อิทธิพลของไฟฟ้าสถิตต่อการผลิตและการประกอบชิ้นส่วน

อิทธิพลของไฟฟ้าสถิตต่อการผลิตและการประกอบชิ้นส่วน

โดยทั่วไปแล้วประจุบวกและลบที่บรรทุกโดยวัตถุใด ๆ จะมีค่าเท่ากัน เมื่อแรงเสียดทานและการสัมผัสกับวัตถุอื่น ๆ แยกออกจากกันเนื่องจากการกระทำทางกลลำดับการเคลื่อนไฟฟ้าของแรงเสียดทานของวัตถุทั้งสองจะแตกต่างกันและประจุบวกจะสะสมบนวัตถุหนึ่งและอีกวัตถุหนึ่งสะสมประจุลบทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตในแต่ละวัตถุ และสร้างสนามไฟฟ้าสถิตภายนอก การถูสารสองชนิดเข้าด้วยกันเป็นวิธีที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต แต่ไม่ใช่วิธีเดียว เช่นเดียวกับการฉีดพ่นละอองน้ำจะดูดซับไอออนลบในอากาศเพื่อส่งเสริมการก่อตัวของชั้นไฟฟ้าสองชั้นบนพื้นผิวซึ่งสามารถสร้างไฟฟ้าสถิตได้เช่นกัน ผลการวิจัยทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่แสดงให้เห็นว่าผลกระทบทางไฟฟ้าผลของเพียโซอิเล็กทริกและการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตของตัวนำ (หรือไดอิเล็กทริก) สามารถทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตได้ทั้งหมด

อันตรายจากไฟฟ้าสถิตเกิดจากไฟฟ้าสถิตและประกายไฟสถิต ในบรรดาอันตรายจากไฟฟ้าสถิตการคายประจุไฟฟ้าสถิตที่ร้ายแรงที่สุด (ESD) ทำให้เกิดเพลิงไหม้และการระเบิดของสารที่ติดไฟได้ มักกล่าวกันว่ามาตรการป้องกันการเกิดไฟฟ้าสถิตโดยทั่วไปคือเพื่อลดอัตราการไหลและอัตราการไหลเปลี่ยนการเชื่อมโยงกระบวนการด้วยการใช้พลังงานไฟฟ้าที่แข็งแกร่งและใช้วัสดุอุปกรณ์ที่มีการใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยลง วิธีที่ง่ายและเชื่อถือได้คือการต่อสายดินของอุปกรณ์เพื่อให้สามารถนำประจุลงกราวด์และหลีกเลี่ยงการสะสมของไฟฟ้าสถิต ผู้โดยสารที่ระมัดระวังอาจพบว่ามีการติดตั้งแปรงระบายอากาศไว้ที่ปลายปีกทั้งสองข้างของเครื่องบินและส่วนท้ายของเครื่องบิน เมื่อเครื่องบินกำลังลงจอดเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้โดยสารได้รับไฟฟ้าช็อตเมื่อลงจากเครื่องบินอุปกรณ์ลงจอดของเครื่องบินส่วนใหญ่จะใช้ยางพิเศษสำหรับลงจอด เพื่อปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตที่เครื่องบินสร้างขึ้นในอากาศ เรามักจะเห็นโซ่เหล็กที่ท้ายรถบรรทุกน้ำมัน นี่คือสายดินของรถบรรทุก เพิ่มความชื้นในสภาพแวดล้อมการทำงานอย่างเหมาะสมเพื่อให้สามารถปล่อยประจุไฟฟ้าได้ตลอดเวลาและยังสามารถกำจัดไฟฟ้าสถิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ นี่คือเหตุผลว่าทำไมการทดสอบไฟฟ้าสถิตในสภาพอากาศชื้นจึงไม่ใช่เรื่องง่าย สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่นักวิจัยศึกษาสามารถกำจัดไฟฟ้าสถิตภายในฉนวนได้ดี อย่างไรก็ตามมีสองด้านสำหรับทุกสิ่ง สำหรับไฟฟ้าสถิตตราบใดที่คุณเข้าใจอารมณ์และใช้จุดแข็งและหลีกเลี่ยงจุดอ่อนมันก็สามารถรับใช้มนุษยชาติได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่นการพิมพ์ด้วยไฟฟ้าสถิตการพ่นด้วยไฟฟ้าสถิตการเฟลกด้วยไฟฟ้าสถิตการกำจัดฝุ่นด้วยไฟฟ้าสถิตและเทคโนโลยีการคัดแยกไฟฟ้าสถิตได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตทางอุตสาหกรรมและในชีวิตประจำวัน ไฟฟ้าสถิตได้เริ่มแสดงทักษะของมันในหลาย ๆ ด้านเช่นการกรองน้ำทะเลการฉีดพ่นสารกำจัดศัตรูพืชฝนเทียมและการแช่แข็งที่อุณหภูมิต่ำและแม้แต่อุปกรณ์ไฟฟ้าสถิตเช่นเครื่องป้อนไฟฟ้าสถิตก็ได้รับการติดตั้งบนยานอวกาศ

