Alapjai a statikus elektromosság
Szinte minden ember szembesül az eredményeket a statikus elektromosság. Íme néhány példa: fésülés fésű műanyag vezet az a tény, hogy a haj áll „a végén”; Eltávolítása gyapjú ruhát vagy séta a szőnyegre, majd érintse meg a kilincset vezet egy szikra, és a rövid távú „prick”; szárítási szintetikus ruházati gyakran vezet a tapadást. Minden ilyen esetben szokásos mindennapi életben, és az emberek gyakran nem tudják, hogy ezek kárt okozhatnak elektronikus alkatrészek.
Statika és társa az elektrosztatikus kisülés (ESD = elektrosztatikus kisülés) károsíthatja az elektronikus alkatrészeket minden nap. Míg IC (integrált áramkör) viszonylag olcsón, az elektronikus készülék javítás használja ezt az IP, meglehetősen költséges.
Például, amikor meg kell szállítani azt az elektronikus készülék a rendszer a szolgáltató központ, hogy a diagnózist, hogy meghatározza a hiba okát és a javítás, hogy megoldja a problémát. Mindez megköveteli az emberi és jelentős anyagi költségeket.
történelmi adatok
A jelenséget a statikus elektromosság és annak hatása már ismert, hogy az emberiség hosszú ideig. Vissza az 1400-as évek során az építkezés sok európai és a Karib erődítmények fejlesztése és olyan eszközöket, hogy megakadályozzák a statikus feltöltődés, ami begyújtja a puskapor. Azonban a jelenségek a statikus elektromosság nem fizetnek komoly figyelmet, amíg a XVII-XVIII században. Ez volt ebben az időben, sok tudós is kísérletezik a felhalmozódása a díjak, azok megőrzése és gyulladás különböző anyagok segítségével egy szikra kisülés. De csak az ipari forradalom idején (a megjelenése a gőzgép), a statikus elektromosság leírták, tesztelése és ellenőrzése. A munka ezen a területen került sor Otto Fon Gerike, Sharl Fransua Du Fay, Alessandro Volta és más tudósok. Úgy tűnik, hogy további érdeke, hogy a tanulmány a statikus elektromosság elveszett feltalálása után a DC akkumulátor. Statika, főleg tekintik legkevésbé fontos dolog. Azonban a gépesítés a termelési folyamatok, a host gép működő nagy sebességgel, és egy szíjhajtás, továbbá nagy mennyiségű statikus elektromosság. A sztatikus feltöltődés lesz kezdeményezők tűz papír és textilgyárban, marás gyárak és üzemek termelő lőszert. Statikus megüt a dolgozók, ami sérülést a munkahelyen. Biztonságának biztosítása a termelés és az üzemeltető személyzet igényel részletesebb tanulmányozása ezt a kérdést.
Később, a statikus töltés óta használják különböző területeken: az iratok másolását, festmény készítés, tisztítási technológiákkal, az élelmiszeriparban (pékség és hústermelés).
A 50-es években a múlt század a termelés és a műanyagok alkalmazása. Kiderült, hogy a legtöbb műanyag gyűlhet sztatikus feltöltődés, és ezért vonzza a különböző szennyezés okozó különféle gyártási problémák.
Tranzisztor feltalálása 1947-ben vezetett egy új korszak az elektronika. Ezek széleskörű forgalmazása, felhasználása előírt számviteli statikus elektromosság hatásának. Abban az időben, mint a korai készülék otthoni használatra tervezték, viszonylag magas, és ellenáll a külső hatásoknak, a miniatürizálás a katonai és űripar követelte létrehozása több érzékeny eszközök. Csak ebben az időben, a katonai szakértők előírásokat dolgoztak a csomagolás és a statikus elektromosságra érzékeny eszközök később szerepel a listán a MIL, IPC szabványok.
1958-ban feltalálta az első integrált áramkör, amely tartalmazza egyetlen chip félvezető anyag, tranzisztorok, ellenállások, kondenzátorok és egyéb elemeket, és két évtizede után az integrált áramkörök több száz, vagy ezer tranzisztort egyetlen chip. Mivel a méret a készülék jelentősen csökkent, az érzékenység az ilyen komponensek a statikus elektromosság jelentősen megnő. 1979-ben megalapította az EOS / ESD Egyesület a tanulmány a statikai problémák és a személyzet képzése.
A 80-es években mutatták még kisebb eszközök és az új technológiák a termelés. Több ezer kapu térvezérlésű tranzisztorok kerültek egy chip. IC egyre gyakoribbak mind a háztartási berendezéseket és ipari elektronika. Számítógépek váltak szerves részét képezi az üzleti és háztartási cikkeket.
