boşalması) olmasıdır.
Sürtünen iki cisimden biri +, diğeri devamlı - yüklenir. Eğer sürtünen
cisimlerden biri insan ise insan devamlı pozitif yük teşkil etmektedir.
İnsanların statik elektrik yüklenmesi; yürüme esnasındaki sürtünmelerden,
araçlara inip binerken, çalıştıkları masadan, giymiş-çıkarmış oldukları
elbiselerden olabilir. Aşağıdaki çizelgede insanların hareketleri esnasında
oluşan bazı statik elektrik miktarları ve oluşturan unsurlar verilmiştir.
| |
Elektrostatik voltaj
|
|
Statiği oluşturan faktörler
|
%10-%20 Nem
|
%65-%90 Nem
|
|
Halı üzerinde yürümek
|
35000v
|
1500v
|
|
Vinylex kaplı zeminde yürümek
|
12000v
|
250v
|
|
Tezgah üzerinde çalışırken
|
6000v
|
100v
|
|
Vinylex kaplanmış zeminde
çalışırken
|
7000v
|
600v
|
|
Polyester çanta tezgahtan
kaldırılırken
|
20000v
|
200v
|
|
Plastik klasör taşırken
|
7000v
|
150v
|
Yukarıdaki tablodan da görüleceği gibi ortamdaki nem oranı arttıkça
statik enerji miktarı azalmaktadır. Statik yüklenmeler yüksek voltaj değerlerinde
olduklarından bazen görünür hale de gelebilirler. Işığın görünür hale gelebilmesi
için en az 6000-7000 Volt civarında olması gerekir. Yani manyetolu çakmaklardaki
görünür ışık yaklaşık 7000 Volt'luk değerde atlama yapan statik yüktür.
Statik yükün voltajı çok fazla olmasına karşın, akımı çok zayıftır. Akım
voltaj ile doğru orantılı olsaydı, bir çok yüksek voltaj trafosu ile ilgilenen
televizyon tamircisi çırağı yetişmezdi herhalde.Çıplak ayakla halı üzerinde
yürürken ayaklarımızın karıncalanması statik yüktendir. İnsan vücudu bir
direnç olduğu kadar aynı zamanda bir kondansatördür. Vücudumuzda statik
yük oluşturan olaylardan biri, halı üzerinde yürümeyi biraz daha detaylı
inceleyelim.

Şekilde ayak ve zemin arasında oluşan kapasitif durum görülüyor.
Burada A ayağın alanı, E ayak ve zemin arasında hava dielektrik ortamında
oluşan kapasitenin elektrik alanı, DV potansiyel
farkı, Dq bir adımda oluşan statik yüklenmedir.
Elektriksel alan ve sığa denklemleriyle, vücudun direnci R £
100 MW alınarak, adımdaki yüklenme miktarı yaklaşık
4 KV. olarak bulunur. Saniyeye göre yalıtkan halı üzerinde yürüme ile elde
edilen yüklenme grafiği aşağıda verilmiştir.

Saniyeler mertebesinde oluşan bu statik yük günlük hayatımızda her an
yaşadığımız olaydır. Üzerimizde binlerce volt statik yük mevcut iken, 350
Volt ile bozulabilecek bir CMOS yapılı elektronik malzemeye dokunulursa
ne olur? Malzeme ölür. Ölmez ise kesinlikle mikron seviyesinde yapısında
ciddi hasarlar meydana gelir, ömrü azalır.
|
Elektronik devre elemanlarının bozulabileceği
eşik voltajları tabloda gösterilmiştir :
|
|
Mosfet
|
100v
|
Schottky Diyot
|
300v
|
|
Eprom
|
100v
|
Film Direnç
|
300v
|
|
Jfet
|
140v
|
Bipolar Transistör
|
380v
|
|
Opamp
|
190v
|
Scr(Tristör)
|
680v
|
|
Cmos
|
250v
|
Schottky Ttl
|
1000v
|
1980'lerin sonuna doğru elektronik malzeme üreticilerinin ürettikleri
cihaz ve komponentlerde arızaların oluştuğu görülüp, tehlikenin üzerinde
duyarlılık eşiğine sahip elektronik malzemeleri muhtemel ESD hasarlarından
korumak maksadı ile Avrupa'da CENELEC elektronik aletler komitesi kuruldu.
İnsanların almış oldukları statik elektrik hem sağlıklarına hem de kullanmış
oldukları elektronik cihazlara zarar vermektedir. Elektronik cihazları
kullanma ve taşıma esnasında teknik personeller bilerek ya da bilmeyerek
üzerindeki statik elektriği devre elemanlarına boşaltmakta (elektrostatik
deşarj) (ESD) o ekipmanları kullanışsız hale getirmekte ya da ömürlerini
azaltmaktadır. Eğer elinize aldığınız Elektronik Kart üzerinde EEPROM (Elektrikle
silinip programlanabilen) hafıza malzemeleri var ise kesinlikle dokunulmamalıdır.
