วิทยาศาสตร์เบื้องหลังการเคลือบป้องกันไฟฟ้าสถิตบนโต๊ะทำงาน ESD

การป้องกันการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตต้องได้รับความสำคัญสูงสุดจากทุกโรงงานที่ดูแลชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในระหว่างการบำรุงรักปรoutine การเกิดเหตุการณ์ที่ไม่สามารถตรวจพบได้จากการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตจะทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนเสถียรภาพลดลงและชำรุดเสียหายพร้อมทั้งลดความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ การใช้เคลือบผิวต้านไฟฟ้าสถิตบนโต๊ะทำงาน ESD มีต้นกำเนิดมาจากสำนักงานมืออาชีพเพื่อใช้เป็นวิธีควบคุม ESD ระบบเคลือบผิวนี้สนับสนุนสภาพแวดล้อมที่คงที่สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ผู้เขียนเผยถึงการตรวจสอบการนำกระแสของวัสดุและการทดสอบความต้านทานผิวหน้า ก่อนที่จะแนะนำ ANSI/ESD STM11.11 เป็นมาตรฐานทางการสำหรับการประเมิน

การนำกระแสของวัสดุและความต้านทานผิว

ความสามารถในการนำไฟฟ้าและความต้านทานผิวของวัสดุมีผลต่อการทำงานของชั้นเคลือบผิวต้านสถิตย์เช่นเดียวกัน การไหลของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการนำไฟฟ้าของวัสดุ ในขณะที่ความต้านทานของวัสดุทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนที่ดังกล่าว การควบคุมไฟฟ้าสถิตอย่างเหมาะสมจำเป็นต้องหาสมดุลที่เหมาะสมระหว่างการนำไฟฟ้าและความต้านทานผิวในชั้นเคลือบต้านสถิตย์

การวัดการนำไฟฟ้าใช้ซิเมนส์ต่อเมตร (S/m) เป็นหน่วยของการวัด สารทางกายภาพมีสามกลุ่มประสิทธิภาพการนำไฟฟ้า เริ่มจากตัวนำไปจนถึงตัวกึ่งนำและจบด้วยตัว缘 电子สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างง่ายดายในวัสดุตัวนำที่มักจะเป็นโลหะ แต่วัสดุตัว缘 เช่น พลาสติกและ Gummi จะขัดขวางการเคลื่อนที่นี้ มนุษย์สามารถปรับเปลี่ยนการนำไฟฟ้าของตัวกึ่งนำได้ เนื่องจากพวกมันอยู่ระหว่างตัวนำและตัว缘

หมวดหมู่ของสารเคลือบป้องกันสถิตย์อยู่ระหว่างสองตัวเลือก ได้แก่ ตัวนำและวัสดุที่ดูดซับประจุ ความต้านทานของวัสดุตัวนำอยู่ที่หรือต่ำกว่า (1 \times 10^5 \Omega\/\square) ในขณะที่วัสดุดูดซับประจุอยู่ระหว่าง (1 \times 10^5 \Omega\/\square) และ (1 \times 10^{11} \Omega\/\square) ความสามารถของสารเคลือบป้องกันสถิตย์ในการกำจัดประจุขึ้นอยู่ทั้งหมดกับการวิเคราะห์ระบบการจัดอันดับของมัน

ความต้านทานผิว

ความสำคัญอันดับแรกในสถานที่ทำงานทุกแห่งที่มีการจัดการชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เป็นประจำคือการป้องกันการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่บอบบางสามารถได้รับความเสียหายอย่างเงียบๆ และอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตจากไฟฟ้าสถิต ซึ่งทำให้เกิดการล้มเหลวที่ไม่สามารถคาดเดาได้และส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของระบบ สำนักงานมืออาชีพควบคุม ESD โดยการใช้เคลือบสารต้านไฟฟ้าสถิตลงบนโต๊ะทำงาน ESD ระบบเคลือบสารนี้มีบทบาทสำคัญในการคงสภาพแวดล้อมให้เหมาะสมโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บทความนี้อธิบายหลักการของการเคลือบผิวโดยการวิเคราะห์การนำกระแสของวัสดุและการประเมินความต้านทานผิวหน้า ก่อนที่จะนำเสนอ ANSI/ESD STM11.11 เป็นแนวทางการทดสอบมาตรฐาน

