A. ESD
Pengertian ESD (Electro Static Discharge) dan Cara Pencegahannya – Electro Static Discharge atau sering disebut dengan ESD terjadi karena adanya pemindahan arus (charge transfer) dari satu benda ke benda lainnya. Contact (Penyentuhan) dan Separation (Pemisahan) adalah penyebab terjadinya pemindahan arus (charge) tersebut.
Contoh dari contact dan separation antara lain :
- Saat kita berjalan, kaki kita tersentuh dan terpisah dari lantai
- Saat kita menyisir, sisir akan bersentuhan dan berpisah dari kulit kepala
- Saat kita mengetik, jari tangan akan menyentuh keyboard dan kemudian lepas dari keyboard tersebut
Setiap tahunnya perusahaan-perusahaan yang bergerak dibidang Industri perakitan elektronik mengalami kerugian Jutaan US Dollar yang dikarenakan oleh kerusakan komponen-komponen Elektronik. Menurut penelitian, sekitar 60% komponen-komponen elektronik yang rusak adalah disebabkan oleh ESD (Electro Static Discharge). Komponen-komponen Elektronik yang sensitif terhadap ESD adalah komponen-komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor seperti IC (Integrated Circuit), Transistor, Dioda, HLD (Hologram Laser Diode), CCD (Charge-Coupled Device).
Perpindahan arus disebut juga dengan tegangan dengan satuan Volt. Tegangan Statik (Static Electricity) berbeda dengan tegangan Dinamik (Dynamic Electricity) yang kita pakai untuk mengerakkan peralatan Elektronik. Hal ini dikarenakan Tegangan Statik (Static electricity) memiliki level arus/charge yang lebih rendah. Jadi agak sulit bagi manusia untuk merasakannya tetapi sangat berpengaruh terhadap kinerja Komponen Elektronik yang sensitif terhadapnya.
Kerusakan yang terjadi akibat ESD bisa terjadi langsung maupun terpendam (Latent defect)
Kerusakan langsung artinya komponen tersebut langsung rusak dan tidak dapat berfungsi saat melakukan Test/Inspeksi terhadap fungsi produk di produksi sedangkan Kerusakan terpendam (latent defect) baru akan terjadi jika produk tersebut sudah terjual ke tangan konsumer. Kerusakan terpendam ini sangat sulit untuk dapat diketahui karena hanya sebagian dari kinerja komponen yang menjadi lemah atau rendah sehingga usia operasinya akan menurun. Kerusakan seperti ini menyebabkan kekecewaan pemakai/konsumer terhadap barang yang dibelinya. Di kondisi tertentu, kemungkinan akan membahayakan pemakai/konsumer.
Kerusakan langsung artinya komponen tersebut langsung rusak dan tidak dapat berfungsi saat melakukan Test/Inspeksi terhadap fungsi produk di produksi sedangkan Kerusakan terpendam (latent defect) baru akan terjadi jika produk tersebut sudah terjual ke tangan konsumer. Kerusakan terpendam ini sangat sulit untuk dapat diketahui karena hanya sebagian dari kinerja komponen yang menjadi lemah atau rendah sehingga usia operasinya akan menurun. Kerusakan seperti ini menyebabkan kekecewaan pemakai/konsumer terhadap barang yang dibelinya. Di kondisi tertentu, kemungkinan akan membahayakan pemakai/konsumer.
Kerusakan akibat ESD menyebabkan Biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan bukan saja pada harga komponennya, juga menyebabkan terjadinya biaya perbaikan seperti upah buruh dan biaya pergantian komponen lainnya yang berkaitan dengan aktifitas perbaikan tersebut.
Hampir semua area produksi perakitan elektronik memerlukan proteksi (perlindungan) terhadap ESD, diantaranya :
- Incoming area (tempat penerimaan)
- Storage area (tempat penyimpanan)
- Transfer carts (alat pemindahan, contohnya : trolley)
- Manual and Automated Insertion (tempat pemasangan manual maupun auto/mesin)
- Soldering Machine (Solder Mesin)
- Assembly Equipments and Test Equipments (Peralatan perakitan dan peralatan Test)
- Packaging (Pengemasan atau pengepakkan)
- Shipping (Pengiriman)
- Repair Stations (Tempat perbaikan produk)
Daerah yang dirancang untuk meminimalisasikan pengaruh ESD terhadap komponen-komponen Elektronik disebut dengan EPA yang merupakan kepanjangan dari ESD Control Protected Area.
