เนื้อหาวันที่ : 2007-03-02 11:41:31 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 12408 views

ไฟฟ้าสถิต สิ่งที่ไม่ควรมองข้ามในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์

ไฟฟ้าสถิตจะเกิดขึ้นจากการสัมผัส และหลังจากนั้นมีการแยกวัสดุออกจากกัน ซึ่งวัสดุนั้นอาจจะเป็น ของแข็ง, ของเหลว หรือก็าซ ก็ได้ เมื่อมีวัสดุทั้งสองชนิดเป็นฉนวนที่มีการสัมผัสกันจะมีประจุบางส่วนถูกถ่ายโอนจากวัสดุฉนวนชิ้นหนึ่งไปสู่วัสดุฉนวนอีกชิ้นหนึ่ง

ทุกท่านคงรู้จักและเคยสัมผัสกับไฟฟ้าสถิตมาไม่มากก็น้อย อาจจะมีประสบการณ์ที่แตกต่างกันไป สำหรับไฟฟ้าสถิตที่เกี่ยวข้องกับงานอุตสาหกรรมนั้น กลับมีทั้งคุณประโยชน์กับอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น เครื่องฟอกอากาศ, เครื่องกรองฝุ่น, เครื่องพ่นสีโดยใช้หลักการไฟฟ้าสถิตในอุตสาหกรรมรถยนต์และอื่น ๆ อีกมากมาย แต่อุตสาหกรรมบางประเภทนั้น ไม่ประสงค์จะให้เกิดไฟฟ้าสถิตขึ้นเลยในกระบวนการผลิตหรือประกอบเลย อาทิเช่นอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ เนื่องจากการที่เราไม่ทำการควบคุมไฟฟ้าสถิตให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านั้นก็อาจจะเกิดความเสียหายที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตได้ บทความนี้จะทำให้ท่านทราบถึงการเกิดไฟฟ้าสถิต การป้องกันและลดการเกิดไฟฟ้าสถิตเพื่อมิให้ทำความเสียหายแก่สินค้าหรือผลิตภัณฑ์ของท่าน

.
ไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นได้อย่างไร

ไฟฟ้าสถิตจะเกิดขึ้นจากการสัมผัส และหลังจากนั้นมีการแยกวัสดุออกจากกัน ซึ่งวัสดุนั้นอาจจะเป็น ของแข็ง, ของเหลว หรือก็าซ ก็ได้ เมื่อมีวัสดุทั้งสองชนิดเป็นฉนวนที่มีการสัมผัสกันจะมีประจุบางส่วน (Electrons) ถูกถ่ายโอนจากวัสดุฉนวนชิ้นหนึ่งไปสู่วัสดุฉนวนอีกชิ้นหนึ่ง และเมื่อฉนวนทั้งสองชิ้นถูกแยกออกจากกัน ประจุดังกล่าวก็ไม่อาจจะกลับไปยังวัสดุฉนวนเดิมได้ ดังนั้นประจุดังกล่าวก็จะไม่สามารถเคลื่อนที่ในวัสดุฉนวนได้ ซึ่งถ้าวัสดุทั้งสองเป็นกลางแล้วก็จะเกิดประจุบวกขึ้นในวัสดุฉนวนชิ้นหนึ่งและเกิดประจุลบกับวัสดุอีกชิ้นหนึ่ง

.

โดยวิธีข้างต้น จะทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต โดยอ้างอิงจาก Triboelectric Effect ซึ่งบางวัสดุจะซึมซับอิเล็กตรอนได้ง่าย แต่ในขณะเดียวกันวัสดุบางประเภทก็จะสร้างอิเล็กตรอนขึ้นได้ง่าย สำหรับอนุกรม Triboelectric  นั้น จะเป็นการแสดงรายละเอียดของวัสดุชนิดต่าง ๆ ที่จะสร้างประจุอิเล็กตรอนขึ้น ดังตารางที่ 1  วัสดุที่อยู่ด้านบนสุดของตารางจะสร้างอิเล็กตรอนได้ง่ายซึ่งทำให้มีการรับประจุบวกได้ง่าย แต่สำหรับวัสดุที่อยู่ด้านล่างของตารางนั้นจะซึมซับอิเล็กตรอนได้ง่าย ซึ่งทำให้มีการรับประจุลบได้ง่าย ซึ่งท่านผู้อ่านควรจะจำไว้น่ะครับ แต่ถึงอย่างไร ค่าในตารางที่ 1 ก็เป็นเพียงการประมาณเท่านั้น

.

