ESD - Electro Static Discharge -Electrostatic Sensitive Devices

ESD - Electro Static Discharge - Electrostatic Sensitive Devices - Gambar disebelah sering kita lihat diperalatan electronic/instrumentasi atau print card electronic yang memberi peringatan tentang bahaya electrostatic (listrik statis) dapat merusak peralatan tersebut. ESD sering dartikan sebagai Electro Static Discharge bila dilihat dari fenomena listrik statis yang ditimbulkan atau ESD dapat juga sebagai Electrostatic Sensitive Devices yang berarti peralatan yang sensitif atau dapat rusak karena Electro Static (listrik statis). 

Dengan perkembangan teknologi elektronik dan meningkatnya pemanfaatannya, baik dirumah tangga dan terutama didunia industri (pemanfaatan elektronika daya),  masalah kerusakan peralatan lebih banyak disebabkan karena Electro Static Discharge atau (ESD) . Umunya kerusakan komponen peralatan industri yang menggunakan rangkaian elektronik seperti variabel speed, PLC , sensor dll  disebabkan oleh ESD , komponen tersebut telah terkena tingkat tegangan sangat tinggi. Hal ini dikarenakan komponen - komponen  tersebut jauh lebih sensitif dan semakin kompak/kecil dikarenakan sistim yang terintegrasi , yang berarti lebih banyak fungsi dalam sebuah chip , sehingga jarak antara konduktor menurun dan karena itu jarak isolasi akan semakin dekat (kurang dari 0.002 mm).

Pelepasan muatan listrik statis (ESD - Electro Static Discharge) dapat terjadi dikarenakan hal sebagai berikut :

• Menggosok - gosokan dua permukaan material satu sama lain. 
• Pemisahan dua permukaan maerial satu sama lain , misalnya saat melepas penutup plastik dari isinya . 
• Induksi disebabkan oleh listrik statis tanpa kontak material. 

Kerusakan diakibatkan oleh ESD dapat dibagi menjadi dua kelompok ,yaitu : kerusakan langsung dan cacat laten . Kerusakan langsung cukup mudah untuk dideteksi karena komponen tidak akan bekerja sama sekali dan tidak akan bisa melewati QC/QA dipabrik sebelum dikirim kekonsumen.  Sedangkan cacat laten bisa sangat sulit untuk teridentifikasi karena komponen tersebut masih bekerja sesuai fungsinya sehingga lolos dari QA/QC di pabrikan, namun penggunaannya dilapangan tidak handal dan umur pakainya lebih pendek sehingga tentu saja kerugian ditanggung oleh pihak konsumen.

Contoh kerusakan yang ditimbulkan oleh ESD pada peralatan digital adalah : 

• Kondisi logika " Satu ( 1 ) " menjadi " Nol  (0) " dan " Nol ( 0 )" menjadi " Satu ( 1 )" tanpa sebab. 
• Tidak ada " Satu ( 1 ) " atau " Nol  (0) " sama sekali ( rangkaian mati) . 

Sedangkan contoh kerusakan yang ditimbulkan oleh ESD pada peralatan Analog adalah : 

• Akurasi pengukuran berkurang
• Tingkat tegangan salah sehingga memerlukan penyesuaian (adjustment)
• Kerusakan fungsi

Level tegangan statis 

Umumnya level tegangan antara 100-500 V dapat merusak komponen elektronik. Untuk komponen elektronik yang sangat sensitif , hanya dapat bertahan pada level tegangan antara 25-170 V.  Pada peralatan elektronik , ketika kita mendengar bunyi " klik " saat menyentuhnya bisa jadi ketika itu telah terjadi fenomena ESD. Dan ketika fenomena ESD tersebut terjadi, kemungkinan listrik statis yang timbul dapat mencapai level tegangan setidaknya 3,5 kV . Percikan api kecil ketika memegang atau menyentuh peralatan elektronik juga merupakan fenomena ESD dengan level tegangan listrik statis setidaknya 10 kV . 

Berikut beberapa nilai level tegangan statis yang timbul saat fenomena ESD terjadi : 

• Berjalan di atas karpet  : 10 - 20 kV 
• Berjalan di lantai plastik ( PVC ) : 2 - 5 kV 
• Berjalan di lantai anti - statis : 0-2 kV 
• Mengangkat kertas dari meja : 5 - 35 kV 
• Bangkit dari kursi : 10 -25 kV 

Perlindungan terhadap kerusakan ESD 

Sangat penting untuk mengurangi risiko terjadinya fenomena ESD pada peralatan elektronik. Hindarilah segala sesuatu yang dapat menimbulkan fenomena ESD ketika kita memperbaiki atau melaukan pemeliharran pada peralatan elektronik. Untuk meminimalisasi terjadinya fenomena ESD ketika bekerja dengan peralatan elektronik , dapat dilakukan beberapa hal , sbb :

• Selalu menggunakan gelang tangan yang terhubung ke ground ketika bekerja dengan komponen listrik 
• Selalu gunakan kotak / bungkus yang sesuai (ESD Protected bags) ketika menyimpan peralatan elektronic.
• Menghubungkan semua mesin dan peralatan ke ground.
• Menjaga level kelembaban udara disekeliling peralatan

Kelengkapan peralatan dan asesoris untuk mengindari terjadinya gejala ESD, dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Sumber : Tulisan diatas disadur dari dokumen  
ABB Automation Technology Products AB, Control ;
Nasa , Academy of Aerospace Quality (AQQ) .
Semoga bermanfaat .