Elektrostatisk udladning

FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc
01-03-2018 Jytte Camus E

Elektrostatisk udladning en elektrostatisk fænomen, der gør cirkulere en pludselig og kortvarig elektrisk strøm mellem to objekter af forskellig elektrisk potentiale; som den aktuelle i en lynafleder efter at være ramt af lynet.

Udtrykket bruges normalt i elektronikindustrien og andre industrier til at beskrive momentane uønskede strømninger, der kan forårsage skade på elektronisk udstyr.

Væsentligste årsager

For at forstå dannelsen af ​​denne strøm må anses at et organ består af et ubestemt antal bundet sammen af ​​kræfter tiltrækning og frastødning, der tillader dem at stå i balance uden at komme i kontakt molekyler. Vi ved, at elektronen er den mindste mængde elektrisk agent, elementarpartikel af negativ elektricitet. Vi ved, at disse elektroner har en skrøbelig stabilitet i atomet og kan forlade sin bane som følge af stød, nuklear shock og mange andre forhold.

Hvis vi mener, at den menneskelige krop og fungerer som elektroner og også to modsat ladede legemer tiltrækker, er det forståeligt, hvorfor der opstår en udledning i fingerspidsen, hvis en metalgenstand hånd, fremragende chauffør elektriske, fyldt med elektroner, hvorved det akkumuleres i ekstreme eller perifere dele af materialerne.

Som i øvrigt stigningen i temperatur begunstiger frigivelse af elektroner, eller rettere, elektrificering, gnide hinanden skyer eller lag af tør luft, samt bremse og friktion drivremme, betydeligt øge triboelectricity.

Denne type statisk elektricitet er den vigtigste årsag til elektrostatisk udladning, som ofte fremkommer ved elektrificering af elektriske kontakter eller adskillelse af elektriske ladninger, der opstår, når to materialer at komme i kontakt og derefter separeret. Eksempler på denne type indbefatter gå på et tæppe, ned fra en bil eller fjerne nogle plasttyper emballeret. I alle disse tilfælde friktionen mellem to materialer lades med elektricitet af modsat fortegn resultater elektrificering, således at der skabes en elektrisk spændingsforskel, som kan føre til en udledning begivenhed.

En anden årsag til ESD er elektrostatisk induktion. Dette kan forekomme, når en elektrisk ladet objekt placeres i nærheden af ​​en ledende genstand isoleret fra jord. Tilstedeværelsen af ​​den ladede objekt skaber et elektrostatisk felt, der skaber elektriske ladninger er fordelt over overfladen af ​​en anden genstand. Mens netto elektrostatisk ladning af objektet ikke har ændret sig, nu har du regioner af positiv og negativ overskydende ladning. En ESU-hændelse kan opstå, når objekter kommer i kontakt med en ledende bane. For eksempel kan ladede områder på overfladen af ​​Styrofoam kopper eller plastikposer fremkalde en potentiel næste ESD følsomme komponenter ved elektrostatisk induktion fænomen, og udledningen kan opstå, hvis komponenten er rørt med en metal værktøj.

Historie og Baggrund

For de fleste mennesker, statisk elektricitet er mere end bare krampe opleves, når røre en metal dørhåndtag efter at have gået på et tæppe, eller har sneget ind i sædet på en bil.

Men det elektrostatiske felt går langt videre, da det har været et alvorligt problem for industrien i århundreder. I begyndelsen femtende århundrede, blev europæiske og caribiske forter hjælp og kontrolprocedurer og anordninger til at forhindre elektrostatisk afladning bør gøre eksplodere krudt butikker. I 1860'erne om papirfabrikker amerikanske De brugte grundlæggende aterrizamientos, flammeionisationsdetektor teknikker og damp trommer at fjerne statisk elektricitet netværk af papir, da de passerede gennem tørreprocessen. Enhver forretning og industri proces har Engang sine egne problemer med opladning og elektrostatisk afladning. Klare eksempler kunne være ammunition og sprængstoffer, lægemidler, landbrug, trykning og grafisk kunst, tekstil, maling eller plast. I alle tilfælde kontrollerer statisk elektricitet er af stor betydning.

Med fremkomsten af ​​den teknologiske tidsalder, også kom de nye problemer på dette område. Som elektroniske enheder blev hurtigere og mindre, deres følsomhed over for ESD eller ESD, kiggede steg. I dag, ESD har betydelig i hver af de aspekter af elektronisk effekt.