เมื่อวัสดุสองชนิดมีการสัมผัสกัน อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนจากวัสดุที่อยู่ด้านบนของตารางที่ 1 ไปยังวัสดุที่อยู่ต่ำกว่าในตารางที่ 1 แต่ถึงอย่างไรก็ตาม ระยะห่างในระดับชั้นของวัสดุในตารางที่ 1 ก็มิได้แสดงถึงขนาด (Magnitude) ของประจุที่ถูกสร้างขึ้นโดย Triboelectric Effect ทั้งหมด แต่ขนาดของประจุที่แท้จริงนั้น ไม่เพียงแต่จะขึ้นอยู่กับลำดับของวัสดุในตารางที่ 1 แต่จะประกอบด้วยปัจจัยอื่น ๆ อีก อาทิเช่น ความสะอาดของพื้นผิววัสดุ, แรงกดหรือการแนบแน่นในการสัมผัสระหว่างวัสดุ, ปริมาณการเสียดสี, พื้นที่ที่มีการสัมผัส, ความเรียบของวัสดุ และความเร็วของการทำให้วัสดุแยกออกจากกัน แต่ถึงอย่างไรก็ตาม การเกิดประจุนั้นก็สามารถเกิดขึ้นได้เช่นกัน เมื่อวัสดุสองชนิดเป็นวัสดุชนิดเดียวกันและมีการสัมผัสและเกิดการแยกจากกัน ดังตัวอย่างที่เห็นได้อย่างชัดเจนก็เช่น กระเป๋าหรือแฟ้มพลาสติก หรือการแยกแผ่นใสสำหรับการบรรยายออกจากกัน

.

.

ดังได้กล่าวมาแล้วข้างต้น เมื่อวัสดุสองชิ้นถูกแยกออกจากกัน ก็จะทำให้ประจุ (Q) ที่ไม่สมดุลเหลืออยู่คงที่ ดังนั้นก็จะทำให้ VC เป็นค่าคงที่ แต่เมื่อวัสดุสัมผัสเข้าด้วยกัน ค่าคาปาซิแตนซ์จะมีค่าสูงมาก แต่ในขณะนั้นแรงดันไฟฟ้าจะมีค่าต่ำ แต่เมื่อวัสดุแยกออกจากกันก็จะทำให้ค่าคาปาซิแตนซ์ลดลงและก็จะทำให้แรงดันไฟฟ้ามีค่าเพิ่มขึ้น ดังตัวอย่าง ถ้าค่าคาปาซิแตนซ์มีค่าเท่ากับ 75 pF และประจุมีค่าเท่ากับ 3 mC ก็จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ามีค่าสูงถึง 10,000 โวลต์

.

โดยปรากฎการณ์ดังกล่าวจะเกิดขึ้นเมื่อวัสดุที่เป็นฉนวน แยกออกจากวัสดุที่เป็นตัวนำ แต่จะไม่เกิดปรากฏการณ์ดังกล่าว เมื่อวัสดุทั้งสองชิ้นเป็นตัวนำทั้งคู่ และในกรณีที่วัสดุทั้งสองชิ้นเป็นตัวนำทั้งคู่ เมื่อเริ่มต้นแยกวัสดุตัวนำออกจากกันประจุก็จะย้อนกลับไปยังวัสดุชิ้นเดิม เนื่องจากการเคลื่อนที่ของประจุในวัสดุที่เป็นตัวนำจะมีการเคลื่อนที่ของประจุค่อนข้างมาก

.

