स्थैतिक विद्युत पदार्थों के भीतर या उनके बीच इलेक्ट्रॉनों की गति (ध्रुवीकरण और प्रवाह सहित) का परिणाम है।जब दो अलग-अलग पदार्थ संपर्क में आते हैं या बहुत कम दूरी पर होते हैं (eउदाहरण के लिए, 10 से 25 सेमी), क्वांटम टनलिंग प्रभाव के कारण इलेक्ट्रॉनों को इंटरफेस के माध्यम से टनेल किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रॉन विनिमय होता है। जब संतुलन प्राप्त होता है,सामग्री के बीच एक संभावित अंतर बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप इंटरफ़ेस के दोनों ओर सकारात्मक और नकारात्मक आवेशों की समान मात्रा होती है। यदि संपर्क के बाद सामग्री को अलग किया जाता है, तो वे समान लेकिन विपरीत आवेशों को ले जाएंगे।यह स्थैतिक विद्युत उत्पादन का मूल सिद्धांत है.
स्थैतिक विद्युत मुख्यतः तीन प्रकार से उत्पन्न होती हैः
ट्राइबोइलेक्ट्रिक चार्जिंग: जब दो अलग-अलग सामग्री एक दूसरे से संपर्क या घिसती हैं, तो इलेक्ट्रॉन कमजोर इलेक्ट्रॉन बंधन क्षमता वाली सामग्री से अधिक मजबूत बंधन क्षमता वाली सामग्री में स्थानांतरित हो जाते हैं,एक पदार्थ को सकारात्मक आवेशित और दूसरे को नकारात्मक आवेशित करने का कारण.
प्रवाहकीय चार्जिंग: कंडक्टरों के लिए, इलेक्ट्रॉन सतह पर स्वतंत्र रूप से चलते हैं। जब एक कंडक्टर एक चार्ज वस्तु से संपर्क करता है, तो इलेक्ट्रॉन चार्ज संतुलन प्राप्त होने तक स्थानांतरित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्थिर बिजली होती है।
प्रेरक चार्जिंग: जब एक कंडक्टर को बाहरी विद्युत स्थैतिक क्षेत्र में रखा जाता है, तो इलेक्ट्रॉन समान आवेशों के बीच प्रतिकार और विपरीत आवेशों के बीच आकर्षण के कारण फिर से वितरित होते हैं,चार्ज असंतुलन और स्थैतिक बिजली का कारण.
स्थैतिक विद्युत उत्पादन के मूल सिद्धांतों और तरीकों से,यह स्पष्ट है कि सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के उत्पादन और निर्माण के कई चरण स्थैतिक बिजली उत्पन्न कर सकते हैंइलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के दौरान, ऑपरेटरों, कार्यबेंच, उपकरण, घटक और पैकेजिंग सभी चार्ज हो सकते हैं।एक ईएसडी (इलेक्ट्रो-स्टेटिक डिस्चार्ज) घटना होगीमुख्य खतरों में तत्काल डिस्चार्ज करंट शामिल है जो सर्किट में शोर पैदा करता है और संदर्भ ग्राउंड संभावित में उतार-चढ़ाव का कारण बनता है (जैसे उत्पाद ग्राउंड, सिग्नल ग्राउंड),इस प्रकार सामान्य सर्किट संचालन में हस्तक्षेप.
