۱. چرا الکتریسیته ساکن مشکلساز است؟
بار الکتریکی ساکن زمانی ایجاد میشود که دو ماده با یکدیگر تماس پیدا کرده و سپس از هم جدا شوند. در کلینروم، منابع متداول ایجاد بار ساکن عبارتاند از:
- راه رفتن و حرکت کارکنان
- اصطکاک لباس با بدن
- اصطکاک پارچههای مصنوعی با سایر مواد
ممکن است بدن انسان مقدار قابلتوجهی بار الکتریکی در خود جمع کند، بدون اینکه فرد آن را احساس کند. سپس این بار میتواند بهصورت یک تخلیه الکترواستاتیکی بسیار سریع (ESD) به یک قطعه الکترونیکی منتقل شود و به ساختارهای حساس مانند نیمهرساناها، سنسورها و مدارهای مجتمع آسیب برساند.
آسیب ESD معمولاً به دو شکل دیده میشود:
آسیب فوری (Catastrophic): قطعه بلافاصله از کار میافتد.
آسیب پنهان یا تأخیری (Latent): قطعه در ابتدا کار میکند، اما در اثر آسیب ایجادشده، ممکن است در آینده دچار خرابی شود.
۲. پارچه آنتیاستاتیک چگونه بار الکتریکی را کنترل میکند؟
لباسهای آنتیاستاتیک معمولاً از پارچههایی ساخته میشوند که در ساختار آنها الیاف یا نخهای رسانا و اتلافکننده بار الکتریکی بهکار رفته است.در بسیاری از این پارچهها، یک شبکه یا نوارهای نخ رسانا در ساختار پارچه قرار میگیرد.
این ساختار باعث میشود بار الکتریکی بهجای تجمع در یک نقطه، در سطح لباس توزیع شده و از طریق یک مسیر کنترلشده تخلیه شود.بهصورت ساده:
بار الکتریکی → نخ یا شبکه رسانا → سطح لباس → تخلیه کنترلشده → سیستم اتصال به زمین
هدف این نیست که لباس الزاماً کاملاً رسانا باشد؛ بلکه باید امکان اتلاف و تخلیه کنترلشده بار را فراهم کند تا از تخلیه ناگهانی و مخرب جلوگیری شود.
۳. نقش اتصال به زمین (Grounding)
خود لباس آنتیاستاتیک تنها یکی از اجزای سیستم کنترل ESD است.برای اینکه بار ایجادشده واقعاً از بدن و لباس خارج شود، باید یک مسیر مناسب برای تخلیه وجود داشته باشد. برای مثال:
بدن فرد → لباس آنتیاستاتیک → کفش ESD → کفپوش ESD → اتصال به زمین
این مسیر باعث میشود بار الکتریکی بهصورت تدریجی و کنترلشده تخلیه شود.بنابراین، پوشیدن لباس آنتیاستاتیک بدون وجود سیستم مناسب اتصال به زمین، لزوماً حفاظت کامل در برابر ESD ایجاد نمیکند.
۴. لباس چگونه میدان الکتریکی را کاهش میدهد؟
بدن یا لباس دارای بار الکتریکی میتواند یک میدان الکتریکی در اطراف خود ایجاد کند. قطعات حساس حتی بدون تماس مستقیم نیز ممکن است تحت تأثیر القای الکترواستاتیکی قرار بگیرند.الیاف و نخهای رسانای موجود در لباس آنتیاستاتیک میتوانند به توزیع بار در سطح وسیعتری از لباس کمک کنند و از تجمع شدید بار در یک نقطه جلوگیری کنند.در نتیجه، موارد زیر کاهش مییابد:
- میدانهای الکتریکی موضعی و شدید
- تجمع بار روی لباس
- جذب ذرات توسط لباس
- احتمال تخلیه کنترلنشده در نزدیکی قطعات حساس
این موضوع بهخصوص هنگام کار با نیمهرساناها و مدارهای الکترونیکی بدون پوشش محافظ اهمیت زیادی دارد.
۵. چرا لباس کلینروم باید هم خاصیت ESD و هم قابلیت کنترل ذرات داشته باشد؟
هر لباس آنتیاستاتیکی الزاماً برای استفاده در کلینروم مناسب نیست.لباسهای کلینروم بهگونهای طراحی میشوند که انتشار موارد زیر را به حداقل برسانند:
- الیاف پارچه
- ذرات پوست
- گردوغبار
- پرز و ذرات نساجی
- آلودگیهای ایجادشده در اثر حرکت
بنابراین لباس باید دو ویژگی مهم را همزمان داشته باشد:
ویژگی هدف
| کنترل ESD | جلوگیری از ایجاد تخلیه الکتریکی مخرب |
| عملکرد کلینروم | جلوگیری از ورود آلودگی به محصول و فرآیند |
برای مثال، پارچهای که از نظر الکتریکی عملکرد بسیار خوبی دارد اما مقدار زیادی پرز آزاد میکند، ممکن است برای تولید نیمهرسانا یا تجهیزات الکترونیکی دقیق مناسب نباشد.
۶. تأثیر رطوبت بر الکتریسیته ساکن
رطوبت نسبی هوا نیز بر رفتار الکتریسیته ساکن تأثیر دارد.در رطوبت پایین، بسیاری از مواد عایق تمایل بیشتری به حفظ بار الکتریکی دارند و بار سختتر تخلیه میشود.افزایش رطوبت میتواند در برخی مواد باعث افزایش رسانایی سطحی و تسهیل تخلیه بار شود. با این حال، کنترل رطوبت بهتنهایی جایگزین سیستم مناسب کنترل ESD نیست و شرایط رطوبت باید بر اساس نیاز فرآیند و محصول تعیین شود.
۷. هنگام کار با یک قطعه الکترونیکی چه اتفاقی میافتد؟
فرض کنید اپراتور در حال کار با یک قطعه نیمهرسانای حساس است.بدون کنترل مناسب ESD:
حرکت فرد → تجمع بار روی بدن و لباس → افزایش پتانسیل الکتریکی → نزدیک شدن یا تماس با قطعه → تخلیه ESD → احتمال آسیب به قطعه
اما با استفاده از لباس آنتیاستاتیک مناسب و یک سیستم کامل اتصال به زمین:
حرکت فرد → ایجاد بار → توزیع بار در ساختار رسانای لباس → انتقال کنترلشده به زمین → کاهش تجمع ولتاژ → کاهش احتمال تخلیه مخرب
بنابراین اصل اساسی، تخلیه و اتلاف کنترلشده بار الکتریکی است، نه اینکه لباس صرفاً جلوی الکتریسیته ساکن را بگیرد.
۸. طراحی لباس نیز اهمیت زیادی دارد
عوامل مختلفی میتوانند بر عملکرد لباس آنتیاستاتیک تأثیر بگذارند، از جمله:
- نوع و ترکیب نخ رسانا
- فاصله و شکل شبکه رسانا
- مقاومت سطحی پارچه
- مقاومت الکتریکی لباس نسبت به زمین
- نوع دوخت و درزها
- نوع زیپ و سایر متعلقات
- میزان پوشش بدن
- سرآستین و قسمت مچ پا
- ساختار و ترکیب پارچه
- نحوه شستوشو و نگهداری
- سازگاری لباس با دستکش، کفش، کفپوش و سایر تجهیزات ESD
شستوشوی مکرر نیز میتواند در برخی پارچهها بر عملکرد الکتریکی تأثیر بگذارد؛ بنابراین لباس باید مطابق مشخصات فنی خود، آزمایش، نگهداری و کنترل دورهای شود.
دیدگاه خود را بنویسید