ดังนั้นทั้งวัสดุตัวนำและฉนวนจะมีการเกิดประจุได้ง่ายเมื่อมีการสัมผัสและแยกออกจากวัสดุฉนวนอื่น ๆ ซึ่งการที่วัสดุมีการสัมผัสอย่างแนบแน่นนั้นก็ส่งทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตเพิ่มขึ้นนั่นเอง และถ้าความเรียบของพื้นผิวที่ดีก็จะส่งผลทำให้การถ่ายโอนประจุได้ดีขึ้น ความรวดเร็วในการแยกระหว่างวัสดุก็จะทำให้ประจุไม่สามารถถ่ายโอนกลับได้ ทำให้มีการเพิ่มประจุและแรงดันไฟฟ้าที่พื้นผิวเพิ่มขึ้น

.

ตารางที่ 2 ได้แสดงระดับแรงดันไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นในสภาวะต่าง ๆ การเกิดแรงดันไฟฟ้าสถิตระหว่าง 10 kV ถึง 20 kV สามารถเกิดขึ้นจากวัสดุที่มีใช้งานอยู่ในที่พักอาศัยและสำนักงานที่สภาวะแวดล้อมไม่เหมาะสม

.

การเกิดปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิตนั้น จะเกิดประจุบนพื้นผิวของวัสดุเพียงอย่างเดียว โดยจะไม่มีการเกิดประจุภายในของตัววัสดุ และประจุที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวที่จุดใด ๆ ก็จะยังคงอยู่ และจะไม่สามารถแพร่กระจายประจุไปยังพื้นผิวจุดอื่น ๆ ของวัสดุนั้นได้ ด้วยเหตุผลนี้เองการทำระบบกราวด์ให้กับวัสดุที่เป็นฉนวน ก็จะไม่ทำให้ประจุบนพื้นผิวลดลงได้เลย ซึ่งจะไม่เหมือนกับประจุที่เกิดบนพื้นผิวของวัสดุที่เป็นตัวนำ เมื่อมีการทำระบบกราวด์แล้ว ก็จะทำให้ประจุที่อยู่บนพื้นผิวมีค่าลดน้อยลงได้

.

การปล่อยประจุของไฟฟ้าสถิต โดยทั่วไปจะเกิดขึ้นเป็น 3 ขั้นตอนดังนี้ (1) ประจุจะเกิดจากวัสดุที่เป็นฉนวน (2)ประจุดังกล่าวจะถูกถ่ายโอนไปยังวัสดุที่เป็นตัวนำโดยการสัมผัสหรือการเหนี่ยวนำ และ (3) ประจุที่อยู่บนตัวนำและเมื่ออยู่ใกล้กับโลหะซึ่งโดยทั่วไปจะมีการทำระบบกราวด์ ก็จะให้มีการปล่อยประจุเกิดขึ้น

.

ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณเดินบนพรม รองเท้าของคุณ (โดยทั่วไปจะเป็นวัสดุที่เป็นฉนวน) จะรับประจุเมื่อรองเท้าของคุณสัมผัสและแยกจากพื้นพรม จากการรับประจุดังกล่าวก็จะถูกถ่ายโอนไปยังร่างกายคุณ (ซึ่งตัวคุณเป็นตัวนำ) และเมื่อคุณไปสัมผัสกับวัสดุที่เป็นโลหะซึ่งได้มีการทำระบบกราวด์หรือไม่ก็ตาม ก็จะทำให้เกิดการปล่อยประจุขึ้น เมื่อมีการปล่อยประจุไปยังวัตถุที่ไม่ทำระบบกราวด์ (เช่นลูกปิดประตู) ขึ้น การปล่อยประจุดังกล่าวก็จะทำให้เกิดค่าคาปาซิแตนซ์ขึ้นระหว่างวัตถุที่คุณจับกับกราวด์ขึ้น

.

.

การเกิดประจุบนวัสดุฉนวนนั้น จะไม่ทำให้เกิดปัญหากับเราได้โดยตรง ด้วยเหตุที่ประจุไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระดังนั้นประจุจึงไม่สามารถเกิดการปล่อยประจุได้ อันตรายที่เกิดจากวัสดุที่เป็นฉนวนนั้นจะเกิดมาจากความต่างศักย์ของการเหนี่ยวนำประจุไปยังวัสดุตัวนำ ซึ่งความเสียหายที่เกิดขึ้นก็จะเกิดจากวัสดุที่เป็นตัวนำนั่นเอง ซึ่งส่วนมากก็จะเป็นโลหะ, คาร์บอนและมนุษย์ (ซึ่งก็จะสัมพันธ์กับความนำและความชื้นของพื้นผิวด้วย)

.

