ถุงป้องกันไฟฟ้าสถิต


บรรจุภัณฑ์ป้องกัน ESDใช้สำหรับจัดเก็บ ชิ้นส่วน อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเสียหายจากการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) โดยทั่วไปจะมีลักษณะเป็นถุง จึงเรียกกันทั่วไปว่าถุง ESDโดยทั่วไปจะมีชั้น วัสดุ ที่เป็นตัวนำไฟฟ้า อ่อนๆ อยู่ด้านในเพื่อป้องกันการสะสมของประจุไฟฟ้าสถิตจากการเสียดสี ( ปรากฏการณ์ไตรโบอิเล็กทริก ) และเพื่อให้แน่ใจว่าการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตจะไหลผ่านถุงและไม่ไหลผ่านสิ่งของภายใน คุณสมบัติแรกเรียกว่า การป้องกันไฟฟ้าสถิตส่วนคุณสมบัติหลังเรียกว่า การกระจายไฟฟ้าสถิต[ 1 ]ตามมาตรฐาน JESD 625-A การที่วัสดุเป็นตัวนำไฟฟ้าไม่ได้หมายความว่าจะเป็นการป้องกันไฟฟ้าสถิตเสมอไป ต้องทำการทดสอบไตรโบอิเล็กทริกแบบพิเศษเพื่อให้แน่ใจ[ 1 ]
บรรจุภัณฑ์ ESD บางชนิดมีการนำไฟฟ้าสูงกว่าเพื่อสร้างกรงฟาราเดย์ซึ่งไม่เพียงแต่ป้องกันการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตเท่านั้น แต่ยังป้องกันสนามไฟฟ้า ภายนอก ด้วย การป้องกันนี้มีความสำคัญหากเกิดการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตระหว่างด้านนอกของถุงกับวัตถุอื่น (เช่น มือของบุคคล) เนื่องจากสนามไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นจะทะลุผ่านถุงที่ไม่นำไฟฟ้าและสร้างแรงดันไฟฟ้าภายในถุง มาตรฐาน ANSI/ESD S541 ภาคผนวก E กำหนดการทดสอบการป้องกันไฟฟ้าสถิต ซึ่งใช้การปล่อยประจุที่ด้านนอกของถุง มีการวางเซ็นเซอร์วัดแรงดันไฟฟ้าไว้ภายในถุงเพื่อทำความเข้าใจว่าถุงป้องกันได้ดีเพียงใด[ 2 ]
มาตรฐานที่อธิบายถึงบรรจุภัณฑ์ป้องกัน ESD ได้แก่ JESD 625-A (เดิมคือ EIA 625), ANSI/ESD S541 (เดิมคือ EIA 541) และ ANSI/ESD S20.20 โดย ANSI/ESD S541 ได้กำหนดวิธีการทดสอบบรรจุภัณฑ์ ESD ไว้หลายวิธี
การก่อสร้าง
บรรจุภัณฑ์ป้องกันไฟฟ้าสถิตส่วนใหญ่ทำจากพลาสติกเป็นหลัก (โดยทั่วไปคือโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต [PET] หรือโพลีเอทิลีน [PE]) เนื่องจากพลาสติกมีราคาถูก ยืดหยุ่น และฉีกขาดยากกว่าฟอยล์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพลาสติกส่วนใหญ่ไม่นำไฟฟ้า จึงต้องมีการปรับปรุงคุณสมบัติพิเศษเพื่อให้สามารถป้องกันไฟฟ้าสถิตได้
- ถุงพลาสติกสีชมพูแบบกระจายความร้อน
