Langkah Pencegahan Elektrik Statik dalam Bilik Pembersihan

1. Penjanaan dan Bahaya Elektrik Statik

Elektrik statik adalah hasil daripada pergerakan elektron dalam atau antara bahan (termasuk pengkutuban dan pengaliran). Apabila dua bahan berlainan bersentuhan atau berada dalam jarak yang sangat dekat (contohnya, 10–25 cm), elektron menembusi antara muka disebabkan oleh kesan penembusan kuantum, seterusnya menyebabkan pertukaran elektron. Apabila keseimbangan tercapai, beza keupayaan terbentuk antara bahan tersebut, menghasilkan jumlah cas positif dan negatif yang sama pada kedua-dua belah antara muka. Sekiranya bahan tersebut dipisahkan selepas bersentuhan, ia akan membawa cas yang sama tetapi bertentangan. Inilah prinsip asas penjanaan elektrik statik.

Elektrik statik terutamanya dijana melalui tiga cara:

• Pengecasan Triboelektrik : Apabila dua bahan berbeza bersentuhan atau bergeser antara satu sama lain, elektron akan berpindah dari bahan dengan keupayaan ikatan elektron yang lebih lemah ke bahan dengan keupayaan ikatan yang lebih kuat, menyebabkan satu bahan menjadi bercas positif manakala bahan yang satu lagi menjadi bercas negatif.

• Pengecasan Konduktif : Bagi konduktor, elektron bergerak bebas di permukaan. Apabila konduktor bersentuhan dengan objek bercas, elektron akan berpindah sehingga keseimbangan cas tercapai, menghasilkan elektrik statik.

• Pengecasan Induktif : Apabila konduktor ditempatkan dalam medan elektrostatik luaran, elektron akan diedarkan semula disebabkan oleh penolakan antara cas yang sama dan penarikan antara cas yang berlawanan, menyebabkan ketidakseimbangan cas dan menghasilkan elektrik statik.

Daripada prinsip asas dan kaedah penjanaan elektrik statik, jelas bahawa banyak peringkat dalam pengeluaran dan pembuatan produk elektronik am boleh menjana elektrik statik. Semasa pembuatan elektronik, operator, meja kerja, alat, komponen, dan pembungkusan boleh menjadi bercas. Di mana sahaja elektrik statik wujud, kejadian ESD (Electro-Static Discharge) akan berlaku. Bahaya utama termasuk arus pelepasan seketika yang menghasilkan bising dalam litar dan menyebabkan kejutan pada keupayaan rujukan bumi (contohnya, bumi produk, bumi isyarat), seterusnya mengganggu operasi litar yang normal.

Bahaya elektrik statik mempunyai ciri-ciri unik berbanding kilat atau gangguan elektromagnetik:

• Sifat Tersembunyi : Kejadian ESD sering tidak dapat dikesan oleh manusia, tetapi komponen boleh rosak tanpa disedari.

• Kesan Tertangguh dan Kumulatif : Sesetengah komponen mungkin mengalami penurunan prestasi selepas pendedahan ESD tanpa kegagalan serta-merta, tetapi ia mungkin gagal kemudian semasa digunakan.

• Keseragaman : Kerosakan ESD boleh berlaku pada bila-bila masa — semasa pengeluaran, pembuatan, atau penyelenggaraan — dan semasa bersentuhan dengan sebarang objek bercas, menjadikannya sangat tidak dapat diramalkan.

• Kerumitan : Kerosakan ESD sering disalah ertikan sebagai kegagalan jenis lain, menyebabkan diagnosis yang tidak tepat.

Bagi pemasangan produk elektronik, elektrik statik memberi kesan yang ketara terhadap kualiti produk, hasil pengeluaran dan kebolehpercayaannya. Langkah-langkah anti-statik secara sistematik mesti dilaksanakan di dalam bilik pembersihan untuk meminimumkan risiko ESD semasa pengeluaran.