स्थिर विद्युत जोखिमों में बिजली या विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप की तुलना में अद्वितीय विशेषताएं हैंः
छिपी हुई प्रकृति: ईएसडी घटनाएं अक्सर मनुष्यों के लिए अदृश्य होती हैं, लेकिन घटक अनजाने में क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।
विलंबता और संचयी प्रभाव: कुछ घटकों में ईएसडी के संपर्क में आने के बाद तत्काल विफलता के बिना खराब प्रदर्शन हो सकता है, लेकिन वे उपयोग के दौरान बाद में विफल हो सकते हैं।
आकस्मिकता: ईएसडी क्षति उत्पादन, निर्माण या रखरखाव के किसी भी चरण में और किसी भी चार्ज वस्तु के संपर्क में आ सकती है, जिससे यह अत्यधिक अप्रत्याशित हो जाती है।
जटिलता: ईएसडी क्षति को अक्सर अन्य प्रकार की विफलताओं के साथ गलत समझा जाता है, जिससे गलत निदान होता है।
इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद की असेंबली के लिए, स्थैतिक बिजली उत्पाद की गुणवत्ता, उपज और विश्वसनीयता को गंभीर रूप से प्रभावित करती है।उत्पादन के दौरान ईएसडी जोखिमों को कम करने के लिए स्वच्छ कक्षों में व्यवस्थित एंटी-स्टेटिक उपायों को लागू किया जाना चाहिए.
प्रभावी स्थैतिक विद्युत संरक्षण आम तौर पर तीन बुनियादी सिद्धांतों का पालन करता हैः
इलेक्ट्रोस्टैटिक आवेशों के संचय को कम करना या रोकना।
सुरक्षित इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज पथ स्थापित करें।
आवश्यक और प्रभावी इलेक्ट्रोस्टैटिक निगरानी प्रणालियों को लागू करना।
चार्ज जमा होने से रोकने और सुरक्षित डिस्चार्ज मार्ग प्रदान करने के लिए एक मजबूत ग्राउंडिंग सिस्टम आवश्यक है।इलेक्ट्रोस्टैटिक ग्राउंडिंग में चार्ज की गई वस्तुओं या वस्तुओं को जोड़ना शामिल है जो कंडक्टरों के माध्यम से पृथ्वी से स्थैतिक बिजली उत्पन्न करने की संभावना रखते हैं (गैर-इन्सुलेटर)यह चार्ज की गति और रिसाव को तेज करता है, प्रभावी रूप से जमा होने से रोकने के लिए स्थिर चार्ज जारी करता है।
स्थैतिक विद्युत का उत्पादन और परिमाण पर्यावरण के आर्द्रता और वायु आयनों की एकाग्रता से निकटता से संबंधित है। विद्युत स्थैतिक क्षमता आर्द्रता के विपरित आनुपातिक है।अति-स्वच्छ वातावरण में जैसे स्वच्छ कक्ष, कम आयन सांद्रता स्थिर विद्युत उत्पन्न करना आसान बनाती है।
एक ही क्रिया से विभिन्न आर्द्रता स्तरों के तहत एक परिमाण के क्रम में भिन्न विद्युत-स्थैतिक वोल्टेज उत्पन्न हो सकते हैं।क्योंकि यह उपकरण पर संघनक का कारण बन सकता हैआर्द्रता को उचित सीमा के भीतर रखा जाना चाहिए, जैसे कि 30%-75%.
उच्च आर्द्रता स्थैतिक विद्युत को मनुष्यों के लिए अदृश्य स्तर तक कम कर सकती है, लेकिन यह अभी भी संवेदनशील घटकों को नुकसान पहुंचा सकती है।सही दृष्टिकोण यह पहचानना है कि उच्च आर्द्रता स्थैतिक पीढ़ी को दबाता हैपारंपरिक सुरक्षा उपायों से परे, स्थिर विद्युत उत्पादन की निगरानी और रिकॉर्डिंग आवश्यक है।व्यावहारिक समाधानों में एंटी-स्टैटिक एक्सेस कंट्रोल सिस्टम और वास्तविक समय ऑनलाइन इलेक्ट्रोस्टैटिक मॉनिटरिंग सिस्टम शामिल हैं.
