स्थैतिक विद्युत का उत्पादन, प्रभाव और संरक्षण

स्थैतिक विद्युत का उत्पादन, प्रभाव और संरक्षण

I. स्थैतिक बिजली का उत्पादन:

1. घर्षण: दैनिक जीवन में, स्थैतिक बिजली तब उत्पन्न होती है जब विभिन्न सामग्रियों की कोई दो वस्तुएँ संपर्क में आती हैं और फिर अलग हो जाती हैं। स्थैतिक बिजली पैदा करने का सबसे आम तरीका घर्षण के माध्यम से है। किसी सामग्री का इन्सुलेशन जितना बेहतर होगा, घर्षण के माध्यम से स्थैतिक बिजली उत्पन्न करना उतना ही आसान होगा। इसके अतिरिक्त, स्थैतिक बिजली तब भी उत्पन्न की जा सकती है जब विभिन्न पदार्थों की कोई दो वस्तुएँ संपर्क में आती हैं और फिर अलग हो जाती हैं।

2. प्रेरण: प्रवाहकीय सामग्रियों के लिए, इलेक्ट्रॉन उनकी सतह पर स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो सकते हैं। यदि विद्युत क्षेत्र में रखा जाए, तो समान आवेशों के प्रतिकर्षण और विपरीत आवेशों के आकर्षण के कारण सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित हो जाएंगे।

3. चालन: प्रवाहकीय सामग्रियों के लिए, इलेक्ट्रॉन उनकी सतह पर स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो सकते हैं। यदि वे किसी आवेशित वस्तु के संपर्क में आते हैं, तो चार्ज स्थानांतरण हो जाएगा।

द्वितीय. इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग पर स्थैतिक विद्युत का प्रभाव

एकीकृत सर्किट घटकों में सर्किटरी का लघुकरण, कम वोल्टेज झेलने की क्षमता और छोटा सर्किट क्षेत्र इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) के प्रति उनके प्रतिरोध को कमजोर कर देता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र और धाराएँ इन उच्च घनत्व वाले घटकों के लिए घातक खतरा बन जाते हैं। इसके साथ ही, प्लास्टिक जैसी अत्यधिक इन्सुलेशन सामग्री के व्यापक उपयोग से स्थैतिक बिजली उत्पादन की संभावना काफी बढ़ जाती है। दैनिक जीवन में चलने, वायु संचलन और संचालन जैसी गतिविधियों के माध्यम से स्थैतिक बिजली उत्पन्न होती है। जबकि आमतौर पर यह माना जाता है कि केवल CMOS चिप्स ही स्थैतिक बिजली के प्रति संवेदनशील होते हैं, वास्तव में, अत्यधिक एकीकृत इलेक्ट्रॉनिक घटक काफी संवेदनशील होते हैं।

ए. इलेक्ट्रॉनिक घटकों पर स्थैतिक विद्युत का प्रभाव

1. स्थैतिक बिजली धूल को आकर्षित करती है, सर्किट के बीच प्रतिबाधा को बदल देती है और उत्पाद की कार्यक्षमता और जीवनकाल को प्रभावित करती है।

2. विद्युत क्षेत्र या धाराएं घटकों के इन्सुलेशन या कंडक्टरों को नुकसान पहुंचा सकती हैं, जिससे वे निष्क्रिय (पूरी तरह से नष्ट) हो सकते हैं।

3. तात्कालिक विद्युत क्षेत्रों या धाराओं द्वारा उत्पन्न गर्मी घटकों को नुकसान पहुंचा सकती है, जिससे वे कार्य करना जारी रख सकते हैं लेकिन उनके जीवनकाल को छोटा कर सकते हैं।

बी. स्थैतिक विद्युत क्षति के लक्षण:

1. कपटी: मानव शरीर स्थैतिक बिजली को तब तक प्रत्यक्ष रूप से अनुभव नहीं कर सकता जब तक कि इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज न हो। फिर भी बिजली के झटके का एहसास हमेशा महसूस नहीं होता. ऐसा इसलिए है क्योंकि मानव शरीर केवल 2-3KV के इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज वोल्टेज को ही समझ सकता है।

2. अव्यक्त: कुछ इलेक्ट्रॉनिक घटक स्थैतिक बिजली क्षति के बाद स्पष्ट प्रदर्शन में गिरावट नहीं दिखाते हैं, लेकिन बार-बार डिस्चार्ज होने से आंतरिक क्षति हो सकती है, छिपे हुए खतरे पैदा हो सकते हैं और स्थैतिक बिजली के प्रति घटक की संवेदनशीलता बढ़ सकती है। मौजूदा समस्याओं का कोई इलाज नहीं है . 3. यादृच्छिकता: किन परिस्थितियों में इलेक्ट्रॉनिक घटकों को इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) क्षति होगी? यह कहा जा सकता है कि किसी घटक के निर्माण से लेकर उसके विफल होने तक, इसे ईएसडी द्वारा खतरा होता है, और इस ईएसडी की पीढ़ी यादृच्छिक होती है। चूंकि ईएसडी का निर्माण और निर्वहन तुरंत होता है, इसलिए उनका पूर्वानुमान लगाना और उनसे बचाव करना मुश्किल होता है।