2. Perlindungan Elektrik Statik

Perlindungan elektrik statik yang berkesan biasanya mengikuti tiga prinsip asas berikut:

1. Mengurangkan atau mengelakkan pengumpulan cas elektrostatik.

2. Mewujudkan laluan pelepasan elektrostatik yang selamat.

3. Melaksanakan sistem pemantauan elektrostatik yang perlu dan berkesan.

2.1 Sistem Pembumian

Sistem pembumian yang kukuh adalah penting untuk mengelakkan pengumpulan cas dan menyediakan laluan pelepasan yang selamat. Pembumian elektrostatik melibatkan penyambungan objek bercas atau objek yang berkemungkinan menghasilkan elektrik statik (bukan penebat) ke bumi melalui konduktor, memastikan ia kekal pada keupayaan yang sama dengan bumi. Ini mempercepatkan pergerakan dan kebocoran cas, berkesan melepaskan cas statik untuk mengelakkan pengumpulan.

2.2 Kawalan Persekitaran

Penjanaan dan magnitud elektrik statik berkait rapat dengan kelembapan persekitaran dan kepekatan ion udara. Keupayaan elektrostatik berkadar songsang dengan kelembapan. Di persekitaran ultra bersih seperti bilik pembersih, kepekatan ion yang rendah menjadikan elektrik statik lebih mudah dijana.

Tindakan yang sama boleh menghasilkan voltan elektrostatik yang berbeza sebanyak satu magnitud pada tahap kelembapan yang berbeza. Walau bagaimanapun, kelembapan yang terlalu tinggi tidak digalakkan kerana ia boleh menyebabkan pengelapan pada peralatan. Kelembapan perlu dikekalkan dalam julat yang munasabah, seperti 30%–75%.

3. Pemantauan Elektrostatik

Kelembapan tinggi boleh mengurangkan elektrik statik kepada tahap yang tidak dapat dikesan oleh manusia, tetapi ia masih boleh memudaratkan komponen yang sensitif. Pendekatan yang betul adalah dengan mengiktiraf bahawa kelembapan tinggi menekan penghasilan statik, manakala kelembapan rendah memperburuk keadaan. Bagi produk yang memerlukan kawalan statik yang ketat, selain daripada langkah perlindungan tradisional, pemantauan dan merekodkan penghasilan elektrik statik adalah perlu. Penyelesaian praktikal merangkumi sistem kawalan akses antistatik dan sistem pemantauan elektrostatik dalam talian secara masa nyata.

3.1 Sistem Kawalan Akses Antistatik

Untuk mengawal elektrik statik pada sumbernya, sistem kawalan akses anti-statik telah dilaksanakan di kawasan kritikal. Sistem-sistem ini mengesahkan sama ada kakitangan yang memasuki zon terkawal statik mempunyai langkah atau peralatan anti-statik yang sesuai. Modul fungsian merangkumi:

• Pengesahan identiti dan kebenaran

• Ujian gelang penghadang statik dan kasut

• Panel kawalan aras

Untuk meningkatkan keberkesanan, di persekitaran yang memerlukan kebersihan tinggi, sistem kawalan akses boleh dijelmukan dengan sistem mandian udara. Dengan memasukkan isyarat akses ke dalam sistem kawalan pintu mandian udara, kesahihan peralatan anti-statik dapat dijamin sejak kakitangan memasuki kawasan kerja.

3.2 Sistem Pemantauan Elektrostatik Atas Talian Sebenar

Secara amnya dalam pembuatan elektronik, penguji elektrostatik biasanya digunakan untuk memeriksa tali gelang anti-statik pekerja. Untuk mematuhi ISO 9001, rekod biasanya ditanda secara manual pada borang. Walau bagaimanapun, jika tali gelang anti-statik gagal semasa operasi, atau jika sebahagian daripada sistem pembumian menjadi terputus, adalah sukar untuk mengesan kegagalan tersebut dengan segera.

Untuk mengatasi perkara ini, beberapa kilang elektronik memasukkan modul pemantauan dalam talian secara masa nyata ke dalam sistem pembumian mereka. Dengan memanfaatkan keseluruhan litar pembumian, sistem tersebut akan memicu amaran lampu merah (dan secara pilihan amaran bunyi) jika sebahagian daripada litar tersebut terbuka atau mempunyai rintangan yang terlalu tinggi (contoh, >10 Ω). Sistem ini membolehkan pemantauan secara masa nyata, seterusnya menghilangkan keperluan rekod kertas yang membazir dan bersifat formaliti.