4 Cara Mencegah Kerusakan akibat ESD
Terdapat 4 cara untuk menghindari dan mencegah kerusakan akibat pengaruh ESD :
1. Prevention of Charge generation (mencegah terjadinya pembangkitan arus)
Menghindari aktifitas yang mempunyai kemungkinan untuk membangkitkan arus di area produksi, seperti memindahkan Material atau peralatan yang mempunyai kemungkinan untuk membangkitkan arus di area produksi dan menggunakan Material Antistatic atau perlengkapan Antistatik di area produksi.
2. Dissipation of Charge (Menghilangkan arus)
Menggunakan Grounding untuk menghilangkan Arus. Grounding hanya dapat berfungsi pada material yang memiliki sifat konduktor yaitu bahan yang dapat menghantarkan listrik. Grounding adalah proses menghubungkan Arus Static ke bumi, seperti :
- Memakai Wrist Trap pada manusia yang bekerja
- Memasangkan Kabel Grounding dari Peralatan kerja ke Ground (bumi)
- Memasangkan Kabel Grounding dari Antistatic Mate ke Ground (bumi)
3. Neutralization of Charge (Meng-Netralisasi-kan Arus)
Untuk bahan yang bersifat non-konduktor atau Insulator yaitu bahan yang tidak dapat menghantarkan listrik. Kita harus memakai alat untuk menetralisasikan Electro Static Discharge dengan menggunakan alat yang dinamakan Ionizer. Ionizer adalah alat yang dapat mengeluarkan angin/udara dengan positif dan Negatif ION yang bertujuan untuk menetralisasikan ION di permukaan bahan tersebut.
4. Shielding from Electrostatic (Perlindungan Produk terhadap Elektrostatik)
Untuk melindungi dari produk yang sensitive terhadap pengaruh ESD, diperlukan pembungkusan (packing) agar produk tersebut tidak bersentuhan langsung dengan medan (area) atau bahan yang dapat membangkitkan arus static. Hal ini sangat diperlukan saat melakukan penyimpanan dan pengiriman produk yang setengah jadi (semi-products). Pembungkusan (packaging) untuk perlindungan ESD antara lain : Metalic Shielding bags, Antistatic Polybags, dan Antistatic Tray.
B. EMI
EMI (ElectroMagnetic Interference) adalah masuknya sinyal-sinyal gangguan yang tidak diinginkan ke suatu sirkit atau sistem elektronik yang sedang beroperasi.
Efek yang ditimbulkan EMI cukup beragam, misalnya gangguan gambar garis bintik-bintik di layar TV, gangguan suara derau pada penerima radio, kesalahan penunjukkan angka di counter pom-bensin, operasional error pada perangkat-perangkat medis, munculnya suara gangguan pada system hi-fi, kegagalan fungsi sirkit elektronik dan lain-lain.
EMI dapat menjalar melalui kontak fisik perkabelan, induksi penghantar yang berdekatan atau radiasi gelombang radio. Khusus interferensi melalui radiasi gelombang radio sering juga diistilahkan dengan RFI (Radio Frequency Interference).
Penyebab munculnya EMI ada bermacam-macam. Sebagian disebabkan oleh faktor alamiah seperti radiasi dari matahari atau efek terjadinya petir. Sebagian lagi disebabkan oleh peralatan yang dibuat oleh manusia seperti pemancar radio, generator listrik, mesin kendaraan bermotor, kereta listrik, telepon seluler, komputer, lampu neon, blender, mixer, mesin bor, dan lain-lain. Semuanya itu dapat menjadi sumber EMI yang potensial.
EMI yang dapat menjalar melalui kontak fisik perkabelan biasanya berfrekwensi antara 9kHz – 30MHz. Sedangkan EMI yang menjalar melalui radiasi gelombang radio biasanya berfrekwensi antara 30MHz – 1GHz.
Ketika EMI ini masuk ke dalam saluran sumber tenaga listrik (misalnya jaringan instalasi listrik 220VAC) maka ia dapat mempengaruhi kinerja peralatan elektronik peka yang tersambung ke saluran sumber tenaga itu. Sebagai contoh orang yang menghidupkan penerima radio MW (AM) dengan sumber listrik AC 220V akan lebih banyak mendengar suara derau di speaker daripada ketika menghidupkan radio dengan sumber listrik DC dari baterai.