På trods af de store indsats i det sidste kvarte århundrede, ESD påvirker stadig produktionsudbytter, omkostninger, produktets pålidelighed mv Industri eksperter har anslået gennemsnitlig produkt tab relateret til statisk elektricitet spænder fra 8% til 33%.

Type

Det mest slående og spektakulære form af ESD er "gnist", som opstår, når en stærk elektrostatisk felt skaber en ioniseret ledende kanal gennem luften. Dens virkninger kan tage alt fra en lille ubehag på en person, at fyre og eksplosioner, hvis luften indeholder brandbare gasser eller partikler, der passerer selvfølgelig at forårsage alvorlige skader på elektronisk udstyr.

Mange af elektrostatisk afladning forekommer uden en synlig eller hørbar "pop", for eksempel en person bærer en forholdsvis lille belastning og må ikke føle stød, men det er kraftig nok til at beskadige følsomme elektroniske komponenter. Disse typer af usynlige stød kan forårsage svigt af enhederne, og selv nedbrydes i en mere passiv måde at påvirke dem på lang sigt og attesterer, at skaden allerede langt fremme, når dens levetid.

Gnist eller lynnedslag

Den "gnist", når den elektriske feltstyrke, overstiger den dielektriske styrke af luft. Dette kan medføre en hurtig stigning i antallet af frie elektroner og ioner i luften, hvilket luften pludselig bliver en elektrisk leder gennem en proces kaldet "dielektrisk fald".

Det bedste eksempel på en naturlig "gnist" er de lynnedslag. I dette tilfælde, den potentielle forskel mellem en sky og jorden eller mellem to skyer, er hundreder af millioner af volt. Den resulterende strøm gennem ioniseret luft forårsager en frigivelse af energi eksplosivt.

Den "chip" kan forårsage alvorlige eksplosioner på grund af de høje temperaturer, under udvikling. Et eksempel på dette er luftskibet Hindenburg-katastrofen, som efter mange teorier om, hvordan ulykken skete, blev det tilskrevet en elektrostatisk afladning brændt paneler farvet med thermite, en forbindelse, der er meget brandfarligt. Flyet havde været igennem en storm, som havde erhvervet en stor elektrostatisk ladning. Udledningen opstod, da de gik til binde rebene til jord i New Jersey i 1937.

Corona

Koronaen produceres, for eksempel, ledere af elledninger og manifesterer sig som lyse glorie omkring dem. Da drivere er normalt cirkulære, halo tager form af en krone, deraf navnet.

Årsagen ligger i ionisering af den omgivende luft til chaufføren på grund af høje niveauer af spænding på linjen. På det tidspunkt, hvor luftmolekyler ioniseres, de er i stand til at lede elektrisk strøm og en del af elektronerne passere ind i luftledningen. En sådan bevægelse bevirker en temperaturstigning i gassen, mens det for lave niveauer rødligt eller blåligt temperatur til høje niveauer. Dette medfører, at der kan kvantificeres efter farveintensiteten af ​​glorie.

Den første post i denne form for elektricitet er "St. Elmo 's Fire." I stormvejr på havet, de undertiden dukker som røde lys eller blålig flammer på toppen af ​​masterne af bådene. Sejlere forbundet med en form for beskyttelse og opkaldt til ære for hans mæcen, Erasmus af Formia.

Download "brush"

Således ESD er en særlig type koronaudladning, som finder sted mellem to elektroder indlejret i en ikke-ledende medium og kendetegnet ved svag og klare ioniserede partikler sammensat bifurkationer.

Kan opstå udledninger mellem ladede polyethylen plastik isolering og en leder. Den maksimale energi i forbindelse med et chok af denne art normalt ikke overstiger 4mJ kan være brændbare, men er mindre tilbøjelige til at forårsage antændelse af den luft, andre typer af udledning mellem to ledere.