स्थिर विद्युत को उसके स्रोत पर नियंत्रित करने के लिए, महत्वपूर्ण क्षेत्रों में विरोधी स्थैतिक अभिगम नियंत्रण प्रणालियों को लागू किया जाता है।ये प्रणाली यह सत्यापित करती हैं कि क्या स्थिर नियंत्रित क्षेत्रों में प्रवेश करने वाले कर्मियों के पास उचित एंटी-स्टेटिक उपाय या उपकरण हैंकार्यात्मक मॉड्यूल में निम्नलिखित शामिल हैंः
पहचान और अनुमति सत्यापन
अस्थिर कलाई के पट्टियों और जूते का परीक्षण
स्तर नियंत्रण पैनल
उच्च स्वच्छता की आवश्यकता वाले वातावरण में प्रभावशीलता बढ़ाने के लिए, पहुंच नियंत्रण प्रणाली को वायु स्नान प्रणालियों के साथ एकीकृत किया जा सकता है।हवा स्नान दरवाजे नियंत्रण प्रणाली में प्रवेश संकेतों को शामिल करके, एंटी-स्टैटिक उपकरण की वैधता उस क्षण से सुनिश्चित की जाती है जब कर्मचारी कार्य क्षेत्र में प्रवेश करते हैं।
सामान्य इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में, इलेक्ट्रोस्टैटिक परीक्षकों का उपयोग आम तौर पर कर्मचारियों की एंटी-स्टेटिक कलाई पट्टियों की जांच करने के लिए किया जाता है। आईएसओ 9001 के अनुपालन के लिए, रिकॉर्ड अक्सर प्रपत्रों पर मैन्युअल रूप से चिह्नित होते हैं।हालांकि, यदि ऑपरेशन के दौरान एक एंटी-स्टैटिक कलाई का पट्टा विफल हो जाता है, या यदि ग्राउंडिंग सिस्टम का एक हिस्सा डिस्कनेक्ट हो जाता है, तो विफलता का तुरंत पता लगाना चुनौतीपूर्ण है।
इस समस्या को दूर करने के लिए, कुछ इलेक्ट्रॉनिक्स कारखानों ने अपने ग्राउंडिंग सिस्टम में वास्तविक समय ऑनलाइन निगरानी मॉड्यूल शामिल किए हैं। ग्राउंडिंग सर्किट की अखंडता का लाभ उठाते हुए,प्रणाली एक लाल प्रकाश अलार्म (और वैकल्पिक रूप से एक ध्वनि अलार्म) को ट्रिगर करती है यदि सर्किट का कोई हिस्सा खुला है या अत्यधिक उच्च प्रतिरोध है (ईयह प्रणाली वास्तविक समय में निगरानी की अनुमति देती है, जिससे थकाऊ और औपचारिक कागजी रिकॉर्ड की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
स्थैतिक विद्युत आम तौर पर "अदृश्य और अमूर्त" है, फिर भी यह सर्वव्यापी और हमेशा मौजूद है। इसलिए स्थैतिक विद्युत संरक्षण एक व्यापक व्यवस्थित परियोजना है। सिद्धांत रूप में,इसमें स्थैतिक विद्युत के उत्पादन और अपव्यय दोनों को नियंत्रित करना शामिल होना चाहिए।उत्पादन को नियंत्रित करने में मुख्य रूप से प्रक्रियाओं और सामग्री चयन का प्रबंधन शामिल है, जबकि अपव्यय को नियंत्रित करने में स्थिर आवेशों को सुरक्षित और तेजी से जारी करने या बेअसर करने पर ध्यान केंद्रित किया जाता है।
इस लेख में स्थैतिक विद्युत के सिद्धांतों और खतरों का संक्षिप्त परिचय दिया गया है।इसने स्थैतिक सुरक्षा में ग्राउंडिंग सिस्टम और पर्यावरण नियंत्रण की मौलिक भूमिका पर जोर दिया।इसने इलेक्ट्रॉनिक्स कारखाने में लागू एक्सेस कंट्रोल और रीयल-टाइम ऑनलाइन मॉनिटरिंग सिस्टम के व्यावहारिक मूल्य पर भी प्रकाश डाला। ये तरीके सरल, लागत प्रभावी हैं,और शीघ्र परिणाम प्राप्त करें, सामान्य इलेक्ट्रॉनिक्स कारखानों के लिए स्थिर विद्युत संरक्षण उपायों को लागू करने में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।
स्थैतिक विद्युत पदार्थों के भीतर या उनके बीच इलेक्ट्रॉनों की गति (ध्रुवीकरण और प्रवाह सहित) का परिणाम है।जब दो अलग-अलग पदार्थ संपर्क में आते हैं या बहुत कम दूरी पर होते हैं (eउदाहरण के लिए, 10 से 25 सेमी), क्वांटम टनलिंग प्रभाव के कारण इलेक्ट्रॉनों को इंटरफेस के माध्यम से टनेल किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रॉन विनिमय होता है। जब संतुलन प्राप्त होता है,सामग्री के बीच एक संभावित अंतर बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप इंटरफ़ेस के दोनों ओर सकारात्मक और नकारात्मक आवेशों की समान मात्रा होती है। यदि संपर्क के बाद सामग्री को अलग किया जाता है, तो वे समान लेकिन विपरीत आवेशों को ले जाएंगे।यह स्थैतिक विद्युत उत्पादन का मूल सिद्धांत है.