Ini karena saluran AC 220V telah dipenuhi EMI dan menjadi saluran yang tidak bersih lagi.
Merambahnya gangguan dari suatu sumber EMI ke jaringan sumber tenaga listrik terbagi ke dalam dua pola, yaitu :
1.Common-mode
2.Differential-mode.
Pada gambar (A) diperlihatkan pola common-mode.
EMI common-mode masuk ke dalam jaringan listrik melalui kedua jalur instalasi, yaitu jalur AC 220V dan jalur netral (jalur yang tidak mengandung tegangan AC 220V). Hal ini karena jalur netral (N) memang “netral” bagi AC 220V, namun tidak terhadap ground (aarde). Panjangnya kabel instalasi hingga sampai ke rumah-rumah juga mempengaruhi keadaan ini.
Dari dua arah (jalur AC 220V dan jalur netral) EMI merambah ke beban-beban pemakaian listrik.
Adapun EMI dalam differential-mode masuk ke dalam jaringan melalui jalur AC 220V saja. EMI merambah dari jalur AC 220V ke beban-beban pemakaian listrik kemudian menuju jalur netral.
Patutkah EMI diperhatikan?
Dalam banyak hal EMI memang seolah tidak berdampak apa-apa. Kebanyakan peralatan elektronik tetap bekerja secara normal. Orang pun lalu menyepelekan masalah EMI.
Tetapi dalam kondisi tertentu di mana terdapat peralatan elektronik yang peka terhadap interferensi sinyal-sinyal liar, EMI akan nyata sebagai sebuah gangguan yang tidak bisa diabaikan. Belum lagi pengaruh EMI yang akut dapat mempengaruhi penghitungan meter listrik.
Di Amerika dan negara-negara Eropa EMI distandarkan untuk setiap produk elektronik yang dapat menjadi sumber EMI potensial, juga dalam hal imunitas bagi produk-produk yang peka terhadap EMI. Selain udara, jalur kelistrikan sumber tenaga juga diupayakan sedapat mungkin agar bersih dari faktor EMI yang sering merugikan. Sirkit-sirkit tambahan filter EMI senantiasa disertakan pada berbagai produk elektronik yang dapat menjadi sumber EMI.
Bagaimana dengan di Indonesia?
Mudah saja untuk melihatnya. Ambil contoh dari produk power-supply komputer buatan lokal. Dari sepuluh merek, berapakah yang menerapkan EMI filter?
Mungkin akan ada yang mengatakan : Dua atau tiga!
Mungkin pula akan ada yang mengatakan : Hanya satu!
Bahkan mungkin saja akan ada yang mengatakan : Tidak satupun!
Padahal power-supply komputer dengan sistem SMPS dapat menjadi sumber EMI yang cukup potensial.
Khusus tentang ini ada ulasan tersendiri untuk mengatasinya dalam : Melengkapi power-supply PC dengan EMI-filter .
Lalu, bagaimana untuk meminimalisir (bukan untuk menghilangkan sama-sekali) EMI?
Hal yang dapat dilakukan adalah :
1.Meredam munculnya EMI dari peralatan elektronik yang digunakan yang dapat menjadi sumber EMI
2.Mengoptimalkan jalur kelistrikan dan sedapat mungkin melindunginya dari EMI
3.Membuat imun (kebal) peralatan-peralatan elektronik tertentu terhadap pengaruh EMI.
Ini semua dapat dilakukan salah-satunya adalah dengan penerapan EMI-filter.
Efek yang ditimbulkan EMI cukup beragam, misalnya gangguan gambar garis bintik-bintik di layar TV, gangguan suara derau pada penerima radio, kesalahan penunjukkan angka di counter pom-bensin, operasional error pada perangkat-perangkat medis, munculnya suara gangguan pada system hi-fi, kegagalan fungsi sirkit elektronik dan lain-lain.
EMI dapat menjalar melalui kontak fisik perkabelan, induksi penghantar yang berdekatan atau radiasi gelombang radio. Khusus interferensi melalui radiasi gelombang radio sering juga diistilahkan dengan RFI (Radio Frequency Interference).
Penyebab munculnya EMI ada bermacam-macam. Sebagian disebabkan oleh faktor alamiah seperti radiasi dari matahari atau efek terjadinya petir. Sebagian lagi disebabkan oleh peralatan yang dibuat oleh manusia seperti pemancar radio, generator listrik, mesin kendaraan bermotor, kereta listrik, telepon seluler, komputer, lampu neon, blender, mixer, mesin bor, dan lain-lain. Semuanya itu dapat menjadi sumber EMI yang potensial.