Fænomenologi

  • bilister og passagerer ved udmærket konsekvenserne af fænomenet "DSU", der opstår, når rører yderpunkterne af døren eller bagagerummet, med spidsen af ​​hætten eller vinklen på en kolonne af kroppen. Selv magt udledningen er svag og blottet for fare, emnet er følsomt over for dens manifestation. Der har været sjældne tilfælde af bilister, deres organer bliver indlæst statiske, de har fanget brændstoffet i gas station og kommer til at indtaste pumpen i reservoiret har udløst en elektrostatisk gnist, der i sidste ende brandslange . For at undgå, at der sker så farligt anbefales, at vi før tankning røre en metal overflade for at læsse af elektrostatisk.
  • Uanset de forskellige former for menneskelig modtagelighed er reaktionerne impotens. I betragtning af dette sæt af fakta, de mere forsigtige, forsigtig eller købe små bånd berørte generelt indarbejde metallisk ledende tråd, og placeres i den bageste del af køretøjet, således at der kan frigive statisk elektricitet. I klare vendinger sucintísimos er alt scientifism statisk elektricitet snarere triboelectricity, dvs. elektricitet produceret ved kontakt, gnide, slibning eller frotadura. Dens eksistens har været kendt siden de ældste tider og medicin til to århundreder til at passe nervesystemet.
  • Dog kan alle med langt hår ses, når gør, som frotadura tiltrækker hår kam. Et andet velkendt eksempel er huden af ​​katte producerer triboelectricity når hendes fingre passerede: hans holdning, at dyret viser tydeligt virkeligheden af ​​fænomenet. I en bil er der masser af kilder til triboelectricity: "foringer" eller bremseklodser i friktion disk eller tromle og fan bælter / generator, for blot at nævne de to vigtigste.

I elektronikindustrien

Elektrostatisk afladning er en alvorlig fare for solid state elektronik, fordi de kan deaktivere elektroniske enheder. Integrerede kredsløb er lavet af halvledermaterialer såsom silicium og isolerende materialer, såsom siliciumdioxid. Enhver af disse materialer kan lide permanent skade, når de udsættes for små elektriske ladninger.

ESD forebyggelse sker ved elektrostatisk afskærmning område. EPA kan være en lille arbejdsstation eller en stor produktion område. Den væsentligste årsag er, at en EPA: være ikke meget indlæsning af materiale omkring følsom elektronik til ESD jorde alle ledende materialer og jorden arbejdstagere. Således ophobning afgift i følsomme elektronik DSU undgås. Når man planlægger og designe en EPA er vigtigt at bruge ledende materialer. Den første og mest væsentlige beskyttelsesenhed EPA for at beskytte det elektroniske udstyr i risiko for skader fra elektrostatisk afladning er ethvert element, der er i direkte kontakt med det materiale, der skal beskyttes. Derfor skal håndtering, transport og opbevaring gøres ved hjælp af produkter fremstillet af ledende materialer.

Lagersystemer lavet af ledende plast er et godt eksempel på produktet oprettet specielt til dette formål. For at gøre dette er det tilføjet til polypropylen copolymer, som er lavet ledende additiv: kønrøg. Dette, foruden at yde en karakteristisk sort farve, giver dem en specifik overflademodstand gør det muligt at udlede jorden elektrostatiske ladninger. På denne måde kan de opbevares, transporteres og håndteres sikkert kredsløbskort, bundkort, osv ...

Tekniske karakteristika for ledende kasser

  • Base materiale: Polypropylen copolymer
  • Ledende additiv: Kønrøg
  • Farve: Sort
  • Massefylde ved 23 ° C: 1,04] / cm³
  • Vicat blødgøringspunkt: 154 ° C ISO 306
  • Temperaturområde: 80-100 ° C 100-120 ° C
  • Elektrisk overflademodstand: & lt; 104 Ω cm
  • Resistivity: 4 Ω cm
  • Aging: noget fald i ledningsevne
  • Fremragende modstandsdygtighed over for UV-stråler
  • Kemisk resistens: excellent

Internationale standarder til at definere typiske EPA og kan findes i standarderne i Den Internationale Elektrotekniske Kommission eller American National Standards Institute.

Kontrol og forebyggelse

For at undgå elektrostatisk afladning, er det vigtigt at vide, hvad der forårsager dem. Normalt kan job materialer opdeles i 3 kategorier: ESD generatorer, ESD og ESD neutrale dræn:

  • ESD generatorer er aktive generatorer af statisk elektricitet, såsom plast, kattehår, eller polyester.
  • Neutrale ESD materialer er normalt isolerende men ikke tendens til at opretholde den statiske opladning. Eksempler indbefatter træ, papir eller bomuld. Det betyder ikke, at de ikke kan forårsage en elektrostatisk afladning, men risikoen er minimal.
  • ESD drivere er meget indlysende, metal værktøj og andre genstande. Plast håndtag kan være et problem, da metallet vil passere den statiske ladning genereres så hurtigt, som hvis du er på en overflade. Der er mange andre materialer, såsom visse plastmaterialer, som også falder ind under denne gruppe, herunder snavs og beton kan indtaste det.