स्थैतिक विद्युत मुख्यतः तीन प्रकार से उत्पन्न होती हैः
ट्राइबोइलेक्ट्रिक चार्जिंग: जब दो अलग-अलग सामग्री एक दूसरे से संपर्क या घिसती हैं, तो इलेक्ट्रॉन कमजोर इलेक्ट्रॉन बंधन क्षमता वाली सामग्री से अधिक मजबूत बंधन क्षमता वाली सामग्री में स्थानांतरित हो जाते हैं,एक पदार्थ को सकारात्मक आवेशित और दूसरे को नकारात्मक आवेशित करने का कारण.
प्रवाहकीय चार्जिंग: कंडक्टरों के लिए, इलेक्ट्रॉन सतह पर स्वतंत्र रूप से चलते हैं। जब एक कंडक्टर एक चार्ज वस्तु से संपर्क करता है, तो इलेक्ट्रॉन चार्ज संतुलन प्राप्त होने तक स्थानांतरित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्थिर बिजली होती है।
प्रेरक चार्जिंग: जब एक कंडक्टर को बाहरी विद्युत स्थैतिक क्षेत्र में रखा जाता है, तो इलेक्ट्रॉन समान आवेशों के बीच प्रतिकार और विपरीत आवेशों के बीच आकर्षण के कारण फिर से वितरित होते हैं,चार्ज असंतुलन और स्थैतिक बिजली का कारण.
स्थैतिक विद्युत उत्पादन के मूल सिद्धांतों और तरीकों से,यह स्पष्ट है कि सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के उत्पादन और निर्माण के कई चरण स्थैतिक बिजली उत्पन्न कर सकते हैंइलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण के दौरान, ऑपरेटरों, कार्यबेंच, उपकरण, घटक और पैकेजिंग सभी चार्ज हो सकते हैं।एक ईएसडी (इलेक्ट्रो-स्टेटिक डिस्चार्ज) घटना होगीमुख्य खतरों में तत्काल डिस्चार्ज करंट शामिल है जो सर्किट में शोर पैदा करता है और संदर्भ ग्राउंड संभावित में उतार-चढ़ाव का कारण बनता है (जैसे उत्पाद ग्राउंड, सिग्नल ग्राउंड),इस प्रकार सामान्य सर्किट संचालन में हस्तक्षेप.