การนำกระแสของวัสดุและความต้านทานผิว

ความสามารถของวัสดุในการนำกระแสไฟฟ้าร่วมกับคุณสมบัติความต้านทานผิวหน้าเป็นตัวกำหนดความสำเร็จของการทำงานของสารเคลือบผิวต้านประจุสถิระ ความสามารถของวัสดุในการอนุญาตให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่เป็นสิ่งที่แสดงถึงการนำไฟฟ้า แต่ความต้านทานอธิบายถึงการต่อต้านการเคลื่อนที่เหล่านั้น การจัดการประจุสถิระอย่างเหมาะสมขึ้นอยู่กับการหาสมดุลที่เหมาะสมระหว่างสองคุณสมบัตินี้ในสารเคลือบต้านประจุสถิระ

การนำไฟฟ้าของวัสดุ

หน่วยการวัดสำหรับค่าการนำไฟฟ้าคือไซมันส์ต่อเมตร (S/m) สารในทางกายภาพแบ่งออกเป็นสามกลุ่มพื้นฐานตามสมรรถนะการนำไฟฟ้าจากมากไปน้อย ได้แก่ ตัวนำ เซมิคอนดักเตอร์ และตัว缘 กระแสไฟฟ้าสามารถเคลื่อนที่ผ่านตัวนำซึ่งส่วนใหญ่เป็นวัสดุที่มีฐานโลหะได้ง่าย ในขณะที่ตัว缘 เช่น ยางหรือพลาสติก จะทำหน้าที่กันไม่ให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ ส่วนเซมิคอนดักเตอร์มีสมรรถนะการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำและตัว缘 และมนุษย์สามารถออกแบบปรับระดับการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ได้

มาตรฐานการทดสอบอื่น ๆ

นอกจาก ANSI/ESD STM11.11 แล้ว ยังมีมาตรฐานอื่น ๆ เช่น ASTM D257 และ IEC 61340-2-3 ที่เสนอวิธีการเฉพาะในการวัดความต้านทานผิวและการต้านทานปริมาตรในวัสดุป้องกันไฟฟ้าสถิต การใช้การทดสอบเหล่านี้ร่วมกันจะสร้างการประเมินอย่างละเอียดเกี่ยวกับลักษณะการต้านไฟฟ้าสถิตในวัสดุ

สรุป

ผู้คนจำเป็นต้องเข้าใจกลไกทางวิทยาศาสตร์ของชั้นเคลือบป้องกันไฟฟ้าสถิตบนโต๊ะทำงาน ESD เนื่องจากมันช่วยปกป้องประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การระบายประจุไฟฟ้าสถิตของชั้นเคลือบเหล่านี้ขึ้นอยู่โดยตรงกับค่าการนำกระแสของวัสดุและคุณสมบัติความต้านทานผิวหน้า มาตรฐานการทดสอบที่อธิบายไว้ใน ANSI/ESD STM11.11 ช่วยให้ผู้ใช้สามารถตรวจสอบได้ว่าชั้นเคลือบเหล่านี้ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพหรือไม่ หลักการและการใช้มาตรฐานเหล่านี้ต้องได้รับการศึกษาและนำไปปฏิบัติอย่างลึกซึ้ง เพราะพวกมันช่วยปกป้องชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จากการเสียหายเนื่องจาก ESD และนำไปสู่ความน่าเชื่อถือที่ยืนยาวในสภาพแวดล้อมการทำงานที่ละเอียดอ่อน