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इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक समाधान

August 12, 2022

1.स्थिरविद्युत निर्वाह

 
इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) एक प्रसिद्ध विद्युत चुम्बकीय संगतता समस्या है जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को खराब या क्षतिग्रस्त कर सकती है।जब अर्धचालक उपकरणों को अकेले रखा जाता है या सर्किट मॉड्यूल में स्थापित किया जाता है, तो वे इन उपकरणों को स्थायी नुकसान पहुंचा सकते हैं, भले ही वे चालू न हों।इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज संवेदनशील घटकों को इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सेंसिटिव डिवाइस (ईएसडीएस) कहा जाता है।
 
यदि किसी घटक के दो या दो से अधिक पिनों के बीच वोल्टेज घटक के ढांकता हुआ की टूटने की ताकत से अधिक है, तो घटक क्षतिग्रस्त हो जाएगा।यह एमओएस उपकरणों की विफलता का मुख्य कारण है।ऑक्साइड की परत जितनी पतली होगी, उपकरण इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति उतना ही संवेदनशील होगा।एक गलती आमतौर पर बिजली आपूर्ति के लिए एक निश्चित प्रतिरोध के साथ शॉर्ट सर्किट के रूप में प्रकट होती है।द्विध्रुवीय उपकरणों के लिए, क्षति आमतौर पर सक्रिय अर्धचालकों के क्षेत्रों में होती है जिन्हें धातुकृत किया गया है और एक पतली ऑक्साइड परत से अलग किया गया है, और इसलिए गंभीर रिसाव का मार्ग होगा।
 
एक और विफलता तब होती है जब नोड का तापमान सेमीकंडक्टर सिलिकॉन (1415 डिग्री सेल्सियस) के पिघलने बिंदु से अधिक हो जाता है।इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज पल्स की ऊर्जा स्थानीयकृत हीटिंग का कारण बन सकती है, इसलिए यह तंत्र विफल हो जाता है।यह विफलता तब भी हो सकती है जब वोल्टेज डाइलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन वोल्टेज से कम हो।एक विशिष्ट उदाहरण यह है कि एमिटर और एनपीएन ट्रांजिस्टर के आधार के बीच टूटने से वर्तमान लाभ में तेजी से कमी आएगी।
 
इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से डिवाइस प्रभावित होने के बाद, कार्यात्मक क्षति तुरंत नहीं हो सकती है।इन संभावित रूप से क्षतिग्रस्त घटकों को अक्सर "अपंग" के रूप में संदर्भित किया जाता है और, जब उपयोग किया जाता है, तो बाद के इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज या प्रवाहकीय ट्रांजिस्टर के प्रति अधिक संवेदनशील होंगे।उन घटकों को होने वाली क्षति पर पूरा ध्यान देना महत्वपूर्ण है जो डिस्चार्ज वोल्टेज द्वारा आसानी से पता लगाने योग्य नहीं हैं।मानव शरीर 3000-5000V के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज वोल्टेज को महसूस करता है, हालांकि, जब घटक क्षतिग्रस्त हो जाता है तो वोल्टेज केवल कुछ सौ वोल्ट होता है।इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के हानिकारक प्रभावों को 1970 के दशक में पहचाना जाने लगा।यह नई प्रौद्योगिकियों के विकास के कारण है जिसने इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के कारण होने वाले नुकसान के लिए घटकों को अधिक से अधिक संवेदनशील बना दिया है।इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से होने वाले नुकसान हर साल कई मिलियन डॉलर से अधिक तक पहुंच सकते हैं।इसलिए, कई बड़े घटक और उपकरण निर्माताओं ने उत्पादन वातावरण में स्थैतिक बिजली के संचय को कम करने के लिए पेशेवर तकनीक पेश की है, जिससे उत्पाद योग्यता दर और विश्वसनीयता में सुधार हुआ है।उपयोगकर्ता अपने स्वयं के अनुभव के आधार पर इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज क्षति को रोकने के महत्व को भी समझते हैं।