Der er mange aktiviteter, der genererer statisk elektricitet, så de skal være forsigtige og opretholde en kontrolplan ESD. Den simple handling at tage et bånd dispenser kan generere en meget stor spænding. Vend rundt en stol eller enhver aktivitet, der giver mulighed for to overflader gnides mod hinanden kan generere statisk elektricitet.

Der er flere måder at gennemføre en ESD-beskyttelse korrekt. De kan inddeles i følgende områder:

  • ESD beskyttelse i kredsløb design og montage. Beskyttelse bør gennemføres i det kredsløb, så elektronikken kan modstå stød på tidspunktet for normal brug. Dette er især vigtigt i forbindelse eksternt. Det er også nødvendigt for delkomponenter og plader har nogle foranstaltninger mod ESD for når du skal håndtere eller håndtere dem.
  • Computer montage og afprøvning i en EPA. Når der monteret elektroniske apparater, er det nødvendigt, at komponenterne styres således, at de ikke udsættes for ESD. I dag er de fleste virksomheder forsøger alle komponenter som følsomme over for statisk elektricitet, så streng kontrol anvendes i de økonomiske partnerskabsaftaler for at give en ESD beskyttet miljø. Ved hjælp af disse økonomiske partnerskabsaftaler er blevet en standard i enhver aktuelt producerer elektroniske komponenter.
  • Opbevaring komponenter i et kontrolleret område. Ikke alene skal sikre beskyttelse mod ESD i montage og samling af enhederne, men skal også sikre, at alle komponenter er opbevares og transporteres med beskyttelse er implementeret.
  • Indførelse af ESD kontrol. Installationen af ​​udstyr og oprettelse af en vask statisk miljø er det første skridt i at skabe et område med ESD-beskyttelse, men det er også nødvendigt at indføre en række korrekte procedurer og tilbyde uddannelse til de ansatte. Kun når personalet forstår fuldt ud de principper for at forhindre ESD beskyttelse område kan fungere sikkert.

Ud over disse former for beskyttelse, der er fysiske enheder skabt specielt til forebyggelse ESD. Disse kaldes, antistatiske enheder. En antistatisk enhed har til formål at reducere statisk elektricitet i kroppen på en person eller i hans team, med til at forebygge mindre skader fra brand eller eksplosion, når der arbejdes med brandfarlige væsker eller gasser. Eksempler omfatter antistatiske armbånd bundet til jorden teknikere komme til at arbejde på arbejdsstationer, opbevaring poser transporterer enheder såsom grafikkort eller harddiske, Mats tastaturer, mus, etc.

Forordninger

Der er flere standarder i øjeblikket anvendes, herunder europæiske standarder EN 100015, EN61340-5-1, og den amerikanske standard ANSI / ESD 20:21.

EN 61340-5-1 har nu overhalet EN 100015, og er den førende standard i Europa.

ANSI / ESD 20:20 anvendes hovedsageligt i Nordamerika. Producenter stadig bruge EN10015 skal hamle op med EN 61340-5-1 så hurtigt som muligt.

Den ESDA S20.20 udviklede standard understøttes også af ANSI og er kendt som ANSI ESD S20.20. Den dækker alle de krav til design, etablering, implementering og vedligeholdelse af et komplet ESD styreprogram. Fødslen af ​​denne standard har sin oprindelse i, der traditionelt var militæret, der udviklede specifikationerne og foranstaltninger til at kontrollere ESD i USA Men med tiden mere fokuseret på at finde en markedsføringstilladelse deres standarder for at udvikle nye. Det var dengang, at forsvarsministeriet spurgte ESDA der convirtiese MIL-STD-1686 i en kommerciel standard, ANSI / ESD S20.20

Men det var næsten 30 år siden. Gældende standarder for ESDA, er opdelt i tre hovedgrupper:

  • Dem, der giver en ESD styreprogram og dens krav. Dette inkluderer dokumenter som ANSI ESD S20.20-2007 Standard for udvikling af en ESD Program, ANSI / ESD S8.1 Awareness Symboler-ESD eller ESD ESD TR20.20 Handbook.
  • De, der opfylder kravene til produkter og procedurer. Nogle af de typiske standarder for denne gruppe er: ANSI / ESD S6.1 jordforbindelse og ANSI / ESD S541 P ackaging Materialer til ESD følsomme emner.
  • Hvilket de sætter standarder for testmetoder og evaluering af produkter og materialer. Et eksempel på dette kan være ANSI / ESDA-JEDEC JS-001-2010 Device Testing, Human Body Model.
Forrige artikel Elizabeth Hamilton
Næste artikel Esprit Requien