Modern integrált áramkörök tartalmazhatnak milliárd elemek egyetlen chip (IIA le- 100, ICI - 1000 BIS - 10000, VLSI - akár 1.000.000-1000000000 Ubisa, GBIS több mint 1 milliárd), de jelenleg GBIS alig használt. Például, az Intel Pentium 4 processzorok tartalmazzák a legújabb verzió csak néhány száz millió tranzisztort egyetlen lapkán. A miniatürizálás termékek az eredménye az a tény, hogy a chipek gyorsabb, kevesebb energiát fogyasztanak olcsóbbak (ábra. 1).
Ábra. 1. Moore törvénye
Mivel a távolság a komponensek csökken, az elektrosztatikus kisülés könnyebbé válik behatolni vékonyabb szigetelés, és így elkezdik a lánc vezető események károsíthatja vagy tönkre a készülék. Más szóval, a kisebb elemek az elektronikus alkatrészek, annál nagyobb a kockázata a kár az elektrosztatikus kisülés. 1. táblázat mutatja a megengedhető legnagyobb feszültséget a kapu hossza a FET különböző években.
1. táblázat függése a maximális feszültség a kapu hossza a FET különböző években
A jövőben lesz olyan rendszereket hozzanak létre, amely számos olyan elemet, hogy lesz egy nagyobb érzékenységet statikus és elektrosztatikus töltést. Szerint a Moore-törvény (az egyik alapítója az Intel) származó 1965-ben alapján empirikus megfigyelések, a tranzisztorok száma egy chipen megduplázódik 18-24 hónap. Ez a tendencia volt megfigyelhető a több mint fél évszázada, és nincs ok arra, hogy azt állítják, hogy leállítja a közeljövőben.
A szakértők becslése szerint az átlagos veszteség a statikus elektromosság miatt a tartományban 8-33% (2. táblázat). Az éves globális ipar teljes kár becsült milliárd dollárt. Az ár az elhasznált alkatrész terjedhet néhány cent, például egy egyszerű dióda, hogy több száz dollárt komplex hibrid integrált áramkörök. Azonban, ha számít, és az ehhez a költségek diagnózis, javítás, szállítási költségek, rezsiköltségek, az utolsó kár összegét megszorozzuk. Ezért fontos tudni, hogy van statikus elektromosság és az elektrosztatikus töltés, és ami a legfontosabb, hogy képes legyen ezen jelenségek elleni küzdelem.
2. táblázat statisztikai veszteség a statikus elektromosság
Fizikai alapokon statikus elektromosság
A statikus elektromosság - egy sor kapcsolódó jelenségek megjelenését, megtartása és pihenés szabad elektromos töltés a felszínen, vagy a tömeges dielektromos vagy szigetelt vezetékek. Elmondhatjuk, hogy az elektromos áram - a statikus töltés haladt egy vezetéket a DC akkumulátor. Mi lehet összehasonlítani a statikus vagy dinamikus mozdíthatatlan díj vagy szállítási költség állandó feszültség a vezetékek érkező akkumulátort.
Atom protonok, elektronok és neutronok. Protonok pozitív töltés, a negatív elektronok és neutronok - egy részecske, amelynek nincs töltés. Amikor az atom azonos számú elektronok és protonok, a pozitív és negatív töltések kioltják egymást. Ebben az esetben, az atom semleges. Ha egy atom kap egy elektron, ez lesz a negatív töltésű, ha az atom elveszít egy elektront, ez lesz pozitív töltésű, ill.
Ennek eredményeként, azt mondhatjuk, hogy a pozitív vagy negatív töltést fordulhat elő, ha van egy hiány vagy felesleg elektronok, forog a pályára az atom.
Ábra. 2. A típusú atom
Vizuálisan, elektrosztatikus tér is képviselteti magát egy csoport távvezetékek kezdődő pozitív töltést, és befejezve a negatív. Mindannyian emlékszünk az iskolai fizika persze, hogy az azonos töltések taszítják egymást, és az ellentétes töltések vonzzák egymást. Ez az intézkedés következtében az elektromos mező. Minden feltöltött objektumnak van egy olyan területen maga körül (3. ábra).
Ábra. 3. Az intézkedés az elektromos mező
Példa: fésülés, műanyag fésű. A hajat és töltéssel, így a haj vonzza a hajkefét vagy fésűt is kibír egy darab papír.
Módszerek töltési lehetőség
Triboelektrizatsiya
A legtöbb statikus elektromosság keletkezik triboelektrizatsiey.
