تخلیه بار الکترواستاتیک یا ESD چیست؟

حتما تا به حال نام تخلیه بار الکترواستاتیک را شنیده‌اید. اگر تعمیرکار موبایل و یا دیگر وسایل الکترونیکی باشید، در مورد تخلیه بار الکترواستاتیک می‌دانید. بررسی و شناسایی اصول و مبانی تخلیه بار الکترواستاتیک به عنوان یکی از مهم‌­ترین خطرات بالقوه در فرایندهای مرتبط با مواد پرانرژی و سایر صنایع به منظور جلوگیری از بروز خطراتی مانند انفجار و همچنین برای در نظر گرفتن راهکارهای عملی کنترل و کاهش این خطرات بسیار ضروری است. امروز در مای فون می‌خواهیم درمورد تخلیه بار الکترواستاتیک (ESD) و روش‌های محافظت / ضد استاتیکی و تجهیزاتی که برای از بین بردن این بار وجود دارد صحبت کنیم. پس با مای فون همراه باشید تا هر آنچه که در مورد تخلیه بار الکترواستاتیک وجود دارد را بدانید.

 

تخلیه بار الکترواستاتیک یا ESD چیست؟

 

بار الکترواستاتیک یا برق استاتیک یک بار الکتریکی است که در حالت ساکن قرار دارد. این بار به طور عمده توسط عدم تعادل الکترون‌هایی که روی یک سطح خاص یا در هوای محیط باقی می‌مانند، ایجاد می‌شود. عدم تعادل الکترون‌ها (در همه موارد، در اثر عدم وجود یا مازاد الکترون‌ها ایجاد می‌شود) باعث ایجاد میدان الکتریکی شده که قادر است از راه دور سایر اشیاء را تحت تأثیر قرار دهد. تخلیه بار الکترواستاتیک و آغازگری ترکیبات اشتعال ­پذیر موجود نهایتاً باعث بروز یک انفجار بر اثر تخلیه شده و بسیار خطرناک است.

میزان تحت تاثیر قرار گرفتن دیگر اشیاء از بار الکترواستاتیک بسته به نوع ماده، سرعت تماس و جداسازی، رطوبت و چندین عامل دیگر متفاوت است. اثر بار الکترواستاتیک را به همان میزان که می‌توان به راحتی در جای جای زندگی روزمره مشاهده کرد نمی‌توان  همیشه و به راحتی تشخیص داد. صنعت الکترونیک به شدت تحت تأثیر ESD یا تخلیه بار الکترواستاتیک قرار دارد. 

 

علل و منابع تخلیه الکترواستاتیک یا الکتریسیته ساکن

 

۱- شارژ تریبو الکتریک Triboelectric Charging (علت اصلی)

شارژ سه تایی الکتریک زمانی اتفاق می‌افتد که دو ماده پس از تماس با یکدیگر یا هرگونه فعالیت مالش از هم جدا شوند. بنابراین شارژ در حین انتقال الکترون‌ها از یک ماده به ماده دیگر صورت می‌گیرد. شارژ triboelectric می‌تواند بین هر ماده مانند جامدات، مایعات و ذرات هوا اتفاق بیفتد.

 

۲- القای میدان

هرگاه یک جسم به صورت الکترواستاتیک شارژ شود، یک میدان الکتریکی مرتبط با آن بار در اطرافش ایجاد می‌شود. هنگامی که یک دستگاه حساس وارد میدان الکتریکی شود، یک بار الکتریکی در دستگاه القا شده و باعث افزایش زیاد بار در بین دو بدنه می‌شود. بنابراین انتقال این بارها منجر به خرابی فاجعه آمیز شده و حتی باعث می‎شود که دستگاه الکترونیکی به طور دائم از بین برود.