EMI yang dapat menjalar melalui kontak fisik perkabelan biasanya berfrekwensi antara 9kHz – 30MHz. Sedangkan EMI yang menjalar melalui radiasi gelombang radio biasanya berfrekwensi antara 30MHz – 1GHz.
Ketika EMI ini masuk ke dalam saluran sumber tenaga listrik (misalnya jaringan instalasi listrik 220VAC) maka ia dapat mempengaruhi kinerja peralatan elektronik peka yang tersambung ke saluran sumber tenaga itu. Sebagai contoh orang yang menghidupkan penerima radio MW (AM) dengan sumber listrik AC 220V akan lebih banyak mendengar suara derau di speaker daripada ketika menghidupkan radio dengan sumber listrik DC dari baterai.
Ini karena saluran AC 220V telah dipenuhi EMI dan menjadi saluran yang tidak bersih lagi.
Merambahnya gangguan dari suatu sumber EMI ke jaringan sumber tenaga listrik terbagi ke dalam dua pola, yaitu :
1.Common-mode
2.Differential-mode.
Pada gambar (A) diperlihatkan pola common-mode.
EMI common-mode masuk ke dalam jaringan listrik melalui kedua jalur instalasi, yaitu jalur AC 220V dan jalur netral (jalur yang tidak mengandung tegangan AC 220V). Hal ini karena jalur netral (N) memang “netral” bagi AC 220V, namun tidak terhadap ground (aarde). Panjangnya kabel instalasi hingga sampai ke rumah-rumah juga mempengaruhi keadaan ini.
Dari dua arah (jalur AC 220V dan jalur netral) EMI merambah ke beban-beban pemakaian listrik.
Adapun EMI dalam differential-mode masuk ke dalam jaringan melalui jalur AC 220V saja. EMI merambah dari jalur AC 220V ke beban-beban pemakaian listrik kemudian menuju jalur netral.
Patutkah EMI diperhatikan?
Dalam banyak hal EMI memang seolah tidak berdampak apa-apa. Kebanyakan peralatan elektronik tetap bekerja secara normal. Orang pun lalu menyepelekan masalah EMI.
Tetapi dalam kondisi tertentu di mana terdapat peralatan elektronik yang peka terhadap interferensi sinyal-sinyal liar, EMI akan nyata sebagai sebuah gangguan yang tidak bisa diabaikan. Belum lagi pengaruh EMI yang akut dapat mempengaruhi penghitungan meter listrik.
Di Amerika dan negara-negara Eropa EMI distandarkan untuk setiap produk elektronik yang dapat menjadi sumber EMI potensial, juga dalam hal imunitas bagi produk-produk yang peka terhadap EMI. Selain udara, jalur kelistrikan sumber tenaga juga diupayakan sedapat mungkin agar bersih dari faktor EMI yang sering merugikan. Sirkit-sirkit tambahan filter EMI senantiasa disertakan pada berbagai produk elektronik yang dapat menjadi sumber EMI.
Bagaimana dengan di Indonesia?
Mudah saja untuk melihatnya. Ambil contoh dari produk power-supply komputer buatan lokal. Dari sepuluh merek, berapakah yang menerapkan EMI filter?
Mungkin akan ada yang mengatakan : Dua atau tiga!
Mungkin pula akan ada yang mengatakan : Hanya satu!
Bahkan mungkin saja akan ada yang mengatakan : Tidak satupun!
Padahal power-supply komputer dengan sistem SMPS dapat menjadi sumber EMI yang cukup potensial.
Khusus tentang ini ada ulasan tersendiri untuk mengatasinya dalam : Melengkapi power-supply PC dengan EMI-filter .
Lalu, bagaimana untuk meminimalisir (bukan untuk menghilangkan sama-sekali) EMI?
Hal yang dapat dilakukan adalah :
1.Meredam munculnya EMI dari peralatan elektronik yang digunakan yang dapat menjadi sumber EMI
2.Mengoptimalkan jalur kelistrikan dan sedapat mungkin melindunginya dari EMI
3.Membuat imun (kebal) peralatan-peralatan elektronik tertentu terhadap pengaruh EMI.
Ini semua dapat dilakukan salah-satunya adalah dengan penerapan EMI-filter.
yuhuu,bermanfaat banget min
ReplyDeleteSolder uap