स्थिर विद्युत रोधी उपाय स्वच्छ कक्षों में

1. स्थैतिक बिजली का उत्पादन और खतरे

स्थैतिक बिजली इलेक्ट्रॉनों के गति का परिणाम है जो सामग्री के भीतर या दो सामग्रियों के बीच होती है (ध्रुवीकरण और चालकता सहित)। जब दो अलग-अलग सामग्रियां एक दूसरे के संपर्क में आती हैं या बहुत कम दूरी पर होती हैं (जैसे, 10–25 सेमी), तो क्वांटम सुरंग असर के कारण इलेक्ट्रॉन इंटरफेस के पार स्थानांतरित हो जाते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉनों का आदान-प्रदान होता है। जब साम्यावस्था स्थापित हो जाती है, तो सामग्रियों के बीच एक संभावित अंतर बन जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इंटरफेस के दोनों ओर समान मात्रा में धनात्मक और ऋणात्मक चार्ज होते हैं। यदि सामग्रियों को संपर्क के बाद अलग कर दिया जाए, तो वे समान लेकिन विपरीत चार्ज ले जाएंगी। यह स्थैतिक बिजली उत्पादन का मूल सिद्धांत है।

स्थैतिक बिजली मुख्य रूप से तीन तरीकों से उत्पन्न होती है:

• त्रिबोइलेक्ट्रिक चार्जिंग : जब दो अलग-अलग सामग्रियाँ एक दूसरे से संपर्क में आती हैं या रगड़ती हैं, तो इलेक्ट्रॉन कमजोर इलेक्ट्रॉन बंधन क्षमता वाली सामग्री से अधिक बंधन क्षमता वाली सामग्री में स्थानांतरित हो जाते हैं, जिससे एक सामग्री धनात्मक रूप से आवेशित और दूसरी ऋणात्मक रूप से आवेशित हो जाती है।

• चालक आवेशन : चालकों के लिए, इलेक्ट्रॉन सतह पर स्वतंत्र रूप से गति करते हैं। जब कोई चालक किसी आवेशित वस्तु से संपर्क करता है, तो आवेश साम्य तक पहुँचने तक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित होते हैं, जिससे स्थैतिक बिजली उत्पन्न होती है।

• प्रेरण आवेशन : जब किसी चालक को किसी बाहरी स्थिर विद्युत क्षेत्र में रखा जाता है, तो समान आवेशों के मध्य प्रतिकर्षण और विपरीत आवेशों के मध्य आकर्षण के कारण इलेक्ट्रॉन पुनर्वितरित हो जाते हैं, जिससे आवेश असंतुलन और स्थैतिक बिजली उत्पन्न होती है।

स्थिर विद्युत उत्पादन के मूल सिद्धांतों और विधियों से यह स्पष्ट है कि सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के उत्पादन और विनिर्माण में कई चरणों में स्थिर विद्युत उत्पन्न हो सकती है। इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के दौरान, संचालक, कार्यक्षेत्र, उपकरण, घटक और पैकेजिंग सभी चार्ज हो सकते हैं। जहां भी स्थिर विद्युत मौजूद होती है, एक ESD (इलेक्ट्रो-स्टैटिक डिस्चार्ज) घटना होगी। मुख्य खतरों में परिपथों में शोर को उत्प्रेरित करने वाली तात्कालिक डिस्चार्ज धारा और संदर्भ भूमि क्षमता (उदाहरण के लिए, उत्पाद भूमि, सिग्नल भूमि) में उतार-चढ़ाव के कारण सामान्य परिपथ संचालन में हस्तक्षेप शामिल है।

आकाशीय बिजली या विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप की तुलना में स्थिर विद्युत के खतरों में विशिष्ट विशेषताएं होती हैं:

• अदृश्य प्रकृति : ESD घटनाएं अक्सर मनुष्यों के लिए अस्पष्ट होती हैं, लेकिन घटकों को अज्ञात में क्षतिग्रस्त किया जा सकता है।

• अवधि और संचयी प्रभाव : कुछ घटकों में ESD निर्यात के बाद तुरंत विफलता के बिना प्रदर्शन में कमी आ सकती है, लेकिन बाद में उपयोग के दौरान वे विफल हो सकते हैं।

• यादृच्छिकता ESD क्षति उत्पादन, विनिर्माण या रखरखाव के किसी भी चरण में हो सकती है—और किसी भी चार्ज की वस्तु के संपर्क के दौरान, जिससे यह अत्यधिक अप्रत्याशित हो जाती है।

• जटिलता ESD क्षति को अक्सर अन्य प्रकार की विफलताओं के साथ भ्रमित कर दिया जाता है, जिससे गलत निदान होता है।

इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद असेंबली के लिए, स्थैतिक बिजली उत्पाद की गुणवत्ता, उपज और विश्वसनीयता पर गंभीर प्रभाव डालती है। ESD जोखिमों को कम करने के लिए उत्पादन के दौरान स्वच्छ कमरों में व्यवस्थित स्थैतिक विरोधी उपायों को लागू करना आवश्यक है।

2. स्थैतिक बिजली सुरक्षा

प्रभावी स्थैतिक बिजली सुरक्षा आमतौर पर तीन मूल सिद्धांतों का पालन करती है:

1. इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज के संचय को कम या रोकें।

2. सुरक्षित इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज पथ स्थापित करें।