2.इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से कैसे निपटें

स्थैतिक बिजली के निर्माण को नियंत्रित करने में पहला कदम इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज पीढ़ी के तंत्र को समझना है।इलेक्ट्रोस्टैटिक वोल्टेज विभिन्न प्रकार के पदार्थों के संपर्क और पृथक्करण से उत्पन्न होता है।यद्यपि घर्षण अधिक आवेश जमा कर सकता है, घर्षण आवश्यक नहीं है।इस प्रभाव को ट्राइबोइलेक्ट्रिक चार्जिंग के रूप में जाना जाता है, और उत्पादित वोल्टेज उन सामग्रियों की विशेषताओं पर निर्भर करता है जो एक दूसरे के खिलाफ रगड़ रहे हैं।घर्षण विद्युतीकरण अनुक्रम तालिका विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को चार्ज करने की कठिनाई की डिग्री को सूचीबद्ध करती है।एक दूसरे के संपर्क में दो पदार्थों के लिए, क्रम सूची में ऊपरी पदार्थ से इलेक्ट्रॉन निचले पदार्थ में बदल जाएंगे, जिससे दो पदार्थों पर क्रमशः सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज होंगे।अनुक्रम तालिका में सामग्री जितनी दूर होती है, उतनी ही अधिक मात्रा में वे वहन करते हैं।
 
सामान्य पदार्थों का घर्षण विद्युतीकरण क्रम निम्न तालिका में दिखाया गया है:

3.व्यावहारिक समस्या समाधान

समस्या के समाधान में शामिल हैं: यदि इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सेंसिटिव कंपोनेंट्स (ईएसडीएस) उत्पादन और रखरखाव के दौरान बाहर के संपर्क में आते हैं, तो इन घटकों के पास चार्ज के संचय को रोका जाना चाहिए, और इन घटकों को परिवहन और भंडारण के दौरान इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज से बचाया जाना चाहिए। पैकेजिंग।स्थैतिक निर्वहन को रोकने के कई तरीके हैं।आवश्यकताओं को पूरा करने का सबसे अच्छा तरीका है और सबसे कम लागत वाली विधि, यह विधि विभिन्न उत्पादों और विभिन्न अवसरों के लिए अलग है।

4.इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज संरक्षित क्षेत्र (ईपीए)

 
इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज प्रोटेक्शन एरिया (ईपीए), जिसे कभी-कभी सुरक्षित संचालन क्षेत्र के रूप में जाना जाता है, किसी भी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज नियंत्रण उपाय के केंद्र में होता है।इस क्षेत्र में, इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सेंसिटिव एलिमेंट्स (ईएसडीएस) या सर्किट बोर्ड, या इनमें शामिल घटक सुरक्षित रूप से काम कर सकते हैं क्योंकि हानिकारक वोल्टेज उत्पन्न किए बिना चार्ज की मात्रा को नियंत्रित किया जाता है।इस क्षेत्र में आमतौर पर कार्यक्षेत्र या कार्यसमूह, कार्यस्थान, प्रसंस्करण उपकरण जैसे स्वचालित प्लग-इन मशीन या उत्पादन क्षेत्र शामिल हैं।ईपीए के दायरे को स्पष्ट रूप से चिह्नित किया जाना चाहिए, और अनधिकृत लोगों को प्रवेश करने से रोकने के लिए बाड़ लगाना सबसे अच्छा है।ईपीए क्षेत्र में न्यूनतम स्थिर चार्ज बिल्डअप वाली सामग्री का उपयोग किया जाना चाहिए, और चार्ज को नियंत्रित तरीके से जमीन में छोड़ा जा सकता है।

