Електростатика у питаннях та відповідях
Що таке статичну електрику?
Сумарний інтелект планети – величина постійна, тоді як населення планети зростає. Закони Мерфі
Статична електрика виникає у разі порушення внутрішньоатомної чи внутрішньомолекулярної рівноваги внаслідок придбання чи втрати електрона. Зазвичай атом перебуває у рівноважному стані завдяки однаковій кількості позитивних і негативних частинок - протонів і електронів. Електрони можуть легко переміщаються від одного атома до іншого. При цьому вони формують позитивні (де відсутній електрон) або негативні (одиночний електрон або атом із додатковим електроном) іони. Коли відбувається такий дисбаланс, виникає статична електрика.
Статична електрика утворюється внаслідок порушення внутрішньоатомного або внутрішньомолекулярного балансу внаслідок одержання чи втрати електрона. У більшості випадків атом знаходиться в рівноважному стані, завдяки однаковій кількості позитивних і негативних частинок - протонів та електронів.
Електрони можуть легко переміщатися з атома до атома. Внаслідок такого переміщення вони формують позитивні або негативні іони. Якщо відбувається такий дисбаланс, виникає статична електрика.
Експериментальний кролик може дозволити собі майже все. Закони Мерфі
Причини формування електростатичних зарядів
Вихований чоловік не зробить зауваження жінці, яка погано несе шпалу. Закони Мерфі.
Розглянемо кілька типових прикладів із життя. Працівник, що крокує килимовою доріжкою до директора, генерує потенціал до 1000 В; радіомонтажник, що ерзає на стільці з поліетиленовим покриттям.1500 В, а його начальник, що піднімає зі столу портфель із синтетичного матеріалу - до 1200 В. При вологості 10-20% значення напруги складають відповідно 35000 В, 18000 В і 20000 В, у той час як для деяких виробів мікроелектроніки потенціал в сотні вольт фатальний. Існує три способи утворення електростатичного заряду:
Трибоелектричний
При зіткненні та розподілі двох об'єктів один завжди заряджається позитивно, інший негативно. Приклад: контакт взуття з підлогою при ходьбі призводить до утворення статичного потенціалу на працівникові.
Індукційний
При переміщенні зарядженого об'єкта поблизу незарядженого в останньому генерується статичний заряд із протилежним знаком і, як наслідок, виникають індукційні струми. Приклад - дотик рукою, що несе високий заряд, до корпусу ESD-чутливої мікросхеми (як правило, найдорожчої). Зверніть увагу: для пошкодження кристала індукційними струмами не обов'язково навіть торкатися рукою безпосередньо висновків корпусу мікросхеми.
Ємнісний
Заряд є добуток напруги на ємність, тому при постійній величині заряду зменшення ємності тягне зростання потенціалів поверхонь, що роз'єднуються. Кошмарний епізод: розмотування рулону поліетилену на пакувальному столі дистриб'ютора електронних компонентів.
Для вирішення цих проблем було розроблено цілий комплекс заходів щодо захисту від електростатики. Електронна промисловість виробила кілька стандартів, які допомагають досягти високої якості та надійності виробів, суттєво знизити ризик пошкодження електронного компонента.
Вплив кліматичних факторів
Якщо чотири причини можливих неприємностей напередусунути, то завжди знайдеться п'ята.
Величина електростатичних зарядів обернено пропорційна вологості повітря - іншими словами, у вологому приміщенні формуються менші за величиною електростатичні заряди, ніж у сухому. Це пояснюється тим, що при високій вологості на поверхні оброблюваного матеріалу формується мікроскопічний шар вологи, що підвищує електропровідність матеріалу і сприяє відведенню заряду на землю. Вологе повітря по-різному впливає на невсмоктуючі (пластики) і всмоктуючі (папір без покриття) матеріали. У першому випадку волога сприяє підвищенню електропровідності тільки поверхні матеріалу, у другому випадку - поверхневої і об'ємної електропровідності. Для підтримки оптимальної вологості, значення якої знаходиться в межах від 45 до 60%, у друкарні рекомендується використовувати промислові системи зволоження повітря.
Проблеми, що викликаються статичною електрикою
Є моменти, коли все вдається. Не лякайтеся, це минеться.
У багатьох галузях промисловості однією з основних проблем, зумовлених електростатичним зарядом, є взаємодія між зарядженими об'єктами, наслідком якого є тяжіння до матеріалу, що запечатується, пилу, злипання відбитків між собою та їх тяжіння до механізмів, а також дестабілізація режиму намотування полотна в рулон. І що вище величина електростатичного заряду лежить на поверхні полотна чи листа, тим більше пилу він притягне. Як правило, повітряний пил інтенсивно притягується до полотна при різниці потенціалів 3 кВ та вище.