4. ईएसडी क्षति की जटिलता: इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की जटिल और नाजुक संरचना ईएसडी को काम में अधिक समय लेने वाली, श्रमसाध्य और महंगी बनाती है। इसके लिए अक्सर परिष्कृत तकनीक की आवश्यकता होती है, जिसके लिए अक्सर स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप जैसे सटीक उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है। फिर भी, कुछ ईएसडी क्षति घटनाओं को अन्य कारणों से होने वाली क्षति से अलग करना मुश्किल होता है, जिससे ईएसडी विफलताओं को अन्य प्रकार की विफलताओं के रूप में गलत समझा जाता है। ईएसडी क्षति की पूरी समझ प्राप्त होने से पहले, इसे अक्सर प्रारंभिक विफलताओं या अज्ञात मूल की विफलताओं के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, इस प्रकार अनजाने में विफलता का असली कारण अस्पष्ट हो जाता है।

5. गंभीरता: जबकि ईएसडी समस्याएं केवल तैयार उत्पादों के उपयोगकर्ताओं को प्रभावित करती प्रतीत होती हैं, वे वास्तव में निर्माताओं को सभी स्तरों पर प्रभावित करती हैं, जैसे वारंटी लागत, मरम्मत लागत और कंपनी की प्रतिष्ठा।

तृतीय. ईएसडी के तीन प्रकार

1. मानव शरीर का प्रकार: यह मानव गतिविधि के दौरान शरीर और कपड़ों के बीच उत्पन्न घर्षण चार्ज को संदर्भित करता है। जब लोग ESD संवेदनशील उपकरणों को बिना ग्राउंड किए रखते हैं, तो ट्राइबोइलेक्ट्रिक चार्ज ESD संवेदनशील उपकरणों में स्थानांतरित हो जाएंगे और नुकसान पहुंचाएंगे।

2. माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का चार्जिंग प्रकार: यह ESD-संवेदनशील उपकरणों, विशेष रूप से प्लास्टिक भागों को संदर्भित करता है। स्वचालित उत्पादन के दौरान, ट्राइबोइलेक्ट्रिक चार्ज उत्पन्न होते हैं। इन आवेशों को कम {{4}प्रतिरोध रेखाओं के माध्यम से अत्यधिक प्रवाहकीय, मजबूती से जमी हुई सतह पर तेजी से डिस्चार्ज किया जा सकता है, जिससे क्षति हो सकती है; या वे ईएसडी संवेदनशील डिवाइस के धातु भागों को इंडक्शन के माध्यम से चार्ज कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्षति हो सकती है।

3. क्षेत्र प्रेरित प्रकार: यह तब होता है जब एक मजबूत विद्युत क्षेत्र उपकरण को घेर लेता है, जो प्लास्टिक सामग्री या कपड़ों से उत्पन्न हो सकता है। इलेक्ट्रॉन रूपांतरण ऑक्साइड परत के पार होता है। यदि संभावित अंतर ऑक्साइड परत के ढांकता हुआ स्थिरांक से अधिक है, तो ऑक्साइड परत को नष्ट करने के लिए एक विद्युत चाप उत्पन्न होगा, जिसके परिणामस्वरूप शॉर्ट सर्किट होगा।

चतुर्थ. इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा

1. ग्राउंडिंग

ग्राउंडिंग एक तार कनेक्शन के माध्यम से सीधे पृथ्वी पर स्थैतिक बिजली का निर्वहन करती है। यह सबसे सीधा और प्रभावी {{1}स्थैतिक विरोधी उपाय है। कंडक्टरों के लिए, आमतौर पर ग्राउंडिंग का उपयोग किया जाता है, जैसे कि एंटी-स्टेटिक कलाई पट्टियाँ पहनना और काम की सतहों को ग्राउंड करना।

ग्राउंडिंग निम्नलिखित विधियों के माध्यम से कार्यान्वित की जाती है:

1) कलाई की पट्टियों के माध्यम से मानव शरीर की ग्राउंडिंग।

2) मानव शरीर को एंटी-स्टेटिक जूते (या जूते के फीते) और एंटी-स्टेटिक फर्श के माध्यम से ग्राउंड करना।

3) कार्यक्षेत्र की सतह की ग्राउंडिंग।

4) परीक्षण उपकरणों, उपकरण धारकों और सोल्डरिंग आयरन की ग्राउंडिंग।

5) एंटी-स्टेटिक फर्श और मैट की ग्राउंडिंग।

6) जब भी संभव हो एंटी-स्टेटिक परिवहन गाड़ियों, बक्सों और रैक की ग्राउंडिंग।

7) एंटी-स्टैटिक ईएसडी कुर्सियों की ग्राउंडिंग।

2. इलेक्ट्रोस्टैटिक परिरक्षण

भंडारण या परिवहन के दौरान इलेक्ट्रोस्टैटिक संवेदनशील घटक स्थैतिक बिजली के संपर्क में आ सकते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक परिरक्षण इलेक्ट्रॉनिक घटकों पर बाहरी स्थैतिक बिजली के प्रभाव को कम कर सकता है। सुरक्षा के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग बैग और एंटी-स्टेटिक टर्नओवर बॉक्स का उपयोग करना सबसे आम तरीका है। इसके अतिरिक्त, स्थैतिकरोधी कपड़े स्थैतिक बिजली के विरुद्ध कुछ सुरक्षा प्रदान करते हैं।