الیکٹرانکس کی صنعت میں جامد بجلی کا خطرہ کیسے بنتا ہے؟
الیکٹرانکس کی صنعت میں جامد بجلی کے خطرات کو دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: ایک الیکٹرو سٹیٹک کشش کی وجہ سے ہوا سے اٹھنے والی دھول کا جذب؛ دوسرا الیکٹروسٹیٹک ڈسچارج کی وجہ سے ڈائی الیکٹرک خرابی ہے۔
1. الیکٹروسٹیٹک ادسورپشن
سیمی کنڈکٹر پرزوں کی تیاری کے عمل میں، کوارٹز اور پولیمر سے بنے ٹولز اور مواد کے وسیع استعمال کی وجہ سے، جن میں موصلیت کی زیادہ خصوصیات ہوتی ہیں، استعمال کے دوران ناگزیر رگڑ سطح کے چارجز کو مسلسل جمع کرنے کا سبب بن سکتا ہے، جس سے صلاحیت میں اضافہ ہوتا ہے۔
جامد بجلی کے مکینیکل اثرات کی وجہ سے، کام کی جگہ پر ہوا سے اٹھنے والی دھول ان حالات میں چپ کی سطح پر آسانی سے چپک سکتی ہے۔ دھول کے چھوٹے ذرات بھی سیمی کنڈکٹر آلات کی کارکردگی کو متاثر کر سکتے ہیں۔ لہذا، الیکٹرانک مصنوعات کی پیداوار صاف ستھرے ماحول میں کی جانی چاہیے، اور آپریٹرز، ٹولز، اور ماحولیات کو جامد بجلی کے خطرات کی تشکیل کو روکنے اور کم کرنے کے لیے جامد مخالف اقدامات کی ایک سیریز کرنی چاہیے۔
2. ڈائی الیکٹرک بریک ڈاؤن کی درجہ بندی
جامد بجلی کی وجہ سے اجزاء کی خرابی الیکٹرانکس کی صنعت میں جامد بجلی کے خطرے کی اہم شکل ہے۔ ایک مضبوط برقی میدان میں، جیسے جیسے فیلڈ کی طاقت بڑھتی ہے، چارج جمع ہوتا ہے۔ جب یہ ایک خاص سطح تک پہنچ جاتا ہے، ڈائی الیکٹرک اپنا پولرائزیشن کھو دیتا ہے اور کنڈکٹر بن جاتا ہے، آخر کار تھرمل نقصان کا باعث بنتا ہے۔ اس رجحان کو ڈائی الیکٹرک بریک ڈاؤن کہا جاتا ہے۔ ڈائی الیکٹرک بریک ڈاؤن کو تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: تھرمل بریک ڈاؤن، کیمیکل بریک ڈاؤن، اور برقی خرابی۔
(1) تھرمل بریک ڈاؤن
جب ایک ڈائی الیکٹرک کام میں ہوتا ہے، اگر توانائی کے نقصان سے پیدا ہونے والی حرارت ارد گرد کے ماحول میں پھیلنے والی حرارت سے زیادہ ہو جاتی ہے، تو ڈائی الیکٹرک درجہ حرارت تیزی سے بڑھتا ہے، جب تک تھرمل نقصان نہیں ہوتا چالکتا میں اضافہ ہوتا ہے۔ لہذا، تھرمل بریک ڈاؤن میں بنیادی مسئلہ گرمی کی کھپت ہے۔ تھرمل ڈیزائن مصنوعات کے ڈیزائن کا ایک اہم پہلو ہے۔
(2) کیمیائی خرابی۔
ہائی وولٹیج کے تحت، ایک مضبوط برقی میدان ڈائی الیکٹرک سطح پر یا ڈائی الیکٹرک کے اندر نقائص یا سوراخوں کے قریب مقامی ہوا کے تصادم کا سبب بن سکتا ہے۔ یہ آئنائزیشن ڈائی الیکٹرک چمک کا سبب بنتی ہے، کیمیائی مادے-اوزون اور کاربن ڈائی آکسائیڈ- پیدا کرتی ہے جو موصلیت کی کارکردگی کو کم کرتی ہے اور ڈائی الیکٹرک کو نقصان پہنچاتی ہے۔
(3) برقی خرابی۔
برقی خرابی اس وقت ہوتی ہے جب ایک ڈائی الیکٹرک کو مضبوط برقی فیلڈ کا نشانہ بنایا جاتا ہے، جس کی وجہ سے یہ آزاد الیکٹران خارج کرتا ہے۔ برقی میدان کی طاقت میں اضافے کے ساتھ مفت الیکٹران تیزی سے بڑھتے ہیں، اس طرح ڈائی الیکٹرک کی موصلی خصوصیات کو تباہ کر دیتے ہیں۔ یہ واضح ہے کہ بجلی کی خرابی بنیادی طور پر چارج جمع ہونے کی وجہ سے ہوتی ہے۔ لہذا، چارج جمع کو روکنے سے بجلی کی خرابی کو روک سکتا ہے.