ไฟฟ้าสถิตและอิทธิพลต่อการผลิตและการประกอบชิ้นส่วน

1. ชุดทำงาน: ชุดทำงานธรรมดา (ทำจากเส้นใยเคมีและผ้าฝ้ายแท้) ที่ผู้ปฏิบัติงานสวมใส่สามารถสร้างประจุ 0.2-10 ไมโครคูลอมบ์เมื่อถูบนพื้นผิวการทำงานและเก้าอี้ทำงานและสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าสถิตได้มากกว่า 6000 โวลต์ พื้นผิวของเสื้อผ้าและทำให้ร่างกายมนุษย์ถูกชาร์จ เมื่อผู้ปฏิบัติงานจับวงจรรวมสัมผัสกับส่วนประกอบที่วางอยู่บนชุดทำงานหรือพื้นผิวการทำงานอาจทำให้เกิดการคายประจุไฟฟ้าได้ เนื่องจากศักยภาพในการสัมผัสที่แตกต่างกันของสายนำของส่วนประกอบและความเป็นฉนวนที่บางมากของชิปจึงทำให้เกิดการแตกหักของอิเล็กทริกของอุปกรณ์ได้ง่าย

2. รองเท้าทำงาน: ความต้านทานฉนวนของรองเท้าทำงานทั่วไป (พื้นยางหรือพลาสติก) สูงถึง 1x1013 โอห์มขึ้นไป เมื่อถูกับพื้นจะเกิดประจุไฟฟ้าสถิตเพื่อทำให้ร่างกายมนุษย์และเสื้อผ้าเกิดไฟฟ้าสถิต การตรวจสอบแสดงให้เห็นว่ามีไม่กี่กรณีของความล้มเหลวของส่วนประกอบที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากแรงเสียดทานระหว่างรองเท้าทำงานกับพื้น อย่างไรก็ตามเนื่องจากความต้านทานของฉนวนสูงไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากร่างกายมนุษย์จึงไม่สามารถรั่วไหลได้อย่างรวดเร็วซึ่งส่งผลเสียต่อการผลิตชิ้นส่วน

3. พื้นผิวห่อหุ้มเรซินและเคลือบเงา: ส่วนประกอบหลายอย่างที่ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องห่อหุ้มด้วยเรซินและสารเคลือบเงาที่มีฉนวนกันความร้อนสูง หลังจากวางอุปกรณ์เหล่านี้ลงในบรรจุภัณฑ์เนื่องจากแรงเสียดทานระหว่างการขนส่งอาจเกิดแรงดันไฟฟ้าสถิตหลายร้อยโวลต์ขึ้นไปบนพื้นผิวทำให้เกิดการแตกหักของชิปอุปกรณ์