स्थिर विद्युत जोखिमों में बिजली या विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप की तुलना में अद्वितीय विशेषताएं हैंः
छिपी हुई प्रकृति: ईएसडी घटनाएं अक्सर मनुष्यों के लिए अदृश्य होती हैं, लेकिन घटक अनजाने में क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।
विलंबता और संचयी प्रभाव: कुछ घटकों में ईएसडी के संपर्क में आने के बाद तत्काल विफलता के बिना खराब प्रदर्शन हो सकता है, लेकिन वे उपयोग के दौरान बाद में विफल हो सकते हैं।
आकस्मिकता: ईएसडी क्षति उत्पादन, निर्माण या रखरखाव के किसी भी चरण में और किसी भी चार्ज वस्तु के संपर्क में आ सकती है, जिससे यह अत्यधिक अप्रत्याशित हो जाती है।
जटिलता: ईएसडी क्षति को अक्सर अन्य प्रकार की विफलताओं के साथ गलत समझा जाता है, जिससे गलत निदान होता है।
इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद की असेंबली के लिए, स्थैतिक बिजली उत्पाद की गुणवत्ता, उपज और विश्वसनीयता को गंभीर रूप से प्रभावित करती है।उत्पादन के दौरान ईएसडी जोखिमों को कम करने के लिए स्वच्छ कक्षों में व्यवस्थित एंटी-स्टेटिक उपायों को लागू किया जाना चाहिए.
प्रभावी स्थैतिक विद्युत संरक्षण आम तौर पर तीन बुनियादी सिद्धांतों का पालन करता हैः
इलेक्ट्रोस्टैटिक आवेशों के संचय को कम करना या रोकना।
सुरक्षित इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज पथ स्थापित करें।
आवश्यक और प्रभावी इलेक्ट्रोस्टैटिक निगरानी प्रणालियों को लागू करना।
चार्ज जमा होने से रोकने और सुरक्षित डिस्चार्ज मार्ग प्रदान करने के लिए एक मजबूत ग्राउंडिंग सिस्टम आवश्यक है।इलेक्ट्रोस्टैटिक ग्राउंडिंग में चार्ज की गई वस्तुओं या वस्तुओं को जोड़ना शामिल है जो कंडक्टरों के माध्यम से पृथ्वी से स्थैतिक बिजली उत्पन्न करने की संभावना रखते हैं (गैर-इन्सुलेटर)यह चार्ज की गति और रिसाव को तेज करता है, प्रभावी रूप से जमा होने से रोकने के लिए स्थिर चार्ज जारी करता है।
स्थैतिक विद्युत का उत्पादन और परिमाण पर्यावरण के आर्द्रता और वायु आयनों की एकाग्रता से निकटता से संबंधित है। विद्युत स्थैतिक क्षमता आर्द्रता के विपरित आनुपातिक है।अति-स्वच्छ वातावरण में जैसे स्वच्छ कक्ष, कम आयन सांद्रता स्थिर विद्युत उत्पन्न करना आसान बनाती है।
एक ही क्रिया से विभिन्न आर्द्रता स्तरों के तहत एक परिमाण के क्रम में भिन्न विद्युत-स्थैतिक वोल्टेज उत्पन्न हो सकते हैं।क्योंकि यह उपकरण पर संघनक का कारण बन सकता हैआर्द्रता को उचित सीमा के भीतर रखा जाना चाहिए, जैसे कि 30%-75%.
उच्च आर्द्रता स्थैतिक विद्युत को मनुष्यों के लिए अदृश्य स्तर तक कम कर सकती है, लेकिन यह अभी भी संवेदनशील घटकों को नुकसान पहुंचा सकती है।सही दृष्टिकोण यह पहचानना है कि उच्च आर्द्रता स्थैतिक पीढ़ी को दबाता हैपारंपरिक सुरक्षा उपायों से परे, स्थिर विद्युत उत्पादन की निगरानी और रिकॉर्डिंग आवश्यक है।व्यावहारिक समाधानों में एंटी-स्टैटिक एक्सेस कंट्रोल सिस्टम और वास्तविक समय ऑनलाइन इलेक्ट्रोस्टैटिक मॉनिटरिंग सिस्टम शामिल हैं.