10 Voltluk bir voltaj bile hafızalı malzemenin programına zarar verebilir.
Bizzat kendi elimle programlı bir malzemenin programını uçurmuştum, ama
hafızalı malzemenin bilgisayar ortamında daha önceden aldığım bir yedeği
mevcuttu, yoksa işim çok zordu. İyi bir arızacının malzemeleri iyi tanıması
gerekir. Elektronik kart üzerindeki hafızalı malzemeleri algılayarak ona
göre tedbir alması gerekir. Hafızalı malzemelerin (Memory IC) üzerlerine
genellikle içerisindeki programın versiyonunu gösteren küçük kağıtlar yapıştırılır.
En çok karşılaşılan EEPROM Hafızalı Entegreleri; 24xx, 28xx, 29xx, 93xx,
94xx, Palxx, Palcexx, Galxx, Galcexx, pıcxx etc. örnek olarak verilebilir.
Hafızalı entegrelerin sonlarında -15, -25 vs. gibi rakamlar bulunur. Bu
rakamlar ns. (nanosaniye) cinsinden hafızalı malzemenin hızını verirler.
Bu şekilde hız ifade edilen rakamlar genellikle hafızalı malzemelerde kullanılır.
İlerleyen konularımızda ROM, EPROM, EEPROM ve diğer hafıza ünitelerinin
testleri nasıl olur? Nasıl yedeklenir? Özel bazı durumlar, programlı malzemelerde
şifre sorunları gibi konularla ileride detaylı bilgi vereceğiz. Bazı programmer
(Programlayıcı Cihaz) software'lerini (yazılımları) anlatıp terminolojilerini
örneklerle belirtmeye çalışacağız.
Şu ana kadar anlatılanlarla anlaşılan şudur ki; elektronik bir malzemeye
veya karta dokunmadan, kesinlikle İnsan vücudunda oluşan statik yükün atılması,
yani topraklanması gerekmektedir. Ayrıca kullandığımız alet ve malzemeler
statik yük oluşturmamalıdır.
Teknoloji ilerledikçe daha hassas elektronik malzemeler üretilmekte
ve hassas bu küçük malzemeler statik yük önlemi olmadan dokunulduğunda
kolaylıkla bozulmaktadır. Büyük bir bilgisayar firması topladığı bilgisayarın
bir kısmının sürekli arıza yaptığını görmüş ve statik önlem alınması gerektiğine
karar vermiştir. Vücuttaki yükün topraklanması için her yeri iletkenlerle
toprağa bağlamışlardı. Fakat arızaların kısmen azalsa da devam ettiği gözlenmişti.
Statik yükün aniden boşalmasının da elektronik malzemelere zarar verdiği
anlaşıldı. O halde statik deşarjın aniden olmaması gerekiyor. Yapılan araştırmalarda
statik yükün aniden değil, 1Mohm'luk direnç üzerinden, yavaş eğrisel olarak
boşalması gerektiği görülmüştür. Standart deşarj süresi 3sn.olarak tesbit
belirtilmiştir. Elektronik laboratuarda kullanmamız gereken malzemeler,
Elektrostatik yük oluşturmamalı, Üzerimizdeki statik yükü yukarıda verilen
standartlarda deşarj edebilmelidir.Bu tecrübelerden yola çıkılarak elektronik
malzemelerle çalışma yapılan tüm ortamlarda ANTİSTATİK Malzemeler kullanılarak,
STATİK yüke karşı kesinlikle tedbir alınmalıdır.

ANTİSTATİK: Bizim istediğimiz malzeme yalıtkanlar gibi statik yük
kaynağı olmamalı, tam iletken de olmamalı. İletkenlerin alan direnci 104-105
Ohm arasındadır ve hızlı deşarj sağlarlar, yalıtkanların alan direnci 1012
Ohm'dan büyüktür ve tam bir statik yük oluşturma kaynağıdır. Bu malzemelerin
tam arasında kalan, alan direnci 106-1012 Ohm.
olan ve istediğimiz özellikleri bize sağlayan malzeme; ANTİSTATİK malzemedir.
Antistatik malzemeler statik elektriğin oluşmasını ve elektronik devre
elemanlarının zarar görmesini önleyebilen malzemelerdir. Binlerce volt
yüklenen insanlar farkına varmadan elektronik aletlere zarar verebilir,
bir elektronik aletin imalatından, nakliyesine, paketlenmesinden, depolanmasına,
çalıştırılmasında yada tamir devam ederken elektronik aletleri korumak
maksadıyla antistatik tedbirlerin alınması gereklidir. Yapılan araştırmalarda
nemli ortamların statik enerji oluşumunu önemli ölçüde azalttığı saptanmış,
ortamı nemli kılmak için ionizer cihazları kullanılmıştır, ancak bu defada
elektronik malzemeler kısmen korunurken insanlarda astım, bronşit ve kalp
hastalıklarına rastlanmıştır. Daha başka tedbirler düşünülmüş ve antistatik
malzemeler oluşturulmuştur. Elektronik aletleri korumak maksadıyla oluşturulan
antistatik ekipmanlar hızlı boşalma sağlamamalı, belli bir alan direnci
oluşturulmalıdır ve ani deşarjla insan sağlığının zarara uğramaması maksadı
ile, dereceli olarak iletim ortamı sağlanmalıdır.