3. الیکٹروسٹیٹک خرابی اور خارج ہونے والے مادہ
(1) الیکٹروسٹیٹک ڈسچارج
اگرچہ الیکٹرو اسٹاٹک ڈسچارج اور خارجی مستحکم پاور سپلائی سے پیدا ہونے والا ڈسچارج دونوں ہی چارج جمع ہونے کی وجہ سے ہوتے ہیں، لیکن ان میں اہم فرق ہے۔ سب سے پہلے، الیکٹرو سٹیٹک ڈسچارج کی صورت میں، خارج ہونے کا ذریعہ خلائی چارج ہے، اور اس وجہ سے اس کی ذخیرہ شدہ توانائی محدود ہے، بیرونی بجلی کی فراہمی کے برعکس جس میں مسلسل خارج ہونے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ اس طرح، یہ صرف قلیل مدتی، مقامی بریک ڈاؤن کے لیے توانائی فراہم کر سکتا ہے۔ اگرچہ الیکٹرو سٹیٹک ڈسچارج کی توانائی نسبتاً کم ہے، لیکن اس کے خارج ہونے والے مادہ کی لہر بہت پیچیدہ اور کنٹرول کرنا مشکل ہے۔ سیمی کنڈکٹر آلات کی نرم خرابی اس سے متعلق ہے۔
(2) الیکٹروسٹیٹک بریک ڈاؤن
الیکٹرو سٹیٹک ڈسچارج کی وجہ سے اجزاء کی خرابی الیکٹرانکس کی صنعت میں خاص طور پر الیکٹرانک مصنوعات کی تیاری اور اسمبلی میں سب سے عام اور سنگین خطرہ ہے۔ الیکٹروسٹیٹک ڈسچارج آلات کی سخت خرابی یا نرم خرابی کا سبب بن سکتا ہے۔ ہارڈ بریک ڈاؤن ایک-آلہ کی مستقل ناکامی ہے، جیسے آلہ کے آؤٹ پٹ اور ان پٹ کے درمیان اوپن سرکٹ یا شارٹ سرکٹ۔ نرم خرابی اجزاء کی کارکردگی کو کم کر سکتی ہے اور ان کی خصوصیات کو کم کر سکتی ہے، جس سے ناکامی کے امکانات پیدا ہو سکتے ہیں۔ چونکہ نرم خرابی سرکٹس میں وقفے وقفے سے خرابی کا باعث بنتی ہے (کم تصریحات کی وجہ سے) اور اس کا پتہ لگانا مشکل ہے، اس لیے یہ نظام کے مجموعی آپریشن اور ٹربل شوٹنگ کے لیے اہم پریشانی کا باعث بنتا ہے۔ نرم خرابی کے دوران، سامان اب بھی "غلطی" کے ساتھ کام کر سکتا ہے، اس کی کارکردگی بنیادی طور پر تبدیل نہیں ہوتی ہے، اور یہ فیکٹری کے معائنہ سے گزر سکتا ہے، لیکن یہ کسی بھی وقت دوبارہ ناکامی کا شکار ہوتا ہے۔ ایک سے زیادہ نرم بریک ڈاؤن سخت خرابی کا باعث بن سکتے ہیں، غیر معمولی آلات کے آپریشن کا سبب بن سکتے ہیں، جس کے نتیجے میں صارفین کو نقصان، صنعت کار کی ساکھ اور مصنوعات کی فروخت کو نقصان پہنچ سکتا ہے، اور یہاں تک کہ ملک کو ناقابل تلافی نقصان بھی پہنچ سکتا ہے۔
4. انسانی جسم سے جامد بجلی
صنعتی پیداوار میں، اجزاء کے نقصان اور الیکٹرانک آلات کے معمول کے عمل میں مداخلت کی ایک بڑی وجہ انسانی جسم سے الیکٹرو اسٹاٹک خارج ہونا ہے۔ انسانی جسم سے الیکٹرو سٹیٹک خارج ہونے والا مادہ بجلی کے جھٹکے اور چوٹوں کا سبب بن سکتا ہے، اور ثانوی حادثات (یعنی اجزاء کو پہنچنے والے نقصان) کو بھی متحرک کر سکتا ہے، اس لیے اسے سنجیدگی سے لینا چاہیے۔ جامد بجلی انسانی جسم سے پیدا ہوتی ہے جو روزانہ کام کے دوران استعمال ہونے والی مکینیکل توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرتی ہے۔ انسانی جسم ایک جامد موصل ہے۔ جب زمین سے موصلیت پیدا کی جاتی ہے (مثال کے طور پر، جوتوں کو موصل مواد سے بنا کر)، جسم اور زمین کے درمیان ایک کپیسیٹر بنتا ہے، جو برقی چارج کو ذخیرہ کرتا ہے۔ چارجنگ وولٹیج عام طور پر 50kV سے کم یا اس کے برابر ہوتا ہے۔