การเหนี่ยวนำของประจุ

เมื่อวัตถุ (ฉนวนหรือตัวนำ) มีการรับประจุไฟฟ้าขึ้น เนื่องจากอยู่ในบริเวณที่มีไฟฟ้าสถิตอยู่ และถ้านำวัตถุดังกล่าวเข้าใกล้กับตัวนำธรรมชาติหรือเป็นกลาง (Neutral Conductor) ก็จะเป็นสาเหตุทำให้เกิดการสมดุลของประจุของตัวนำกลาง แยกออกจากกัน โดยขั้วของประจุที่เกิดขึ้น จะเกิดตรงกันข้ามกับประจุของวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสถิต (Charged Object) ดังรูปที่ 1 ซึ่งตัวนำก็ยังคงมีค่าความเป็นกลางของประจุอยู่ แต่อย่างไรก็ตามจำนวนประจุทั้งบวกและลบก็ยังคงมีจำนวนเท่ากัน

.

.

ถ้ามีการต่อระบบกราวด์ชั่วขณะ (เช่น ถ้าวัตถุถูกสัมผัสชั่วขณะโดยมนุษย์หรือวัตถุที่ได้ทำระบบกราวด์) ซึ่งขั้วประจุที่อยู่บนตัวนำกลางที่อยู่ห่างจากวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสถิต จะถูกถ่ายประจุลงดินดังรูปที่ 2 และจะคงเหลือขั้วประจุที่อยู่ใกล้วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสถิตอยู่บนตัวนำกลาง ทั้งที่ไม่มีการสัมผัสกับวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสถิต ซึ่งจะเห็นได้ว่าถึงแม้จะมีการต่อระบบกราวด์ ก็ยังจะเกิดการเหนี่ยวนำจากประจุอยู่ดี ซึ่งเราควรจะต้องคำนึงถึงด้วย

.

.

การสะสมประจุ

การสะสมประจุบนวัตถุนั้น จะเป็นการสะสมค่าคาปาซิแตนซ์บนวัตถุ โดยทั่วไปเราคิดว่าค่าคาปาซิแตนซ์จะเกิดขึ้นระหว่างการขนานแผ่น Plate แต่อย่างไรก็ตามวัตถุทั่วไปก็จะมีการปล่อยค่าคาปาซิแตนซ์อิสระ (Free-space Capacitance) ของวัตถุแต่ละชนิดอยู่แล้ว โดยแผ่น Plate ที่สอง จะอยู่ในระยะอนันต์ (Infinity) ดังนั้น ค่าคาปาซิแตนซ์ในวัตถุจะมีค่าในน้อยมาก โดยค่าคาปาซิแตนซ์อิสระของรูปทรงของวัตถุที่ไม่แน่นอนนั้น ก็จะเป็นการหาค่าจากพื้นที่ผิววัตถุ ดังนั้นค่าคาปาซิแตนซ์อิสระสามารถประมาณได้โดยการพิจารณาจากรูปทรงเลขาคณิตง่าย ๆ ของทรงกลม ซึ่งจะเหมือนกับพื้นที่ผิววัตถุ

.

.

เมื่อ r เป็นรัศมีของทรงกลมในหน่วยเป็นเมตร ในสมการที่ 3 จะเป็นการแสดงถึงค่าคาปาซิแตนซ์ของวัตถุในที่ว่างเปล่า (Space) และสามารถใช้ประมาณค่าของคาปาซิแตนซ์ต่ำสุดของวัตถุต่าง ๆ ตัวอย่างเช่น มนุษย์มีการประมาณพื้นที่ผิวเทียบเท่ากับทรงกลมที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1 เมตร ดังนั้น จากสมการที่ 3 ค่าคาปาซิแตนซ์สำหรับร่างกายมนุษย์ประมาณ 50 pF และพื้นดินมีค่า Free-space Capacitance มีค่ามากกว่า   สำหรับค่าคาปาซิแตนซ์กับวัตถุที่อยู่ข้างเคียงได้แสดงดังรูปที่ 3

.