- ถุงชนิดนี้ทำจาก PE ที่มีสารเคมีนำไฟฟ้าอ่อนมากผสมอยู่ในพลาสติกหรือเคลือบไว้ มีคุณสมบัติทั้งป้องกันไฟฟ้าสถิตและกระจายไฟฟ้าสถิต [ 3 ] แต่ให้การป้องกันน้อยมาก: การปล่อยประจุที่สร้างพัลส์ 1000 V ภายในถุงพลาสติกธรรมดา จะปรากฏเป็นพัลส์ 800 Vภายในถุง "สีชมพู" [ 2 ]
- ถุงสีชมพูส่วนใหญ่ใช้สำหรับบรรจุวัสดุที่ทนต่อ ESD แต่ถูกวางไว้ใกล้กับอุปกรณ์ที่ไวต่อ ESD โดยเรียกว่า "ประเภท II" ในMIL-B-81705 [ 2 ] สีชมพูถูกเติมลงในพลาสติกโดยใช้สารเคมีที่ให้สี สารเคมีนำไฟฟ้าเองไม่มีสี และมีถุงแบบใสด้วย[ 2 ]
- ในอดีตถุงประเภทนี้ผลิตโดยใช้แทลโลว์อะมีน ที่ทำปฏิกิริยาได้ อะมีนจะดึงดูดความชื้นซึ่งสามารถนำประจุไปยังพื้นผิวอื่นหรือไปยังบรรยากาศได้ [ 4 ]อย่างไรก็ตาม มันอาจทำให้เกิดการออกซิเดชันของโลหะบางชนิดและการแตกร้าวจากความเครียดในพลาสติกบางชนิด อะมีนที่ทำปฏิกิริยาน้อยกว่าและอะไมด์ที่ไม่ทำปฏิกิริยาได้เข้ามาแทนที่แทลโลว์อะมีนในถุงสมัยใหม่[ 2 ]
- ถุงพลาสติกสีดำกึ่งตัวนำ
- ถุงชนิดนี้ทำจาก PE ที่บรรจุคาร์บอน ทำให้มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าได้ดีกว่าถุง "สีชมพู" มาก ส่งผลให้มีประสิทธิภาพในการป้องกันมากขึ้นเล็กน้อย (ลดพัลส์ 1000 V เหลือ 600 V) ในขณะเดียวกันก็มีคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตและกระจายไฟฟ้าสถิต อย่างไรก็ตาม นั่นหมายความว่ามันไม่มีฉนวนไฟฟ้ากั้นระหว่างด้านในและด้านนอก ดังนั้นจึงอาจทำหน้าที่เป็น "สะพาน" สำหรับการปล่อยประจุระหว่างสิ่งของภายในกับสภาพแวดล้อมภายนอกได้[ 2 ]
- ถุงประเภทนี้เป็นสีดำและไม่โปร่งใส ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงใหม่ เนื่องจากผู้จัดการอาจทำให้สิ่งของภายในเสียหายจากการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตเมื่อเปิดถุงเพื่อตรวจสอบสิ่งของ ราคาของมันใกล้เคียงกับถุงสีชมพู ในขณะที่ให้การป้องกันเพียงเล็กน้อย ทำให้เป็นตัวเลือกระดับกลางเมื่อถุงป้องกันที่แท้จริงมีราคาแพง[ 2 ]
- ถุงป้องกัน (สีเงินโปร่งแสง)
- ถุงชนิดนี้ใช้ การออกแบบ ลามิเนต หลายชั้น โดยทั่วไปจะใช้สี่ชั้น โดยมี PE ที่กระจายประจุสองชั้น (ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น) ประกบฟิล์มเคลือบโลหะ (โดยปกติคือโพลีเอสเตอร์ ) โลหะบนฟิล์มอาจหันเข้าด้านในหรือด้านนอกก็ได้ ส่วนพลาสติกของฟิล์มเคลือบโลหะทำหน้าที่เป็นฉนวนเพื่อแยกเนื้อหาทางไฟฟ้า ในขณะที่ส่วนโลหะสร้างกรงฟาราเดย์เพื่อป้องกันสนามไฟฟ้า ถุงป้องกันนี้มีคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิต กระจายประจุไฟฟ้าสถิต และป้องกันได้ดีมาก ลดพัลส์ 1000 V เหลือ 20 V [ 2 ] [ 5 ]