 

خسارت ناشی از تخلیه الکترواستاتیک ESD

تخلیه الکترواستاتیک می‎تواند ویژگی های الکتریکی دستگاه های الکترونیکی مانند مدارهای مجتمع و قطعات الکترونیکی ، به طور عمده قطعات الکترونیکی SMD و حتی انواع مختلف PCB را تغییر داده، تخریب کند و یا از بین ببرد. بنابراین، کنترل استاتیک و محافظت / پیشگیری مؤثر، به منظور محافظت از محصولات در برابر صدمات ناخواسته، ضروری است.

در صنعت ساخت و تعمیر تلفن‌های همراه، ESD-Safety ضروری است زیرا قطعات الکترونیکی SMD که در تلفن‌های همراه استفاده می‌شوند نسبت به بارهای استاتیک بسیار حساس هستند و در صورت تماس با برق استاتیک به راحتی آسیب می‌بینند.

 

حفاظت / پیشگیری از تخلیه الکترواستاتیک ESD

در بسیاری از موارد، افراد در محل کار یکی از تولید کنندگان اصلی برق استاتیک هستند. عمل ساده راه رفتن یا ترمیم مونتاژ مدار، برای تولید هزاران ولت بر روی بدن کافی است.

 

۱- استفاده از وسایل و موادی که بسته بندی عایق ضد استاتیک دارند

بسته بندی‌هایی مانند کیسه‌های محافظ استاتیک، ظروف ESD، محافظت مستقیم از دستگاه‌ها و قطعات در برابر تخلیه الکترواستاتیک می باشد. کاربرد اصلی این مواد بسته بندی برای محافظت از محصول هنگام خارج شدن از محل حفاظت شده ESD است.

کارکرد اصلی این مواد عایق ESD از بین بردن یا به حداقل رساندن تأثیر احتمالی تخلیه الکترواستاتیک ناشی از شارژ تریالکتریک، تخلیه مستقیم و زمینه‌های القای الکترواستاتیک است.

۲- بند محافظ ESD و Heal Strap برای حفاظت از ESD

این بند محافظ، عملکردی بدن انسان را در نزدیکی پتانسیل زمین نگه می دارد، بنابراین مانع فعالیت خطرناک بین بدن و اشیا می‌شود. این تسمه‎هایی که برای  مچ دست و پا هستند، باعث می‌شود تا بارهای الکترونیکی از بدن به زمین منتقل شود.

۳- کفش ایمن ESD

ترکیبی مناسب از مواد در کف  این کفش‌ها جلوگیری از خطر تخلیه بار الکترواستاتیکی در فضا می‌شود. اکیدا توصیه می‌شود در کارگاه‌هایی که خطر ESD وجود دارد و در مناطقی که تحرک پرسنل ضروری است، از این کفش‌ها و پاپوش‌ها استفاده شود.

۴- پوشاک ایمن ESD

لباس ضد استاتیک در اکثر مناطق به خصوص در محیط های خشک محافظ بسیار خوبی برای ESD هستند. برای به حداقل رساندن تأثیر میدان‌های الکترواستاتیک یا بارهایی که ممکن است بر روی لباس شخص وجود داشته باشد، از پوشاک کنترل شده استاتیک استفاده شود.

۵- ایستگاه کاری ایمن نسبت به ESD

زمین محیط مناسب ایستگاه کاری نقش مهمی در محافظت دستگاه‌ها در برابر صدمات ناشی از الکترواستاتیک دارد. استفاده پدها و تشک‌های تعمیراتی ایمن ESD، سیم‌های تخلیه پایه بار و توجه به علائم و آگاهی نسبت به عناصر اصلی در یک ایستگاه کاری، محافظ الکترواستاتیک هستند.

یونیزه کننده ها

یونیزاسیون هوا می‌تواند با شارژ کردن مولکول های گازهای موجود در هوای اطراف، بارهای استاتیک روی اجزای عایق بندی شده و جدا شده را خنثی کند. بارهای استاتیک که در هر سطح وجود دارند می توانند با جذب بارهای قطبی متضاد از هوا خنثی شوند.