4. บรรจุภัณฑ์และภาชนะต่างๆ: กล่องบรรจุภัณฑ์และส่วนประกอบ (กล่อง) ที่ทำจาก PE (โพลีเอทิลีน), PP (โพลีสไตรีน), โพลียูรีเทน PUR, ABS, โพลีเอสเตอร์และวัสดุโพลีเมอร์อื่น ๆ อาจเกิดจากแรงเสียดทานและแรงกระแทก สร้างประจุไฟฟ้าสถิตและส่งผลเสียต่ออุปกรณ์ที่บรรจุ

5. โต๊ะเทอร์มินัลและโต๊ะทำงาน: เมื่อพื้นผิวของโต๊ะเทอร์มินัลและโต๊ะทำงานถูกเสียดสีและเกิดไฟฟ้าสถิตก็สามารถปล่อยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่วางอยู่บนนั้นได้

6. พื้นฉนวนต่างๆ: พื้นแว็กซ์และขัดเงาแผ่นยาง ฯลฯ สามารถเกิดไฟฟ้าสถิตได้เนื่องจากการเสียดสี นอกจากนี้เนื่องจากความต้านทานของฉนวนสูงเมื่อผู้ปฏิบัติงานถูกชาร์จด้วยไฟฟ้าสถิตจะไม่รั่วไหลของประจุไฟฟ้าสถิตในระยะเวลาอันสั้น

7. ตู้อบ: การไหลเวียนของอากาศร้อนในตู้อบและแรงเสียดทานของตัวกล่องทำให้เกิดประจุไฟฟ้าสถิตจำนวนมากซึ่งไม่เอื้ออำนวยต่อการอบแห้งด้วยความร้อนของอุปกรณ์

8. กล่องอุณหภูมิต่ำ CO2: ในกล่องทำความเย็นที่ใช้ไอ CO2 สามารถสร้างประจุไฟฟ้าสถิตได้จำนวนมาก

9. เครื่องอัดอากาศ: การฉีดพ่นการทำความสะอาดการพ่นสีการพ่นทรายและอุปกรณ์อื่น ๆ ของเครื่องอัดอากาศสามารถสร้างประจุไฟฟ้าสถิตจำนวนมากเนื่องจากการไหลของอากาศที่รุนแรงหรือแรงเสียดทานระหว่างตัวกลางกับหัวฉีด สื่อที่มีประจุไฟฟ้าอาจทำให้เกิดความเสียหายได้เมื่อสัมผัสกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

10. อุปกรณ์การผลิตอิเล็กทรอนิกส์บางชนิด: หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงและวงจร AC / DC ในอุปกรณ์ประกอบชิ้นส่วนบางอย่างเช่นเตารีดบัดกรีเครื่องบัดกรีคลื่น ฯลฯ สามารถกระตุ้นให้เกิดไฟฟ้าสถิตบนอุปกรณ์ได้ หากไม่มีการใช้มาตรการการรั่วไหลของไฟฟ้าสถิตส่วนประกอบอาจล้มเหลวในระหว่างกระบวนการประกอบ

อันตรายที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตในการผลิตทางอุตสาหกรรม

การผลิตไฟฟ้าสถิตเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการผลิตในภาคอุตสาหกรรมและความเสียหายที่เกิดขึ้นอาจเกิดจากกลไกสองประการต่อไปนี้:

หนึ่ง: อันตรายที่เกิดจากการปล่อยไฟฟ้าสถิต (ESD):

1. ทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานผิดปกติหรือทำงานผิดพลาดทำให้เกิดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า

2. ทำลายวงจรรวมและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำหรือส่งเสริมการเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนและลดผลผลิตของการผลิต

3. ไฟฟ้าสถิตแรงดันสูงทำให้เกิดไฟฟ้าช็อตอันตรายต่อความปลอดภัยส่วนบุคคล

4. ทำให้เกิดการระเบิดและไฟไหม้ได้ง่ายในสถานที่ผลิตซึ่งมีผลิตภัณฑ์หรือฝุ่นและละอองน้ำมันที่ติดไฟและระเบิดได้