การปล่อยประจุของไฟฟ้าสถิต

การสะสมของประจุบนวัตถุ โดยทั่วไปแล้วจะปล่อยประจุไม่หนึ่งในสองวิธีนี้คือ การรั่วหรือการอาร์กของประจุ ดังนั้นแนวทางที่ดี เราควรหลีกเลี่ยงการปล่อยประจุด้วยการอาร์ก และให้การปล่อยประจุบนวัตถุเป็นแบบรั่วเป็นสิ่งที่ดีกว่า ประจุสามารถรั่วหรือค่อย ๆ ปล่อยออกจากวัตถุผ่านอากาศได้ซึ่งจะสัมพันธ์กับค่าความชื้นในอากาศด้วย ซึ่งเมื่อค่าความชื้นในอากาศมีค่าสูงก็จะทำให้การปล่อยประจุออกจากวัตถุได้รวดเร็วขึ้น และประจุบนวัตถุนั้นสามารถเร่งให้เกิดการปล่อยประจุออกได้ด้วยโดยใช้เครื่อง Ionizer ดังรูปที่ 4 ซึ่งจะเป็นการเป่าอากาศที่มีประจุมีขั้วตรงกันข้ามกับขั้วประจุที่อยู่บนวัตถุ โดยไอออนจะที่ปล่อยออกจากเครื่องดังกล่าวจะไปสัมผัสหรือติดกับวัตถุและจะทำให้วัตถุดังกล่าวกลายเป็นวัตถุที่เป็นกลาง ซึ่งถ้ามีการปล่อยไอออนมากก็จะทำให้วัตถุกลายเป็นวัตถุที่เป็นกลางได้อย่างรวดเร็วเช่นกัน

.

.

การรั่วของประจุที่วัตถุเป็นตัวนำนั้นเราสามารถทำให้เกิดขึ้นได้โดยการทำระบบกราวด์กับวัตถุนั้น ซึ่งการทำระบบกราวด์นั้นอาจจะทำเป็นแบบ Hard Ground (ค่าอิมพีแดนซ์มีค่าใกล้ศูนย์) หรือเป็นแบบ Soft Ground (ค่าอิมพีแดนซ์มีค่าค่อนข้างสูง ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็น Megaohm ซึ่งจะเป็นการจำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้า) ดังนั้นร่างกายของมนุษย์ซึ่งเป็นสื่อตัวนำทางไฟฟ้า (Conductive) การทำระบบกราวด์นั้นจะทำได้โดยใช้สายรัดข้อมือ (Wrist Strap) ดังรูปที่ 5 ซึ่งจะทำการปล่อยประจุออกจากร่างกาย แต่อย่างไรก็ตามการทำระบบกราวด์ของมนุษย์นั้น จะมิได้ทำการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตออกจากเสื้อผ้า (ซึ่งไม่เป็นสื่อทางไฟฟ้า) หรือจากวัตถุที่เป็นพลาสติกที่อยู่บนมือของมนุษย์ เช่น ถ้วยกาแฟพลาสติก ดังนั้นการที่เราจะลดไฟฟ้าสถิตออกจากวัตถุดังกล่าวจะสามารถทำได้โดยปล่อยประจุจากเครื่อง Ionization เพื่อให้วัตถุเกิดความเป็นกลางหรือการทำให้ค่าความชื้นสัมพัทธ์ภายในห้องให้มีค่าสูงขึ้น และระบบกราวด์ที่ใช้กับมนุษย์นั้น เราควรจะหลีกเลี่ยงการทำระบบกราวด์ที่เป็นแบบ Hard Ground เนื่องจากเราต้องตระหนักถึงความปลอดภัยซึ่งถ้ามนุษย์หรือพนักงานเราไปสัมผัสกับระบบไฟฟ้าโดยตรง หรือไฟฟ้าลัดวงจรขึ้นโดยไม่ตั้งใจก็จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกายได้อย่างสะดวกขึ้นซึ่งจะทำให้มนุษย์หรือพนักงานเราเกิดอันตรายถึงขั้นเสียชีวิตได้ ดังนั้นค่าอิมพีแดนซ์ต่ำสุดที่ใช้เพื่อทำระบบกราวด์กับมนุษย์นั้นควรจะใช้ที่ค่าประมาณ 250 kW (โดยทั่วไปสายรัดข้อมือจะใช้ค่าอิมพีแดนซ์เท่ากับ 1 MW ต่อกับระบบกราวด์) ซึ่งการต่อค่าอิมพีแดนซ์ที่มีค่าสูงก็จะทำให้ใช้เวลานานในการปล่อยประจุออกจากร่างกายของมุนษย์เช่นกัน

.