ایک بہت ہی عام اور لطیف عمل کافی زیادہ جامد وولٹیج پیدا کر سکتا ہے۔ جب انسانی جسم چارج شدہ مادہ خارج کرتا ہے، تو یہ مختلف ڈگریوں پر ردعمل ظاہر کرتا ہے۔ اس رد عمل کو برقی جھٹکوں کی حساسیت کہا جاتا ہے۔ اگرچہ ایک جامد جھٹکا بڑا جسمانی نقصان کا سبب نہیں بنے گا، یہ صحت کو متاثر کر سکتا ہے یا جسم کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔
بجلی کے جھٹکے کی چوٹ کی حد 3.0kV ہے۔ مزید برآں، چارج شدہ جسم کے ساتھ جامد-حساس آلات کو چھونے سے ان آلات کو نقصان پہنچ سکتا ہے۔
III اینٹی-سٹیٹک کنٹرول ٹیکنالوجی (اقدامات)
الیکٹرو سٹیٹک ڈسچارج کے اصولوں، خطرات اور قوانین کی بنیاد پر، نقصان کو روکنے کے لیے مؤثر اینٹی-سٹیٹک کنٹرول اقدامات قائم کرنے کے لیے درج ذیل اصولوں پر عمل کیا جا سکتا ہے۔
a) ڈیزائن میں الیکٹرو اسٹاٹک کنٹرول شامل کریں۔
b) الیکٹرو سٹیٹک چارج کے جمع ہونے کو روکیں اور جامد بجلی کی پیداوار کو دبائیں اور کم کریں۔
ج) ایک تیز اور محفوظ خارج ہونے والا چینل قائم کریں۔
d) جامد مخالف اقدامات کی تاثیر کا پتہ لگائیں اور ان کی نگرانی کریں۔
1. ڈیزائن میں الیکٹرو اسٹاٹک کنٹرول شامل کریں۔
(1) پیداواری ماحول کا مخالف-جامد ڈیزائن
الیکٹرانک مصنوعات کے لیے پیداواری ماحول کا مخالف-جامد ڈیزائن ESD کنٹرول کی کلید ہے۔ یہ ڈیزائن الیکٹرانک اجزاء کی موصلیت والی فلم، پوری مشین میں الیکٹرو سٹیٹک حساس آلات (ESDS) کے الیکٹرو سٹیٹک بریک ڈاؤن وولٹیج اور پروڈکشن آلات کی مخالف-سٹیٹک کارکردگی پر مبنی ہے۔ مینوفیکچررز کو ایک مخصوص ESD کنٹرول لیول کا تعین کرنا چاہیے، جس کا تعین پیداواری عمل میں انتہائی حساس اجزاء سے ہوتا ہے، اور پیداواری ماحول کو اس سطح کی حفاظت کو یقینی بنانا چاہیے۔ DGJ08-83-2000 "اینٹی سٹیٹک انجینئرنگ کے لیے تکنیکی تفصیلات" کے مطابق، جامد بجلی کو کنٹرول کرنے کے لیے انجینئرنگ ڈیزائن کو خاص طور پر تین درجوں میں تقسیم کیا گیا ہے: لیول 1 کا معیار یہ ہے کہ کنٹرول روم میں الیکٹرو سٹیٹک پوٹینشل کی مطلق قدر 100V سے زیادہ نہیں ہے۔ لیول 2 کا معیار یہ ہے کہ کنٹرول روم میں الیکٹرو سٹیٹک پوٹینشل کی مطلق قدر 200V سے زیادہ نہیں ہے۔ لیول 3 کا معیار یہ ہے کہ کنٹرول روم میں الیکٹرو سٹیٹک پوٹینشل کی مطلق قدر 1000V سے زیادہ نہیں ہے۔ اینٹی سٹیٹک انجینئرنگ کی درجہ بندی کے معیارات کے لیے قابل اطلاق مقامات ذیل میں جدول 5 میں دکھائے گئے ہیں:
چونکہ جامد بجلی کا نقصان پوشیدہ ہے، ESD کے خطرات کو ختم کرنے کے لیے بنیادی نقطہ نظر کے طور پر روک تھام کی ضرورت ہے۔ کام کے علاقے میں الیکٹرو سٹیٹک پروٹیکٹڈ ایریاز (EPAs) کا قیام ضروری ہے۔ IEC 1340-5-1 (1995) "الیکٹرانک آلات کے تحفظ کے لیے عمومی تقاضے،" کے مطابق EPAs کے لیے بنیادی ضرورت ایکوپوٹینشل بانڈنگ ہے، جو اہلکاروں، مواد اور کام کی سطحوں کو ایک ساتھ جوڑتی ہے اور مختلف اشیاء کے درمیان ممکنہ اختلافات کو روکنے کے لیے انہیں ایک مشترکہ زمین سے برقی طور پر جوڑتی ہے۔ چونکہ ESD ایسے مواد کے درمیان نہیں ہوتا ہے جو یکساں پوٹینشل یا صفر پوٹینشل کو برقرار رکھتے ہیں، EPA ماحول میں ESD کا شکار آلات یا سرکٹ بورڈ ESD کو پہنچنے والے نقصان سے محفوظ رہتے ہیں۔