Mga Hakbang Laban sa Elektrostatisidad sa Mga Malilinis na Silid

1. Pagbuo at Mga Panganib ng Kuryenteng Istatis

Ang kuryenteng istatis ay ang resulta ng paggalaw ng mga electron sa loob o sa pagitan ng mga materyales (kabilang ang polarisasyon at konduksyon). Kapag ang dalawang magkaibang materyales ay dumikit o nasa napakaliit na distansya (hal., 10–25 cm), ang mga electron ay tumatawid sa interface dahil sa epekto ng quantum tunneling, na nagdudulot ng palitan ng electron. Kapag naka-equilibrium na, nabubuo ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga materyales, na nagreresulta sa pantay na dami ng positibo at negatibong singil sa magkabilang panig ng interface. Kung ang mga materyales ay hiwalay pagkatapos ng kontak, magdadala sila ng pantay ngunit magkasalungat na mga singil. Ito ang pangunahing prinsipyo ng pagbuo ng kuryenteng istatis.

Ang kuryenteng istatis ay pangunang nabubuo sa tatlong paraan:

• Triboelectric Charging : Kapag ang dalawang magkaibang materyales ay nagkontak o nagrurub nang isa't isa, ang mga electron ay naglilipat mula sa materyal na may mahinang kakayahang pagpapakilos ng electron papunta sa may mas malakas na pagkakawangis, na nagdudulot ng isa pang materyales na maging positibo at ang isa naman ay negatibo.

• Paggawa ng Kuryente : Para sa mga conductor, ang mga electron ay malayang gumagalaw sa ibabaw. Kapag ang isang conductor ay nakakontak sa isang bagay na may kuryente, ang mga electron ay lilipat hanggang sa maabot ang balanse ng kuryente, na magreresulta sa istatikong kuryente.

• Induktibong Paggawa : Kapag ang isang conductor ay inilagay sa isang panlabas na electrostatic na field, ang mga electron ay muling nagkakalat dahil sa pagtulak ng magkaparehong singas at pag-akit ng magkaibang singas, na nagdudulot ng hindi balanseng singas at istatikong kuryente.

Mula sa mga pangunahing prinsipyo at paraan ng pagbuo ng kuryenteng estadiko, malinaw na maraming yugto sa produksyon at pagmamanupaktura ng mga karaniwang produkto ng elektronika ang maaaring makagawa ng kuryenteng estadiko. Sa pagmamanupaktura ng elektronika, ang mga operador, mesa ng trabaho, kagamitan, mga bahagi, at pakete ay maaaring ma-charge. Saanmang may kuryenteng estadiko, ang isang ESD (Electro-Static Discharge) na pangyayari ay mangyayari. Ang mga pangunahing panganib ay kinabibilangan ng biglang discharge ng kuryente na naghihikayat ng ingay sa mga circuit at nagdudulot ng mga pagbabago sa reference ground potentials (hal., product ground, signal ground), kaya nag-iinterfere sa normal na operasyon ng circuit.

Ang mga panganib na dulot ng kuryenteng estadiko ay may natatanging mga katangian kung ihahambing sa kidlat o electromagnetic interference:

• Katagong Kalikasan : Ang mga ESD event ay kadalasang hindi napapansin ng mga tao, ngunit ang mga bahagi ay maaaring masira nang hindi nalalaman.

• Tagal at Kumulatibong Epekto : Maaaring magdusa ang ilang mga bahagi mula sa nabawasan na pagganap pagkatapos ng ESD exposure nang hindi agad nabigo, ngunit maaari itong mabigo sa susunod na paggamit.

• Kataasan : Maaaring mangyari ang ESD damage sa anumang yugto—produksyon, pagmamanupaktura, o pagpapanatili—at habang nakikipag-ugnay sa anumang bagay na may kuryente, kaya't ito ay lubhang hindi maunawaan.

• Kumplikado : Madalas na nakakalito ang ESD damage sa ibang uri ng mga pagkabigo, na nagreresulta sa maling pagdidiskubre.

Para sa pag-aayos ng elektronikong produkto, ang kuryenteng istatiko ay malubhang nakakaapekto sa kalidad ng produkto, bilang ng yield, at pagkakasigurado. Kailangang isagawa ang sistematikong mga hakbang laban sa istatiko upang mabawasan ang panganib ng ESD sa panahon ng produksyon.

