Statik elektr energiyasining paydo bo'lishi, ta'siri va himoyasi
I. Statik elektr energiyasini ishlab chiqarish:
1. Ishqalanish: Kundalik hayotda turli materiallarning har qanday ikkita ob'ekti aloqa qilganda va keyin ajralib chiqqanda statik elektr hosil bo'ladi. Statik elektr energiyasini ishlab chiqarishning eng keng tarqalgan usuli ishqalanishdir. Materialning izolyatsiyasi qanchalik yaxshi bo'lsa, ishqalanish orqali statik elektr energiyasini ishlab chiqarish osonroq bo'ladi. Bundan tashqari, statik elektr turli moddalarning har qanday ikkita ob'ekti aloqada bo'lganda va keyin ajralib chiqqanda ham hosil bo'lishi mumkin.
2. Induksiya: Supero'tkazuvchilar materiallar uchun elektronlar ularning yuzasida erkin oqishi mumkin. Agar elektr maydoniga joylashtirilsa, musbat va manfiy elektronlar o'xshash zaryadlarning itarilishi va o'xshash zaryadlarning tortilishi tufayli o'tadi.
3. O'tkazuvchanlik: Supero'tkazuvchilar materiallar uchun elektronlar ularning yuzasida erkin oqishi mumkin. Agar ular zaryadlangan ob'ekt bilan aloqa qilsalar, zaryad o'tkazish sodir bo'ladi.
II. Statik elektr energiyasining elektronika sanoatiga ta'siri
Integral mikrosxemalar tarkibiy qismlarida kontaktlarning zanglashiga olib kirishi, past kuchlanishga bardosh berish qobiliyati va kichikroq elektron maydoni ularning elektrostatik zaryadga (ESD) qarshiligini zaiflashtiradi. Elektrostatik maydonlar va oqimlar yuqori{1}}zichlikdagi ushbu komponentlar uchun halokatli tahdidlarga aylanadi. Shu bilan birga, plastmassa kabi yuqori darajada izolyatsiya qiluvchi materiallardan keng foydalanish statik elektr energiyasini ishlab chiqarish imkoniyatlarini sezilarli darajada oshiradi. Statik elektr energiyasi kundalik hayotda yurish, havo harakati va ishlov berish kabi harakatlar orqali hosil bo'ladi. Odatda faqat CMOS chiplari statik elektrga sezgir deb hisoblansa-da, aslida yuqori darajada integratsiyalangan elektron komponentlar juda sezgir.
A. Statik elektrning elektron komponentlarga ta'siri
1. Statik elektr changni tortadi, kontaktlarning zanglashiga olib, zanjirlar orasidagi impedansni o'zgartiradi va mahsulotning funksionalligi va ishlash muddatiga ta'sir qiladi.
2. Elektr maydonlari yoki oqimlari komponentlarning izolyatsiyasi yoki o'tkazgichlariga zarar etkazishi mumkin, bu ularni ishlamay qoldiradi (to'liq yo'q qilinadi).
3. Bir lahzali elektr maydonlari yoki oqimlari tomonidan hosil bo'ladigan issiqlik komponentlarga zarar etkazishi mumkin, bu ularning ishlashni davom ettirishiga imkon beradi, lekin ularning ishlash muddatini qisqartiradi.
B. Statik elektr shikastlanishining xususiyatlari:
1. Hiyla: Agar elektrostatik zaryadsizlanish sodir bo'lmasa, inson tanasi statik elektrni bevosita idrok eta olmaydi. Shunda ham elektr toki urishi hissi har doim ham sezilmaydi. Buning sababi shundaki, inson tanasi faqat 2-3KV elektrostatik zaryadsizlanish kuchlanishini sezishi mumkin.
2. Yashirin: Ba'zi elektron komponentlar statik elektr shikastlanishidan keyin aniq ishlashning pasayishini ko'rsatmaydi, lekin takroriy zaryadsizlanishlar ichki shikastlanishga olib kelishi mumkin, yashirin xavf tug'diradi va komponentning statik elektrga nisbatan sezgirligini oshiradi. Mavjud muammolarni hal qilishning iloji yo'q. 3. Tasodifiylik: Qaysi hollarda elektron komponentlar elektrostatik zaryadsizlanish (ESD) shikastlanadi? Aytish mumkinki, komponent ishlab chiqarilgan paytdan boshlab u muvaffaqiyatsizlikka uchragunga qadar ESD tomonidan tahdid qilinadi va bu ESD ning avlodi tasodifiydir. ESD ning paydo bo'lishi va chiqishi bir zumda sodir bo'lganligi sababli, ularni oldindan aytish va undan himoya qilish qiyin.