3. आवश्यक और प्रभावी इलेक्ट्रोस्टैटिक निगरानी प्रणाली को लागू करें।

2.1 भू-संपर्क प्रणाली

आवेश संचयन को रोकने और सुरक्षित निर्वहन मार्ग प्रदान करने के लिए एक दृढ़ भू-संपर्क प्रणाली आवश्यक है। स्थैतिक भू-संपर्क में आवेशित वस्तुओं या उन वस्तुओं को, जो स्थैतिक बिजली उत्पन्न करने की संभावना रखती हैं (गैर-इन्सुलेटर), चालकों के माध्यम से पृथ्वी से जोड़ना शामिल है, जिससे वे भूमि के समान क्षमता पर बनी रहें। यह आवेश गति और रिसाव में तेजी लाता है और प्रभावी ढंग से स्थैतिक आवेश को संचित होने से रोकता है।

2.2 पर्यावरण नियंत्रण

स्थैतिक बिजली की उत्पत्ति और परिमाण वातावरणीय आर्द्रता और वायु आयन सांद्रता से घनिष्ठ रूप से संबंधित है। स्थैतिक विद्युत क्षमता आर्द्रता के व्युत्क्रमानुपाती होती है। साफ-सुथरे वातावरण जैसे कि क्लीन रूम में, आयनों की कम सांद्रता से स्थैतिक बिजली उत्पन्न होना आसान हो जाता है।

एक ही क्रिया विभिन्न नमी स्तरों के तहत इलेक्ट्रोस्टैटिक वोल्टेज को एक कोटि के अंतर से उत्पन्न कर सकती है। हालांकि, बहुत अधिक नमी वाली स्थिति उचित नहीं होती है, क्योंकि यह उपकरणों पर संघनन का कारण बन सकती है। नमी को एक उचित सीमा, उदाहरणार्थ 30%–75%, के भीतर बनाए रखना चाहिए।

3. स्थैतिक बिजली की निगरानी

उच्च नमी स्थैतिक बिजली को मानव बोध के स्तर से कम कर सकती है, लेकिन यह फिर भी संवेदनशील घटकों को नुकसान पहुंचा सकती है। सही दृष्टिकोण यह है कि उच्च नमी स्थैतिक बिजली के उत्पादन को दबाती है, जबकि कम नमी इसे बढ़ावा देती है। उन उत्पादों के लिए जिनमेय स्थैतिक नियंत्रण की कठोर आवश्यकता होती है, पारंपरिक सुरक्षात्मक उपायों के अलावा, स्थैतिक बिजली उत्पादन की निगरानी और अभिलेखन आवश्यक है। व्यावहारिक समाधानों में स्थैतिक विरोधी प्रवेश नियंत्रण प्रणालियां और वास्तविक समय ऑनलाइन स्थैतिक बिजली निगरानी प्रणालियां शामिल हैं।

3.1 स्थैतिक विरोधी प्रवेश नियंत्रण प्रणाली

अपने स्रोत पर स्थैतिक बिजली को नियंत्रित करने के लिए, महत्वपूर्ण क्षेत्रों में एंटी-स्टैटिक एक्सेस नियंत्रण प्रणाली लागू की जाती है। ये प्रणाली यह सत्यापित करती है कि स्थैतिक नियंत्रित क्षेत्र में प्रवेश करने वाले कर्मचारियों के पास उचित एंटी-स्टैटिक उपाय या उपकरण हैं या नहीं। कार्यात्मक मॉड्यूल शामिल हैं:

• पहचान और अनुमति सत्यापन

• एंटी-स्टैटिक कलाई पट्टिका और जूतों का परीक्षण

• स्तर नियंत्रण पैनल

प्रभावशीलता बढ़ाने के लिए, उच्च स्वच्छता की आवश्यकता वाले वातावरण में, एयर शावर प्रणालियों के साथ एक्सेस नियंत्रण प्रणाली को एकीकृत किया जा सकता है। एयर शावर दरवाजे के नियंत्रण प्रणाली में एक्सेस संकेतों को शामिल करके, कर्मचारियों के कार्य क्षेत्र में प्रवेश करने के समय से ही एंटी-स्टैटिक उपकरणों की वैधता सुनिश्चित की जाती है।

3.2 वास्तविक समय ऑनलाइन स्थैतिक निगरानी प्रणाली

सामान्य इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में, कर्मचारियों के एंटी-स्टैटिक कलाई स्ट्रैप्स की जांच करने के लिए अक्सर इलेक्ट्रोस्टैटिक टेस्टर्स का उपयोग किया जाता है। ISO 9001 के अनुपालन के लिए, रिकॉर्ड्स को अक्सर मैन्युअल रूप से फॉर्म पर चिह्नित किया जाता है। हालांकि, यदि संचालन के दौरान कोई एंटी-स्टैटिक कलाई स्ट्रैप विफल हो जाता है, या यदि ग्राउंडिंग प्रणाली का कोई हिस्सा डिस्कनेक्ट हो जाता है, तो विफलता का पता लगाना मुश्किल होता है।

इसके समाधान के लिए, कुछ इलेक्ट्रॉनिक्स फैक्ट्रियां अपनी ग्राउंडिंग प्रणाली में वास्तविक समय में ऑनलाइन निगरानी मॉड्यूल शामिल करती हैं। ग्राउंडिंग सर्किट की अखंडता का उपयोग करते हुए, सिस्टम एक लाल बत्ती की चेतावनी (और वैकल्पिक रूप से एक ध्वनिक अलार्म) को तब सक्रिय करता है जब सर्किट का कोई हिस्सा खुला हो या अत्यधिक उच्च प्रतिरोध (उदाहरण के लिए, >10 Ω) हो। यह प्रणाली वास्तविक समय में निगरानी को सक्षम करती है, जिससे झंझट भरे और औपचारिक कागजी रिकॉर्ड्स की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।