2. Proteksyon sa Kuryenteng Istatiko

Ang epektibong proteksyon sa kuryenteng istatiko ay karaniwang sumusunod sa tatlong pangunahing prinsipyo:

1. Bawasan o maiwasan ang pagtambak ng mga elektrostatikong singil.

2. Itatag ang ligtas na landas para sa paglabas ng kuryenteng istatiko.

3. Isagawa ang kinakailangan at epektibong sistema ng pagmamanman ng kuryenteng istatiko.

2.1 Sistema ng Pagbaba ng Lupa

Mahalaga ang matibay na sistema ng pagbaba ng lupa upang maiwasan ang pag-asa ng kuryente at magbigay ng ligtas na landas para sa pagbaba nito. Ang electrostatic grounding ay nagsasangkot ng pagkonekta ng mga bagay na may kuryente o mga bagay na maaaring makagawa ng kuryenteng static (hindi insulator) sa lupa sa pamamagitan ng mga conductor, upang manatili silang nasa parehong potensyal ng lupa. Ito ang nagpapabilis sa paggalaw at pagtagas ng kuryente, na epektibong nagpapalaya sa static charge upang maiwasan ang pag-asa nito.

2.2 Kontrol sa Kapaligiran

Ang pagkagawa at sukat ng kuryenteng static ay malapit na kaugnay ng kahaluman ng kapaligiran at konsentrasyon ng ion sa hangin. Ang electrostatic potential ay nasa kabaligtaran na ugnayan sa kahaluman. Sa mga ultra-linis na kapaligiran tulad ng cleanrooms, ang mababang konsentrasyon ng ion ay nagpapadali sa paggawa ng kuryenteng static.

Ang parehong aksyon ay maaaring makapaglikha ng electrostatic voltages na magkaiba ng isang order of magnitude sa ilalim ng iba't ibang antas ng kahalumigmigan. Gayunpaman, ang sobrang mataas na kahalumigmigan ay hindi inirerekomenda, dahil maaari itong maging sanhi ng kondensasyon sa kagamitan. Dapat panatilihin ang kahalumigmigan sa loob ng makatwirang saklaw, tulad ng 30%–75%.

3. Electrostatic Monitoring

Maaaring mapababa ng mataas na kahalumigmigan ang kuryenteng estadong hanggang sa antas na hindi nararamdaman ng mga tao, ngunit maaari pa rin nitong masira ang mga sensitibong bahagi. Ang tamang paraan ay kilalanin na ang mataas na kahalumigmigan ay nagpapahina sa pagkabuo ng kuryenteng estadong, habang ang mababang kahalumigmigan ay nagpapalala nito. Para sa mga produkto na nangangailangan ng mahigpit na kontrol sa kuryenteng estadong, bukod sa tradisyonal na mga pananggalang, kinakailangan ang pagmamanman at pagtatala ng pagkabuo ng kuryenteng estadong. Ang mga praktikal na solusyon ay kinabibilangan ng mga anti-static access control system at real-time online electrostatic monitoring system.

3.1 Anti-Static Access Control System

Upang kontrolin ang kuryenteng estadiko sa pinagmulan nito, ipinapatupad ang mga anti-static na sistema ng control sa pagpasok sa mga mahalagang lugar. Ang mga sistemang ito ay nagsusuri kung ang mga tauhan na papasok sa mga lugar na kontrolado laban sa estadiko ay mayroong angkop na mga hakbang o kagamitan na anti-static. Kasama sa mga functional module ang:

• Pag-verify ng identidad at pahintulot

• Pagsusuri ng anti-static wrist straps at sapatos

• Mga panel ng kontrol sa lebel

Upang mapataas ang epektibidada, sa mga kapaligirang nangangailangan ng mataas na kalinisan, maaaring i-integrate ang sistema ng control sa pagpasok kasama ang mga air shower system. Sa pamamagitan ng pagbubuklod ng mga signal sa pagpasok sa sistema ng control ng pinto ng air shower, masiguro ang bisa ng mga anti-static na kagamitan mula sa sandaling pumasok ang mga tauhan sa lugar ng trabaho.

3.2 Real-Time Online na Sistema ng Pagsusuri sa Elektrostatisidad

Sa pangkalahatang pagmamanupaktura ng electronics, ang electrostatic testers ay karaniwang ginagamit upang suriin ang anti-static wrist strap ng mga empleyado. Upang sumunod sa ISO 9001, ang mga talaan ay madalas na pinapamarkahan nang manu-mano sa mga form. Gayunpaman, kung ang isang anti-static wrist strap ay bumagsak habang nag-ooperasyon, o kung ang isang bahagi ng grounding system ay nawalan ng koneksyon, mahirap na agad na matuklasan ang pagkabigo.

Upang tugunan ito, ang ilang electronics factory ay nagpapaincorporate ng real-time online monitoring modules sa kanilang grounding system. Gamit ang integridad ng grounding circuit, ang sistema ay nag-trigger ng red light alert (at opsyonal na isang tunog na alarm) kung ang anumang bahagi ng circuit ay bukas o may labis na mataas na resistance (hal., >10 Ω). Pinapayagan ng sistema itong real-time monitoring, na nag-elimina sa pangangailangan ng nakakapagod at ritwal na papel na mga talaan.