ประการที่สองอันตรายที่เกิดจากแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต (ESA):

1. อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์: ดูดซับฝุ่นละอองก่อให้เกิดมลพิษของวงจรรวมและส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์และลดผลผลิตลงอย่างมาก

2. อุตสาหกรรมฟิล์มและพลาสติก: ทำให้ฟิล์มหรือฟิล์มม้วนไม่เท่ากัน; ฟิล์มและดิสก์พลาสติกปนเปื้อนฝุ่นซึ่งส่งผลต่อคุณภาพ

3. อุตสาหกรรมการทำกระดาษและการพิมพ์: กระดาษมีบาดแผลไม่เท่ากันการพิมพ์ทับที่ไม่ถูกต้องมลภาวะเป็นเรื่องร้ายแรงและแม้แต่กระดาษอัดแท่งก็ส่งผลต่อการผลิต

4. อุตสาหกรรมสิ่งทอ: ก่อให้เกิดอันตรายเช่นรากไม้พลิ้วปลายหักของดอกไม้ที่พันกันยุ่งเหยิงและเส้นด้ายพันกัน

อันตรายจากไฟฟ้าสถิตนั้นชัดเจนสำหรับทุกคน ขณะนี้ผู้ผลิตจำนวนมากขึ้นได้เริ่มใช้มาตรการและโครงการป้องกันไฟฟ้าสถิตในระดับต่างๆ อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องตระหนักว่าโครงการป้องกันไฟฟ้าสถิตที่สมบูรณ์แบบและมีประสิทธิภาพควรขึ้นอยู่กับสภาพจริงขององค์กรต่างๆและวัตถุปฏิบัติการที่แตกต่างกันและควรมีการกำหนดมาตรการรับมือที่สอดคล้องกัน มาตรการป้องกันไฟฟ้าสถิตควรเป็นระบบและถูกต้องมิฉะนั้นอาจได้ผลลัพธ์เป็นสองเท่าโดยใช้ความพยายามเพียงครึ่งเดียวหรือแม้กระทั่งก่อให้เกิดปฏิกิริยาทำลายล้าง

การทำงานที่ปลอดภัยด้วยไฟฟ้าสถิต

ในระดับใหญ่การป้องกันไฟฟ้าสถิตเป็นประเด็นในการสร้างความตระหนักในการป้องกันไฟฟ้าสถิตและระดับความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตของบุคลากรทุกคนที่สัมผัสกับอุปกรณ์ที่ไวต่อไฟฟ้าสถิตได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องดำเนินการด้านความปลอดภัยไฟฟ้าสถิตและการป้องกันไฟฟ้าสถิต การศึกษาด้านเทคโนโลยี ในมาตรฐานทางทหารของสหรัฐฯและมาตรฐานของจีนมีการกำหนดไว้อย่างชัดเจน 6 ประการ ได้แก่ การป้องกันไฟฟ้าสถิตสายดินเจ้าหน้าที่ป้องกันไฟฟ้าสถิตและอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าสถิตของสภาพแวดล้อมในสถานที่และการบำรุงรักษาเครื่องมือตรวจจับไฟฟ้าสถิตและมาตรการป้องกันตามปกติ

1. สายดินป้องกันไฟฟ้าสถิต

ระบบป้องกันไฟฟ้าสถิตต้องมีอุปกรณ์ต่อสายดินที่เป็นอิสระและเชื่อถือได้ โดยทั่วไปความต้านทานต่อสายดินควรน้อยกว่า 10 โอห์ม วิธีการฝังและการตรวจจับควรเป็นไปตามข้อกำหนดของ GBJ79: สายกราวด์ป้องกันไฟฟ้าสถิตต้องไม่เชื่อมต่อกับสายไฟฟ้าที่เป็นกลางและต้องไม่ใช้ร่วมกับสายกราวด์ป้องกันฟ้าผ่า ใช้แหล่งจ่ายไฟระบบสามเฟสห้าสายสายดินสามารถใช้เป็นสายกราวด์ป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ได้ (แต่ต้องไม่เชื่อมต่อสายดินที่เป็นกลาง)