Triboelectricity (a görög tribos -. Friction) - a jelenség előfordulása elektromos töltések a súrlódás. Figyelhető meg, ha a kölcsönös súrlódás két dielektrikumok, félvezetők vagy fémek különböző kémiai készítmények vagy ugyanolyan összetételű, de különböző sűrűségű, a súrlódási fémek dielektrikumok, a súrlódási két hasonló szigetelők súrlódással folyékony dielektrikumok egymást, vagy szemben a felület szilárd és mások. Ez villamosított mindkét szerv. A díjak egyenlő nagyságú és ellentétes előjelű lesz.
Dörzselektromos töltés akkor jelentkezik, ha a két anyag érintkezésben vannak egymással, és ezután elválasztjuk egymástól. Így anyag lehet szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú. Töltések (elektronok) újra szétosztja az anyagok közötti, így egy anyag egy pozitív töltés, és a másik egy negatív (4. ábra). Mivel minden egyes objektum milliárd elektronok, a díjat a tárgyak értéke eléri a jelentős értékeket. Dörzselektromos töltés leggyakoribb a képződését és felhalmozódását a statikus töltés (5. ábra).
Ábra. 4. dörzselektromos töltés (elektron transzfer)
Ábra. 5. Az oktatási dörzselektromos töltés
Ennek egyik példája a legalapvetőbb dolgokat: séta az egyik legnagyobb forrása az angol kifejezés díjat. Ha megy, a cipőtalp érintkezésbe kerül a padlóburkolat, majd ezt követő elválasztás (6. ábra). Így ezt a műveletet többször előfordul. Az emberi test egy jó vezető, amely lehetővé teszi, hogy készítsen, és felhalmozódnak generált díjak az elválasztás során a két anyag. Egy másik példa lehet a szállítószalagok, övek és egyéb mozgó gépalkatrészek és mechanizmusokat, amelyek forrásai lehetnek dörzsvillamossággal díjat.
Ábra. 6. dörzselektromos elektrosztatikus töltés kialakulását folyamat
A szintek alakulnak ki, amikor a potenciális személy rendes intézkedések 3. táblázatban mutatjuk be.
3. táblázat: Példák a kialakulását elektrosztatikus töltés, és a kapott potenciális szintet, amikor az átlagember akció
Relatív páratartalom
Az összeg a generált töltés függ anyagok típusától, a környezet és az anyagi elválasztási arányt (ábra. 8). Anyagok, mint a műanyag, statikus elektromosságot, sokszor erősebb, mint vezető anyagok. Jó példa erre egy szigetelő anyagból, mint egy szalag-szalag műanyagból. Vegye figyelembe, hogy a szennyeződés hajlamos műanyag szalag, ha van annak elválasztását a tekercs (7. ábra). Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a szalag által létrehozott statikus töltés során a szétválasztása anyagok. A feltöltött öv lehet emelni darab papír.
Ábra. 7. A formáció elektrosztatikus töltés
Ábra. 8. dörzsvillamossággal anyagok köre
polarizáció
Polarizáció - eltolás pozitív és negatív elektromos töltések ellentétes irányban. A polarizáció lép hatása alatt egy elektromos mező vagy más környezeti tényezők, mint például a mechanikai feszültségek.
Ebben az esetben az összes pozitív töltések ömlik egy területen, és minden negatív töltés - a másikba. Ebben az esetben az anyag kell az elektromos vezetőképesség.
Példa: nézzük a polarizációs folyamat több lépésben. Először földeletlen vezető anyag, például egy integrált áramkör van elhelyezve egy olyan területen, amely egy töltést tárgy, mint például egy műanyag csészébe (ábra. 9). Az elektrosztatikus mező hatására a polarizációját az üveg egy integrált áramkör, amely újraelosztását eredményezi a díjakat a testét. Ha a chip, hogy elektrosztatikus térben, a földet érinti (pl kezelő keze földelt karkötő), vagy más töltéssel objektum egy másik lehetséges, a polarizációs töltés megy a földbe. Ennek hatására az egyensúly korábban semleges tárgyat, és ez nem kerül felszámolásra.
Ábra. 9. polarizációs
Indukciós - az a folyamat, amely az elektromágneses mező indukál töltést szorosan elhelyezett villamosan vezető objektum közvetlen érintkezés nélkül ezekkel. Amikor a vezető rész merőleges a területen, a generált elektromos vezető tok.Induktsiya mint egy generátor alakítja mechanikus mozgatást árammá (10 ábra).
Ábra. 10. indukciós
vezetőképesség
Vezetőképesség - a szervezet azon képességét, hogy át elektromos áramot, ha egy elektromos mező, valamint a fizikai mennyiség, mennyiségileg jellemzi ezt a képességet.