العلم وراء طلاءات مضادة للشحن الثابت على منصات العمل ESD

تتطلب منع تفريغ الشحنة الكهروستاتيكية وضع أولوية قصوى من جميع المرافق التي تقدم خدمات لأجزاء إلكترونية أثناء العمليات الصيانة الروتينية. الحدث غير القابل للكشف والخطير الناتج عن تفريغ الشحنة الكهروستاتيكية يجعل الإلكترونيات الحساسة غير مستقرة ويؤدي إلى تدهورها مع المساس بمدى موثوقيتها. يتم تطبيق طبقات مضادة للسكون الكهربائي على موائد العمل ESD من المكاتب المهنية لتنفيذ وسيلة التحكم الخاصة بها في تفريغ الشحنة الكهروستاتيكية. توفر وظيفة نظام الطلاء دعماً للظروف البيئية المستقرة لمعدات الإلكترونيات. يكشف المؤلف عن فحص توصيل المواد مع اختبار المقاومة السطحية قبل تقديم ANSI/ESD STM11.11 كالمعيار الرسمي للتقييم.

التوصيلية المادية والمقاومة السطحية

تتحدد قدرات التوصيل الكهربائي للمادة وممانعة السطح بشكل متساوٍ فيما يتعلق بكيفية عمل طبقات السطح المضادة للسكون. يعتمد تدفق التيار الكهربائي على توصيل المادة، بينما تعمل مقاومة المادة كعائق ضد مثل هذه الحركات. يتطلب التحكم المناسب في الكهرباء الساكنة إيجاد التوازن المناسب بين التوصيل والمقاومة السطحية في الطلاءات المضادة للسكون.

تستخدم وحدة القياس سيمينز لكل متر (S/m) لقياس التوصيلية. تحتوي المواد الفيزيائية على ثلاث مجموعات أداء توصيلي تبدأ من الموصلات وتنتقل إلى شبه الموصلات وتنتهي بالعازلات. يعمل نقل الإلكترونات بسهولة في المواد الموصلة المستندة إلى المعادن، لكن المواد العازلة المصنوعة من البلاستيك والgom تمنع هذا الحركة. يمكن للمشغلين البشر تعديل توصيلية شبه الموصلات لأنها توجد بين الموصلات والعازلات.

توجد فئة الطلاءات مضادة للسكون بين خيارين: الموصلات والمواد المُستهلكة. يبلغ مقاومة المواد الموصلة أو أقل من (1 × 10^5 Ω/المربع) بينما توجد المواد المستهلكة بين (1 × 10^5 Ω/المربع) و(1 × 10^{11} Ω/المربع). يعتمد قدرة الطلاء المضاد للسكون على القضاء على الشحنات بشكل كامل على تحليل نظام التصنيف الخاص به.

مقاومة السطح

الإولوية في كل مكان عمل يتم التعامل فيه بشكل روتيني مع المكونات الإلكترونية هي منع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). تتعرض الإلكترونيات حساسة للأضرار الصامتة والمحتملة للوفاة نتيجة لتفريغ كهروستاتيكي، مما يؤدي إلى أعطال غير متوقعة وتؤثر على الثقة. المكاتب الاحترافية تتحكم في ESD من خلال تطبيق طبقات مضادة للسكون الكهربائي على موائد العمل المضادة للسكون الكهربائي. تحقق هذه النظام من الطلاء هدفاً أساسياً وهو الحفاظ على الظروف البيئية المستقرة خصيصاً للمعدات الإلكترونية. المقال يشرح علم الطلاء من خلال تحليل نقل المواد وتقييم المقاومة السطحية قبل تقديم ANSI/ESD STM11.11 كنهج اختبار قياسي.

التوصيلية المادية والمقاومة السطحية

القدرة الخاصة للمواد على إجراء الكهرباء جنبًا إلى جنب مع خصائص مقاومة السطح تحدد نجاح التشغيل لطلاء السطح المضاد للسكون الكهربائي. القدرة الخاصة للمواد على السماح بحركات التيار الكهربائي تشكل توصيلها، لكن المقاومة تصف معارضتها لهذه الحركات. إدارة الكهرباء الساكنة تعتمد على تحقيق التوازن الصحيح بين هاتين الخصتين في الطلاءات المضادة للسكون.

توصيل المادة

وحدة قياس التوصيلية هي السيمينز لكل متر (S/m). المواد المادية تنقسم إلى ثلاث فئات أساسية من الأداء التوصيلي من العالي إلى المنخفض، والتي تشمل الموصلات والموصلات شبه الموصلة والعازمة. ينتقل الإلكترون بسهولة عبر الموصلات التي تكون عادةً موادًا معدنية، بينما تعمل العوازل المكونة من المطاط أو البلاستيك على منع حركة الإلكترون. الأداء الكهربائي للموصلات شبه الموصلة يوجد بين الموصلات والعوازل ويمكن للبشر تصميم مستويات توصيليتها.

معايير اختبار أخرى

بالإضافة إلى ANSI/ESD STM11.11، هناك معايير مثل ASTM D257 وIEC 61340-2-3 تقدم طرقًا فريدة لقياس كل من مقاومة السطح ومقاومة الحجم في المواد ESD. الاستخدام المتزامن لهذه الاختبارات يولد تقييمًا شاملًا لخصائص مضادة للسكون الكهربائي في المواد.

خاتمة

يحتاج الناس إلى فهم الآلية العلمية لطلاء مضاد للسكون الكهربائي على منضدة العمل ESD، لأنه يحمي أداء الأجهزة الإلكترونية. يعتمد التخلص من الكهرباء الساكنة بواسطة هذه الطلاءات بشكل مباشر على موصلية المادة الخاصة بها بالإضافة إلى خصائص مقاومة السطح لديها. الاختبار المعياري الموصوف في ANSI/ESD STM11.11 يسمح للمستخدمين بتأكيد أن هذه الطلاءات تلبي مواصفاتها الأدائية. يجب فهم المبادئ والمعايير وتطبيقها بشكل عميق لأنها تحمي المكونات الإلكترونية من أضرار ESD وتؤدي إلى زيادة الثقة في البيئات التشغيلية الحساسة.