.

เวลาการลดลงของประจุ (Decay Time)

เนื่องจากการปล่อยประจุจากวัตถุนั้นจะต้องมีระยะเวลาของการปล่อยประจุด้วย โดยค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับ Decay Time ซึ่งเวลาดังกล่าวจะเป็นเวลาตั้งแต่ประจุเริ่มลดลงโดยเทียบเป็นเปอร์เซ็นต์กับค่าประจุเริ่มต้น ซึ่งค่า Decay Time (บางครั้งเราอาจจะเรียกว่า Relaxation Time) จะมีค่าเท่ากับ

.

.

ซึ่งจากสมการที่ 5 เราจะพบว่าเราสามารถทราบค่า Decay Time ด้วยการวัดค่าสภาพต้านทานของวัสดุได้ดังนั้นปรากฏการณ์ของไฟฟ้าสถิตบนพื้นผิววัสดุนั้น เราสามารถกำหนดค่าสภาพความต้านทานของพื้นผิวได้ โดยค่าสภาพต้านทานจะมีมิติเป็น Ohms per Square ซึ่งจะเหมือนกับการวัดค่าความต้านทานคร่อมพื้นที่หน้าตัดสี่เหลี่ยมของวัสดุ โดยการวัดค่าสภาพต้านทานของพื้นผิวนั้น จะเป็นการวางขั้วทางไฟฟ้า (Electrode) ไว้ฝั่งตรงกันข้ามของพื้นผิวของพื้นที่สี่เหลี่ยม โดยความยาวของขั้วทางไฟฟ้านั้นจะมีความยาวเท่ากับระยะห่างระหว่างขั้วทางไฟฟ้าทั้งสอง ซึ่งจะต่างกับการวัดค่าความต้านทานจะไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงความยาวของตัวนำทางไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ถ้าขั้วทางไฟฟ้า (Electrodes) ทั้ง 2 ชิ้นมีความยาวเท่ากับ 1 นิ้ว ดังนั้นระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้าก็จะเป็น 1 นิ้วเช่นกัน

.

โดยพื้นฐานของค่าสภาพต้านทานของพื้นผิวตามมาตรฐาน DOD-HDBK-263 ได้แบ่งวัสดุเป็น 4 ระดับดังตารางที่ 3

.

.

วัสดุที่มีค่าสภาพต้านทานของพื้นผิว 109 Ohms หรือน้อยกว่า สามารถปล่อยประจุได้รวดเร็วโดยระบบกราวด์  และถ้าประจุเกิดขึ้นบนวัตถุและเราควรจะพยายามทำให้การปล่อยประจุเกิดขึ้นอย่างช้า ๆ เพื่อจะเป็นการจำกัดการไหลของกระแส เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดความเสียหายของวัตถุนั้น (ซึ่งวัตถุอาจจะเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความไวต่อไฟฟ้าสถิต)

.

วัสดุที่เป็นตัวนำ (Conductive Materials) จะสามารถกระจายประจุได้รวดเร็วและจะเป็นอันตรายเมื่อวัสดุดังกล่าวเข้าใกล้ หรือสัมผัสกับอุปกรณ์ที่มีประจุไฟฟ้าสถิตอยู่แล้ว ถ้าอุปกรณ์ดังกล่าวสัมผัสกับวัสดุที่เป็นตัวนำที่ได้ทำระบบกราวด์แล้วก็จะทำให้เกิดการปล่อยประจุไฟฟ้าในปริมาณกระแสที่สูง ซึ่งจะเป็นผลทำให้อุปกรณ์ดังกล่าวเกิดความเสียหายจากไฟฟ้าสถิตได้

.