5. सुरक्षा

बिजली उपकरण और उपकरण आम तौर पर ईपीए के भीतर उपलब्ध होते हैं।इस माहौल में किसी एक वस्तु या उपकरण को सीधे जमीन से जोड़ना खतरनाक है।यही कारण है कि कलाई के ग्राउंड वायर, रनर और टो बैंड के कनेक्शन पर श्रृंखला में 1M से कम का प्रतिरोध नहीं जोड़ा जाना चाहिए।कुछ रिस्टबैंड ग्राउंडिंग कंडक्टरों में प्रत्येक छोर पर ऐसा प्रतिरोधक होता है, इसलिए भले ही रिस्टबैंड ग्राउंडिंग कंडक्टर मरम्मत के लिए एक पावर्ड-ऑन उत्पाद के लाइव टर्मिनल से जुड़ा हो, कोई खतरा नहीं है।रिस्ट ग्राउंडिंग वायर टेस्टर यह जांचने के लिए एक उपकरण है कि क्या रोकनेवाला का प्रतिरोध उपयुक्त है (यदि यह बहुत अधिक है, तो इक्विपेंशियल बॉन्डिंग प्राप्त करना असंभव है; यदि यह बहुत कम है, तो एक सुरक्षा खतरा उत्पन्न होगा)।रिस्टबैंड ग्राउंडिंग वायर को एक प्लग से लैस किया जाना चाहिए जो अन्य विद्युत सॉकेट के साथ असंगत है, जिसे आसानी से हटाया जा सकता है, और इसे किसी आपात स्थिति में आसानी से हटाया जा सकता है।

6. इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज प्रोटेक्शन जोन में व्यावहारिक कार्य

इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज प्रोटेक्शन ज़ोन में, चार्ज और पोटेंशियल को अनुमेय सीमाओं के भीतर नहीं रखा जा सकता है जब तक कि स्पष्ट ऑपरेटिंग विनिर्देशों का पालन नहीं किया जाता है।समस्याओं का कारण बनने वाली समस्याओं के कुछ उदाहरणों में इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सुरक्षा क्षेत्रों में गैर-स्थिर एंटीस्टेटिक प्लास्टिक कवर में दस्तावेज़, प्लास्टिक कंटेनर, कप आदि लाना और ऐसे क्लीनर का उपयोग करना शामिल है जो फर्श या काम की सतहों की इलेक्ट्रोस्टैटिक विशेषताओं को नुकसान पहुंचा सकते हैं।प्रासंगिक कर्मियों को न केवल पालन की जाने वाली प्रक्रियाओं को सीखने के लिए, बल्कि उन कारणों को समझने के लिए भी पर्याप्त रूप से प्रशिक्षित किया जाना चाहिए कि उनका पालन क्यों किया जाना चाहिए।क्षतिग्रस्त होने वाले घटकों के प्रासंगिक मापदंडों को जानना भी उपयोगी है।इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज संरक्षण क्षेत्र के रखरखाव और रखरखाव की देखभाल के लिए एक विशेष व्यक्ति को नियुक्त किया जाना चाहिए, और साथ ही, नियमों के कार्यान्वयन की जांच करना चाहिए।गुणवत्ता प्रबंधन प्रणाली प्रमाणन के भाग के रूप में इन जाँचों की भी जाँच की जानी चाहिए।

7. परिवहन और भंडारण

लीडेड घटकों का परिवहन करते समय, प्रवाहकीय फोम का उपयोग अक्सर किया जाता है।यह घटक पिनों के बीच उच्च संभावित अंतर को रोक सकता है।दोहरे इन-लाइन पैकेजों में घटकों के लिए, स्थिर अपव्यय ट्यूबों का उपयोग अक्सर थोक परिवहन के दौरान किया जाता है।सर्किट बोर्ड घटकों के लिए, जब वे ईएसडी सुरक्षा क्षेत्र के बाहर स्थित होते हैं, तो उन्हें इलेक्ट्रोस्टैटिक शील्डिंग बैग या प्रवाहकीय ले जाने के मामले में ले जाया जाना चाहिए।कुछ पैकेजिंग बैग प्रवाहकीय सामग्रियों से बने होते हैं, जो यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि स्थिर परिस्थितियों में सभी घटक समान क्षमता पर हैं, और साथ ही बैग पर गलती से चलने वाले इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज को नष्ट कर देते हैं।इस पद्धति का उपयोग बैटरी वाले सर्किट बोर्डों के लिए नहीं किया जा सकता है।इस मामले में, एक स्थिर अपव्यय सामग्री अस्तर और एक प्रवाहकीय सामग्री बाहरी परत के साथ एक पैकेजिंग बैग का उपयोग किया जाना चाहिए।ये बैग अधिक महंगे हैं लेकिन संचालित और बिना शक्ति वाले दोनों घटकों के लिए उत्कृष्ट सुरक्षा प्रदान करते हैं।इसी तरह, फिक्स्ड सर्किट बोर्डों के लिए गाइड के साथ प्रवाहकीय बक्से का उपयोग किनारों पर नंगे कनेक्टर वाले पावर-ऑन सर्किट बोर्डों के साथ नहीं किया जा सकता है।

8. क्षेत्र की मरम्मत

साइट पर मरम्मत के लिए उत्पाद पर एक इलेक्ट्रोस्टैटिक कनेक्शन बिंदु सेट किया जाना चाहिए, ताकि रखरखाव तकनीशियन डिवाइस के कवर को खोलने से पहले कलाई बैंड के ग्राउंड वायर को जोड़ सके।स्पेयर पार्ट्स को स्थैतिक-परिरक्षित बैग या मामलों में ले जाया जाना चाहिए जब तक कि उनमें इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज-संवेदनशील घटक न हों।यदि मॉड्यूल एक उजागर स्थिति में काम कर रहा है, तो एक स्थिर-विघटनकारी फर्श चटाई को उत्पाद के इलेक्ट्रोस्टैटिक बॉन्डिंग पॉइंट से कनेक्ट करें और इसे काम की सतह के रूप में उपयोग करें।
 
9. संबंधित मानक
1987 में, यूनाइटेड किंगडम ने प्रथाओं को दस्तावेज करने का अपना पहला प्रयास किया, जिसका परिणाम BS5783 था।कौन से परीक्षण किए जाने चाहिए इसके बारे में इसे एक मानक कहने के बजाय, इसे अभ्यास की एक संहिता कहना बेहतर है।इस काम का दूसरा चरण इस मानक को एक यूरोपीय संगठन में एक विनिर्देश में अनुवाद करना है, जिसकी संख्या सीईसीसी 000151 है, और इसका शीर्षक है: "मूल विशिष्टता: स्थैतिक संवेदनशील घटकों का संरक्षण। भाग 1: सामान्य आवश्यकताएँ।"मानक को 1991 में प्रकाशित किया गया था और 1992 में EN 1000151 के रूप में पुन: नामित किया गया था। अन्य खंड 1993 में प्रकाशित किए गए थे (भाग दो: कम आर्द्रता की स्थिति के लिए आवश्यकताएं) और 1994 (भाग तीन: स्वच्छ क्षेत्रों के लिए आवश्यकताएं, और भाग चार: उच्च दबाव के लिए आवश्यकताएं) वातावरण)।इन अनुभागों की सामग्री इस लेख के दायरे से बाहर है।मानक में न केवल इस आलेख में वर्णित उपायों की स्थापना, रखरखाव और निरीक्षण के लिए आवश्यकताएं शामिल हैं, बल्कि परीक्षण विधियों सहित ईएसडी सुरक्षा उपकरण की विस्तृत आवश्यकताओं का विवरण भी शामिल है।प्रौद्योगिकी और प्रक्रियाओं के निरंतर विकास और मानकों के कार्यान्वयन में संचित अनुभव, साथ ही स्वचालित मशीनरी और उपकरणों के व्यापक उपयोग ने इन मानकों में निरंतर सुधार किया है, जिसमें उनकी संरचना का युक्तिकरण और उपयोगकर्ता को अलग करना शामिल है। मानकीकृत संस्करणों से गाइड।अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन द्वारा आयोजित अंतर्राष्ट्रीय मंच में संशोधन कार्य को शामिल किया गया है।नए विकसित मानकों को आईईसी 1340 श्रृंखला में प्रकाशित किया जाएगा।इसमें कोई संदेह नहीं है कि यह यूरोपीय मानकों का पूरक है।