- ถุงป้องกันมีลักษณะเป็นสีเงินและโปร่งแสง[ 2 ]ถุงเหล่านี้เป็นที่นิยมสำหรับชิ้นส่วนที่ไวต่อประกายไฟมากกว่า แต่ก็ยังใช้ในสภาพแวดล้อมที่ประกายไฟอาจเป็นอันตราย เช่น บริเวณที่มีออกซิเจนสูงในเครื่องบินและโรงพยาบาล[ 4 ]ข้อเสียคือมีราคาสูงและความเปราะบาง เนื่องจากรอยเจาะใดๆ ก็จะทำให้ความสมบูรณ์ของแผ่นป้องกันเสียหาย นอกจากนี้ยังมีอายุการใช้งานที่จำกัด เนื่องจากพื้นผิวโลหะอาจเสื่อมสภาพไปตามเวลา[ 6 ]
- ถุงป้องกันความชื้น
- ถุงชนิดนี้คล้ายกับถุงป้องกันมาก ยกเว้นว่าจะมีชั้นกั้นไอน้ำ อย่างน้อยหนึ่งชั้น ในวัสดุหลายชั้น ถุงชนิดนี้มีสองแบบ แบบแรกทำจากฟอยล์อลูมิเนียมโดยมีไทเวค แบบกระจายตัว อยู่ด้านนอกและ PE แบบกระจายตัวอยู่ด้านใน ส่วนแบบที่สองทำจากฟิล์มเคลือบโลหะสองชั้นโดยมีสารเคลือบป้องกันไฟฟ้าสถิตอยู่ด้านนอกและ PE แบบกระจายตัวอยู่ด้านใน ถุงเหล่านี้ให้การป้องกันทั้งหมดที่แผ่นกั้นมาตรฐานให้ไว้ รวมถึงการป้องกันที่แข็งแกร่งกว่าต่อการผ่านของความชื้น[ 2 ]
- ถุงกันความชื้นมีความหนากว่าถุงป้องกันทั่วไป ส่งผลให้มีความทนทานกว่า[ 2 ]
โพลีเอทิลีนทั้งสีชมพู (ชนิดกระจายความร้อน) และสีดำ (ชนิดนำไฟฟ้า) ยังมีจำหน่ายในรูปแบบอื่นๆ เช่น โฟมแผ่นกันกระแทกและชิ้นส่วนแข็ง เช่น กล่อง โฟมใช้สำหรับจัดเก็บชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขา แต่ละชิ้น โดยการเจาะขาเข้าไปในโฟม
ใช้
โดยทั่วไปมักใช้การป้องกันหลายชั้นเพื่อป้องกันทั้งความเสียหายทางกลและความเสียหายจากไฟฟ้าสถิต อุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันอาจถูกบรรจุไว้ใน ถุง ฟิล์ม PET เคลือบโลหะ ภายในถุงกันกระแทกโพลีเอทิลีนสีชมพู และสุดท้ายบรรจุลงในกล่องโพลีเอทิลีนสีดำแข็งที่บุด้วยโฟมโพลีสีชมพู
สิ่งสำคัญคือต้องเปิดถุงเฉพาะที่สถานีทำงานที่ปราศจากไฟฟ้าสถิตเท่านั้น[ 1 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ประวัติความเป็นมาของ ESD กับ แดน แอนเดอร์สัน
อ่านเพิ่มเติม
- Yam, KL, "สารานุกรมเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
- ANSI/ESD S541-2019: มาตรฐานสำหรับบรรจุภัณฑ์ของใช้ที่ไวต่อไฟฟ้าสถิต
- ANSI/ESD STM11.31-2018 วิธีทดสอบมาตรฐานนี้กำหนดวิธีการทดสอบและกำหนดความสามารถในการป้องกันไฟฟ้าสถิตของถุงป้องกันไฟฟ้าสถิต
- ANSI/ESD STM11.11-2022 มาตรฐานสำหรับการป้องกันสิ่งของที่ไวต่อการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต - การวัดความต้านทานพื้นผิว