2. การป้องกันไฟฟ้าสถิตของสภาพแวดล้อมของไซต์

สำหรับผนังพื้นดินและเพดานของพื้นที่ทำงานป้องกันไฟฟ้าสถิตย์มาตรฐานแห่งชาติกำหนดว่าควรเลือกวัสดุป้องกันไฟฟ้าสถิตย์เพื่อให้มีประสิทธิภาพในการป้องกันไฟฟ้าสถิตที่ดี ห้ามใช้วัสดุฉนวนธรรมดา

3. การป้องกันไฟฟ้าสถิตของบุคลากร

ร่างกายมนุษย์สามารถสร้างไฟฟ้าสถิตด้วยแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่หมื่นโวลต์ถึงหลายหมื่นโวลต์ในกิจกรรมประจำวันและการดำเนินการผลิตและกระบวนการคายประจุนั้นสั้นมากดังนั้นพลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการคายประจุสามารถเข้าถึงได้หลายสิบวัตต์ เพียงพอที่จะทำให้พื้นที่ขนาดเล็กของชิปไหม้หรือฟิล์ม SiO2 แตกดังนั้นบุคลากรที่เข้าไปในพื้นที่ทำงานที่ป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ควรติดตั้งเสื้อผ้าป้องกันไฟฟ้าสถิตย์และรองเท้าป้องกันไฟฟ้าสถิตย์และเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาอุปกรณ์ควร ยังติดตั้งสายรัดข้อมือป้องกันไฟฟ้าสถิตย์

4. อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าสถิต

โต๊ะทำงานด้านความปลอดภัยป้องกันไฟฟ้าสถิตย์เป็นส่วนพื้นฐานของพื้นที่ทำงานป้องกันไฟฟ้าสถิต ประกอบด้วยแผ่นปูโต๊ะป้องกันไฟฟ้าสถิตปรับแต่งข้อต่อสายรัดข้อมือและสายดิน ไม่อนุญาตให้กองพลาสติกยางกระดาษแข็งแก้ว ฯลฯ บนโต๊ะทำงานเพื่อความปลอดภัยแบบคงที่ ของใช้จิปาถะที่ก่อให้เกิดไฟฟ้าสถิตภาพวาดวัสดุ ฯลฯ ควรใส่ไว้ในกระเป๋าเอกสารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ ที่หุ้มเบาะนั่งควรเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและเชื่อมต่อกับพื้นดินไฟฟ้าสถิต หากจำเป็นโต๊ะทำงานควรติดตั้งเครื่องกำจัดไฟฟ้าสถิตด้วยลมไอออนและสามารถปูพรมปูพื้นป้องกันไฟฟ้าสถิตด้านล่างได้ ในระหว่างการพัฒนาและการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภาชนะทั้งหมดสำหรับจัดเก็บและหมุนเวียนอุปกรณ์ที่ไวต่อไฟฟ้าสถิต (SSD) ควรมีคุณสมบัติในการป้องกันไฟฟ้าสถิตและไม่อนุญาตให้ใช้ภาชนะโลหะและพลาสติกธรรมดา

5. เครื่องมือตรวจจับไฟฟ้าสถิต

ติดตั้งเครื่องมือตรวจจับไฟฟ้าสถิตที่เกี่ยวข้องเพื่อทดสอบบุคลากรอุปกรณ์และมาตรการป้องกันต่างๆได้ตลอดเวลาหรือสม่ำเสมอเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของการป้องกัน

6. การบำรุงรักษามาตรการป้องกันเป็นประจำมาตรการป้องกันไฟฟ้าสถิตไม่ถาวร การบำรุงรักษาที่ถูกต้องและเหมาะสมจำเป็นต้องดำเนินการอย่างสม่ำเสมอในการใช้งานประจำวันเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถยืดอายุการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดต้นทุน