Alan dirençlerini ölçmek için, özel yüzey empedansı ölçümü yapan küçük
aletler mevcuttur. Piyasada antistatik diye satılan her ürün maalesef antistatik
değildir. Biraz pahalı olan bu malzemelere antistatik diye fazla miktarlarda
para verip, maalesef naylon malzemeler alıyor olabiliriz. Çok miktarda
alım yapıyorsak antistatik ürünün yüzey gerilimini ölçen basit antistatik
ölçü aletine sahip olmamız gerekir. Ölçülen direnç değeri malzemenin antistatik
malzeme standartlarında olup olmadığını gösterecektir. Elektronik malzemelerle
çalışma yapılan ortamda en azından antistatik bir bileklik kesinlikle kullanılmalıdır.
Aşağıda bazı antistatik malzemeler anlatılmaktadır.
Antistatik malzemeler (statik dissipative)
1. Poşetler: Metalik Poşetler, sürtünmeden dolayı elektronik
malzemenin üzerindeki statik elektriği önler, 3 katmanlıdır, dağıtkan yüzey,
iletken yüzey, dağıtkan yüzey.

Pembe Poşetler; statik elektriğin dağıtımını sağlar, tek katmanlıdır.
Siyah Poşetler; tek katmanlıdır, iletken ortam sağlar. Elektromanyetik
dalgalar iletken ortamlardan geçemezler. İletken poşetler manyetik alandan
bozulabilecek disket vb. malzemelerin taşınması için idealdir.
Tüm poşetlerde antistatik uyarı işareti, üretim tarihi ve raf ömrü ile
üreten firma işareti olması gerekmektedir.
2.Ambalaj köpükleri: Pembe olan antistatik, siyah ise iletkendir.
3. Masa örtüleri/kaplamaları: 105 ve 1012
arasında alan dirençleri vardır. 1 ila 2 Mohm'luk direnç teşkil ederler.
Üç katmanlıdır bunlar;
-
Disipative: dağıtkan
-
Conductive: iletken
-
Disipative: dağıtkan
4. Antistatik bileklik kordonu ve kablosu: Sarı renkli kablo, mavi
renkli karbon yedirilmiş bileklik ve kordondan oluşmuştur. Kullanıcı personeli
topraklamak sureti ile elektronik kartların zarar görmesini önler. 1-2
Mohm'luk direnç teşkil eder, test cihazlarıyla kullanmadan önce test edilmeleri
gerekir.
5. Antistatik önlük ve ayakkabılar: Önlükler değişik boylarda,
%89 naylon, %11 karbon alaşımlıdır. Karbon yedirilmiş kumaş elektriğin
iletkenliğini sağlar. Dışarıdan yada kıyafetlerin oluşturacağı statik
yüklenmeyi önler. Tek katmanlı ve iletken olmaları gerekmektedir. Bileklikle
de bağlanabilecek şekilde dizayn edilmişlerdir.
6. Antistastik yer kaplamaları: Karbon yedirilmiş plastik alaşımlıdırlar.
Taban bakır baralarla örülmüş ve topraklanmıştır. Yapışkanı karbonludur,
iletim sağlanmış aynı zamanda yürüme esnasında statik elektrik oluşturması
önlenmiştir. Özel kimyasallarından başka bir şeyle silinmemelidir. Özellikle
deterjan vb. malzemelerle silindiğinde üzerinde lak oluşacağı düşünülerek,
kimyasal temizleyiciler yoksa yalnızca temiz nemli bez ile silinmelidir.
7. Antistatik kimyasallar: AFC-400 gibi PCB temizleme kimyasalları
olup çok çeşitleri mevcuttur. Halı, vinylex gibi malzemelere tatbik edildiğinde
çok ince antistatik katman oluştururlar. Antistatik örtü, yer kaplaması
gibi zeminlere sürüldüğünde antistatik özelliklerini artırır ve uzun ömürlü
olmalarını sağlar.
Bir odadaki statik yük, hava yoluyla + ve - yüklü iyonlar gönderilerek
de nötr hale getirilebilir. Bu sistemler biraz pahalı olduğundan çok ekonomik
çözümler olarak görülmezler. İyon üreteci, statik yüklü cisimlerin üzerine
o cisimleri nötr edecek şekilde iyonları üflerler.
Aşağıda tüm antistatik malzemeleri içeren bir çalışma masası görülmektedir.
Resmin üzerine tıklayarak büyük
olarak görebilirsiniz.
Bu konu ile daha detaylı bilgi isteyenler bana mail atabilirler.
Önümüzdeki aylarda profesyonel elektronik arıza bulma-giderme
konuları üzerine detaylı yazılarımız devam edecek, çalışmalarınıza biraz
yardımım olabilecekse ne mutlu bana.
Bir sonraki ay görüşmek dileklerimle.
İyi çalışmalar...
|