Ризик займання внаслідок розряду, викликаного електростатикою, особливо великий при використанні фарб та лаків на легкозаймистих розчинниках. Такі фарби та лаки знаходять застосування вфлексографського та глибокого друку. Основними джерелами електростатичного розряду, як правило, є незаземлені елементи обладнання, матеріал, що обробляється, і одяг обслуговуючого персоналу.
При різниці потенціалів більше 10 кВ розряди можуть призвести до пошкодження фарбового або лакового покриття на відбитках.
Для здоров'я персоналу, що обслуговує техніку, електростатичні розряди, як правило, не небезпечні, проте вони можуть налякати оператора і викликати неадекватну реакцію, яка і призведе до травми. Електростатичні заряди накопичуються на одязі оператора в результаті тертя або під впливом зовнішніх електростатичних полів, наприклад, поля від рулону з пластиковою плівкою. У цьому випадку розряд відбувається при зіткненні оператора із заземленими металевими об'єктами, наприклад, зі станиною машини. Рідше розряд є результатом дотику оператора, взутого у провідне взуття, із незаземленими елементами машини чи виробами, у яких сформувався електростатичний заряд.
Нейтралізація електростатичних зарядів
Якщо експеримент вдалося, щось тут не так.
Працюючи з провідними матеріалами для нейтралізації електростатичних зарядів досить виконати заземлення. Електростатичні заряди, сформовані поверхні діелектриків, нейтралізуються шляхом бомбардування зарядженими частинками протилежного знака. Як правило, для цього використовується іонізоване повітря, що містить позитивні та негативні іони. У промислових підприємствах застосовуються два типи іонізаторів: пасивні та активні.
Як переваги пасивних іонізаторів можна назвати низьку вартість, високу продуктивність (можуть застосовуватися у високошвидкісних машинах), а також простоту інсталяціїта обслуговування. Недоліками пасивних іонізаторів є необхідність встановлення на невеликій відстані від матеріалу, внаслідок чого утруднена обробка об'єктів складної форми; необхідність періодичної заміни електродів; неповне видалення статичного заряду (зазвичай на матеріалі залишається незначний за величиною заряд).
Активні іонізатори генерують коронний розряд, у результаті якого навколо емітера пристрою утворюється хмара іонізованого повітря. Для підвищення ефективності хмара може прямувати на потрібну ділянку оброблюваного матеріалу за допомогою вентилятора або компресора.
Активні іонізатори характеризуються високою надійністю, дозволяють спрямовано подавати іонізоване повітря та обробляти об'єкти складної форми, а також важкодоступні ділянки матеріалу, причому можливе повне видалення статичного заряду з поверхні, що обробляється.
Яка користь від антистатичного обладнання?
Все, що починається добре, закінчується погано. Все, що починається погано, закінчується ще гірше.
Утворення електростатичних зарядів на поверхні паперу, плівок, волокон чи сипучих матеріалів порушує нормальну роботу устаткування. Оскільки заряд зростає зі збільшенням швидкості руху матеріалів, доводиться знижувати продуктивність устаткування. Використання сучасних пакувальних матеріалів часто стає скрутним через сильне прилипання плівок до поверхонь верстата. Накопичення зарядів при перемотуванні та різанні матеріалу може викликати електричні розряди, створюючи небезпеку для персоналу. Це фізичне явище відомо кілька сотень років, ми всі наражаємося на його вплив, хоча досконально і не розуміємо. Правильна експлуатація статичної електрики може благотворно впливатина продуктивність. З іншого боку, якщо не вживати заходів, то результати можуть бути згубними. Застосування антистатичного обладнання збільшує продуктивність виробництва за рахунок зниження проблем, що виникають через накопичення зарядів на поверхні матеріалу.
Чи потрібно заземлювати?
У будь-якій організації завжди знайдеться людина, яка знає, що насправді відбувається.
Його й треба звільнити.
Заземлювальні пристрої для захисту від статичної електрики слід, як правило, об'єднувати із заземлюючими пристроями для електроустаткування. Такі заземлювальні пристрої мають бути виконані відповідно до вимог глав I-7 та VII-3 "Правил улаштування електроустановок" (ПУЕ).
Терміни ESD
Настала потреба постукати по дереву - виявляєш, що світ складається з алюмінію та пластику.
ESD (ЕСР) - електростатичний розряд.
ESDS (ЧЕСР) - чутливі до електростатичного розряду пристрою.
EPA (УЗЕ) - ділянка, захищена від ESD.
Електростатичний — матеріал з поверхневим опором в діапазоні від 102 Ом до 105 Ом (електропровідний, струмопровідний).
Електростатично розсіювальний - матеріал з поверхневим опором в діапазоні від 105 Ом до 1011 Ом.
Слабозарядний - матеріал з мінімальною схильністю до трибоелектричного заряду, з поверхневим опором менше 1011 Ом.
Електростатично екрануючий - матеріал, що захищає від електростатичних розрядів поза EPA, з рівнем енергії при розряді 1000 В НВМ всередині матеріалу
Якщо вам байдуже, де ви знаходитесь, значить ви не заблукали.