स्थिर विद्युत को उसके स्रोत पर नियंत्रित करने के लिए, महत्वपूर्ण क्षेत्रों में विरोधी स्थैतिक अभिगम नियंत्रण प्रणालियों को लागू किया जाता है।ये प्रणाली यह सत्यापित करती हैं कि क्या स्थिर नियंत्रित क्षेत्रों में प्रवेश करने वाले कर्मियों के पास उचित एंटी-स्टेटिक उपाय या उपकरण हैंकार्यात्मक मॉड्यूल में निम्नलिखित शामिल हैंः
पहचान और अनुमति सत्यापन
अस्थिर कलाई के पट्टियों और जूते का परीक्षण
स्तर नियंत्रण पैनल
उच्च स्वच्छता की आवश्यकता वाले वातावरण में प्रभावशीलता बढ़ाने के लिए, पहुंच नियंत्रण प्रणाली को वायु स्नान प्रणालियों के साथ एकीकृत किया जा सकता है।हवा स्नान दरवाजे नियंत्रण प्रणाली में प्रवेश संकेतों को शामिल करके, एंटी-स्टैटिक उपकरण की वैधता उस क्षण से सुनिश्चित की जाती है जब कर्मचारी कार्य क्षेत्र में प्रवेश करते हैं।
सामान्य इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में, इलेक्ट्रोस्टैटिक परीक्षकों का उपयोग आम तौर पर कर्मचारियों की एंटी-स्टेटिक कलाई पट्टियों की जांच करने के लिए किया जाता है। आईएसओ 9001 के अनुपालन के लिए, रिकॉर्ड अक्सर प्रपत्रों पर मैन्युअल रूप से चिह्नित होते हैं।हालांकि, यदि ऑपरेशन के दौरान एक एंटी-स्टैटिक कलाई का पट्टा विफल हो जाता है, या यदि ग्राउंडिंग सिस्टम का एक हिस्सा डिस्कनेक्ट हो जाता है, तो विफलता का तुरंत पता लगाना चुनौतीपूर्ण है।
इस समस्या को दूर करने के लिए, कुछ इलेक्ट्रॉनिक्स कारखानों ने अपने ग्राउंडिंग सिस्टम में वास्तविक समय ऑनलाइन निगरानी मॉड्यूल शामिल किए हैं। ग्राउंडिंग सर्किट की अखंडता का लाभ उठाते हुए,प्रणाली एक लाल प्रकाश अलार्म (और वैकल्पिक रूप से एक ध्वनि अलार्म) को ट्रिगर करती है यदि सर्किट का कोई हिस्सा खुला है या अत्यधिक उच्च प्रतिरोध है (ईयह प्रणाली वास्तविक समय में निगरानी की अनुमति देती है, जिससे थकाऊ और औपचारिक कागजी रिकॉर्ड की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
स्थैतिक विद्युत आम तौर पर "अदृश्य और अमूर्त" है, फिर भी यह सर्वव्यापी और हमेशा मौजूद है। इसलिए स्थैतिक विद्युत संरक्षण एक व्यापक व्यवस्थित परियोजना है। सिद्धांत रूप में,इसमें स्थैतिक विद्युत के उत्पादन और अपव्यय दोनों को नियंत्रित करना शामिल होना चाहिए।उत्पादन को नियंत्रित करने में मुख्य रूप से प्रक्रियाओं और सामग्री चयन का प्रबंधन शामिल है, जबकि अपव्यय को नियंत्रित करने में स्थिर आवेशों को सुरक्षित और तेजी से जारी करने या बेअसर करने पर ध्यान केंद्रित किया जाता है।
इस लेख में स्थैतिक विद्युत के सिद्धांतों और खतरों का संक्षिप्त परिचय दिया गया है।इसने स्थैतिक सुरक्षा में ग्राउंडिंग सिस्टम और पर्यावरण नियंत्रण की मौलिक भूमिका पर जोर दिया।इसने इलेक्ट्रॉनिक्स कारखाने में लागू एक्सेस कंट्रोल और रीयल-टाइम ऑनलाइन मॉनिटरिंग सिस्टम के व्यावहारिक मूल्य पर भी प्रकाश डाला। ये तरीके सरल, लागत प्रभावी हैं,और शीघ्र परिणाम प्राप्त करें, सामान्य इलेक्ट्रॉनिक्स कारखानों के लिए स्थिर विद्युत संरक्षण उपायों को लागू करने में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।