4. ESD zararining murakkabligi: Elektron mahsulotlarning murakkab va nozik tuzilishi ESD ish vaqtini-majburiy, mehnatni talab qiladigan-va qimmat qiladi. Bu ko'pincha murakkab texnologiyani talab qiladi, ko'pincha skanerlash elektron mikroskoplari kabi nozik asboblardan foydalanishni talab qiladi. Shunga qaramay, ba'zi ESD shikastlanish hodisalarini boshqa sabablarga ko'ra etkazilgan zarardan ajratish qiyin, bu ESD nosozliklarining boshqa turdagi nosozliklar kabi noto'g'ri talqin qilinishiga olib keladi. ESD zararini to'liq tushunishdan oldin, bu ko'pincha erta nosozliklar yoki noma'lum kelib chiqadigan nosozliklar bilan bog'liq bo'lib, nosozlikning asl sababini ongsiz ravishda yashiradi.
5. Jiddiylik: ESD muammolari faqat tayyor mahsulotlar foydalanuvchilariga ta'sir qiladigandek tuyulishi mumkin bo'lsa-da, ular aslida kafolat xarajatlari, ta'mirlash xarajatlari va kompaniya obro'si kabi barcha darajadagi ishlab chiqaruvchilarga ta'sir qiladi.
III. ESD ning uchta turi
1. Inson tanasi turi: Bu inson faoliyati davomida tana va kiyim oʻrtasida hosil boʻladigan ishqalanish zaryadiga ishora qiladi. 1. Odamlar ESD{2}}sezgir qurilmalarini erga ulanmasdan ushlab turganda, triboelektrik zaryadlar ESD sezgir qurilmalariga- oʻtadi va shikast etkazadi.
2. Mikroelektron qurilmalarning zaryadlash turi: Bu ESD{1}}sezgir qurilmalarga, ayniqsa plastik qismlarga tegishli. Avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish jarayonida triboelektrik zaryadlar hosil bo'ladi. Bu zaryadlar past qarshilik liniyalari orqali yuqori oʻtkazuvchan, qattiq tuproqli sirtga tezda chiqarilib, shikastlanishga olib kelishi mumkin; yoki ular ESD{5}}sezgir qurilmaning metall qismlari induksiya orqali zaryadlanishiga olib kelishi mumkin, bu esa shikastlanishga olib kelishi mumkin.
3. Maydon{1}}induktsiya turi: Bu kuchli elektr maydon qurilmani o'rab olganida yuzaga keladi, bu plastik materiallar yoki kiyim-kechaklardan kelib chiqishi mumkin. Oksid qatlami bo'ylab elektron konvertatsiya sodir bo'ladi. Agar potentsial farq oksid qatlamining dielektrik o'tkazuvchanligidan oshsa, oksid qatlamini yo'q qilish uchun elektr yoyi hosil bo'ladi, bu esa qisqa tutashuvga olib keladi.
IV. Elektrostatik himoya
1. Topraklama
Topraklama simli ulanish orqali statik elektrni to'g'ridan-to'g'ri erga chiqaradi. Bu eng to'g'ridan-to'g'ri va samarali{1}}statik statik choradir. Supero'tkazuvchilar uchun topraklama odatda antistatik bilaguzuk taqish va ish yuzalarini yerga ulash orqali qo'llaniladi.
Topraklama quyidagi usullar bilan amalga oshiriladi:
1) Bilakchalar orqali inson tanasini yerga ulash.
2) Antistatik poyabzal (yoki poyabzal bog'ichlari) va antistatik pol qoplamalar orqali inson tanasini yerga ulash.
3) Ish dastgohi yuzasini yerga ulash.
4) Sinov asboblari, asbob ushlagichlari va lehim dazmollarini yerga ulash.
5) Antistatik pol va paspaslarni yerga ulash.
6) Iloji bo'lsa,{1}}antistatik transport aravalari, qutilari va tokchalarini erga ulash.
7) Antistatik stullarni yerga ulash.
2. Elektrostatik ekranlash
Elektrostatik sezgir komponentlar saqlash yoki tashish paytida statik elektr ta'siriga tushishi mumkin. Elektrostatik ekranlash tashqi statik elektrning elektron qismlarga ta'sirini kamaytirishi mumkin. Eng keng tarqalgan usullar - elektrostatik himoya qiluvchi qoplar va himoya qilish uchun-statik aylanishga qarshi qutilardan foydalanish. Bundan tashqari, antistatik kiyim statik elektrdan himoya qiladi.