วัสดุกระจายไฟฟ้าสถิต (Static-dissipative Materials) เป็นวัสดุที่ค่อนข้างใกล้เคียงกับวัสดุที่เป็นตัวนำ เพราะว่าการกระจายของประจุจะเกิดขึ้นช้ากว่าวัสดุที่เป็นตัวนำ ซึ่งอัตราการปล่อยประจุจะอยู่ในระดับที่ปลอดภัย แต่การทำระบบกราวด์กับวัสดุกระจายไฟฟ้าสถิตนั้นก็ยังคงมีความจำเป็นอยู่ เพื่อเป็นการป้องกันการเกิดประจุบนวัสดุดังกล่าวเองด้วย อีกทั้งยังเพื่อให้วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสถิตที่มาสัมผัสปล่อยประจุผ่านลงระบบกราวด์อย่างช้า ๆ ทำให้เกิดความปลอดภัยกับวัตถุที่มาสัมผัส

.

วัสดุต้านไฟฟ้าสถิต (Antistatic Materials) เป็นวัสดุที่มีการปล่อยประจุได้ช้ากว่าวัสดุกระจายไฟฟ้าสถิต แต่กระนั้นวัสดุทั้งสองก็เป็นประโยชน์มาก เนื่องจากการกระจายประจุนั้นจะเกิดขึ้นได้รวดเร็วกว่าการสร้างประจุขึ้นมานั่นเอง ดังนั้นจึงป้องกันการเกิดประจุสะสมในวัตถุได้ ตัวอย่างเช่นถุงพลาสติกสีชมพูที่มีใช้กันอยู่เพื่อบรรจุอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์นั้น โดยทั่วไปการป้องกันการรับประจุ Triboelectric นั้นค่าสภาพความต้านทานของพื้นผิวของวัสดุดังกล่าวควรมีค่าไม่เกิน 1012 Ohms/Square

.

แต่ไม่ว่าทั้งวัสดุกระจายไฟฟ้าสถิตและวัสดุต้านไฟฟ้าสถิต ก็จะเกิดประจุไฟฟ้าสถิตขึ้นได้เมื่อมีการสัมผัสและแยกวัสดุดังกล่าวจากวัสดุที่เป็นชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกันก็ได้ ซึ่งวัสดุทั้งสองชนิดจะถูกประยุกต์ใช้งานที่ใกล้เคียงกันและบางครั้งอาจถูกรวมอยู่ในกลุ่มวัสดุประเภทเดียวกัน ซึ่งวัสดุดังกล่าวจะถูกนำไปใช้ในบริเวณที่อุปกรณ์มีความไวต่อไฟฟ้าสถิตสูง

.

สำหรับวัสดุที่เป็นฉนวนนั้นจะไม่สามารถกระจายประจุได้และยังคงเก็บประจุไว้ได้ด้วย ดังนั้นวัสดุประเภทดังกล่าว เช่นถุงพลาสติกทั่วไป หรือวัสดุโฟมทั่วไปนั้น ในอุตสาหกรรมจะไม่ยอมให้นำไปใช้ในกระบวนการหรือบริเวณที่อุปกรณ์ที่มีความไวต่อไฟฟ้าสถิตสูง

.

สุดท้ายนี้ ท่านผู้อ่านคงจะมีความรู้เกี่ยวและเข้าใจการเกิด และวิธีป้องกันไฟฟ้าสถิตเพิ่มขึ้นไม่มากก็น้อย ซึ่งการที่เรารู้ต้นเหตุปัญหาที่ทำให้กระบวนการผลิตหรือสินค้าของท่านเสียหายอย่างแท้จริงแล้ว ท่านก็สามารถหาวิธีป้องกันหรือลดปัญหาที่เกิดขึ้นได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพด้วยเช่นกัน สวัสดีครับ

.

เอกสารอ้างอิง

1.3M Electrostatic Discharge Seminar, บริษัท 3 เอ็มประเทศไทย จำกัด

2.Henry W. Ott, “NOISE REDOCTION TECHIQUES IN ELECTRONIC SYSTEM”, 2nd, John Wiley&Sons, 1998.

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด