كيس مضاد للكهرباء الساكنة

تُستخدم عبوات الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي لتخزين المكونات الإلكترونية المعرضة للتلف الناتج عن التفريغ الكهروستاتيكي . تأتي هذه العبوات عادةً على شكل كيس، ومن هنا جاء اسمها الشائع " كيس الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي ". تحتوي هذه العبوات عادةً على طبقة من مادة موصلة ضعيفة من الداخل لمنع تراكم الشحنات الساكنة نتيجة الاحتكاك ( التأثير الكهروستاتيكي الاحتكاكي )، ولضمان مرور أي تفريغ كهروستاتيكي عبر الكيس وليس إلى محتوياته. تُسمى الخاصية الأولى " مضادة للكهرباء الساكنة "، بينما تُسمى الثانية " مبددة للشحنات الساكنة ". ^{[ 1 ]} وفقًا لمعيار JESD 625-A، فإن كون المادة موصلة لا يعني بالضرورة أنها مضادة للكهرباء الساكنة؛ إذ يجب إجراء اختبارات كهروستاتيكية احتكاكية متخصصة للتأكد من ذلك. ^{[ 1 ]}

تتضمن بعض عبوات الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي طبقة ذات موصلية عالية لتشكيل قفص فاراداي . لا يوفر هذا حماية من التفريغ الكهروستاتيكي فحسب، بل من المجالات الكهربائية الخارجية أيضًا . وتُعد هذه الحماية ضرورية في حال حدوث تفريغ كهروستاتيكي بين الجزء الخارجي من الكيس وجسم آخر (مثل يد شخص)، حيث سيخترق المجال الكهروستاتيكي الناتج الكيس غير الموصل ويولد جهدًا كهربائيًا داخله. يُعرّف الملحق E من معيار ANSI/ESD S541 اختبار الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي، والذي يُطبق فيه تفريغ كهربائي على الجزء الخارجي من الكيس. ويُوضع مستشعر جهد داخل الكيس لتقييم مدى فعالية الحماية التي يوفرها. ^{[ 2 ]}

تشمل المعايير التي تصف التغليف الواقي من التفريغ الكهروستاتيكي JESD 625-A (المعروف سابقًا باسم EIA 625)، وANSI/ESD S541 (المعروف سابقًا باسم EIA 541)، وANSI/ESD S20.20. ويحدد معيار ANSI/ESD S541 بعض الطرق لاختبار التغليف المقاوم للتفريغ الكهروستاتيكي.

تُصنع معظم عبوات الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي من البلاستيك (عادةً بولي إيثيلين تيريفثالات [PET] أو بولي إيثيلين [PE])، نظرًا لرخص ثمن البلاستيك ومرونته ومقاومته للتمزق مقارنةً بالرقائق المعدنية. ومع ذلك، ولأن معظم أنواع البلاستيك غير موصلة للكهرباء، يجب معالجتها بشكل خاص لجعلها مقاومة للتفريغ الكهروستاتيكي.

كيس بولي وردي اللون قابل للتبديد

هذا النوع من الأكياس مصنوع من البولي إيثيلين مع مادة كيميائية موصلة ضعيفة للغاية، إما ممزوجة بالبلاستيك أو مطلية به. وهي مضادة للكهرباء الساكنة ومبددة لها ، [ ^{3 ] لكنها} توفر حماية ضئيلة للغاية: فالتفريغ الذي يُولّد  نبضة 1000 فولت داخل كيس بلاستيكي عادي، سيظهر  كنبضة 800 فولت داخل كيس "وردي". ^{[ 2 ]}

تُستخدم "الأكياس الوردية" بشكل أساسي لتغليف مواد مقاومة للتفريغ الكهروستاتيكي، ولكنها توضع بالقرب من أجهزة حساسة لهذا النوع من التفريغ. ويُطلق عليها اسم "النوع الثاني" في معيار MIL-B-81705 . ^{[ 2 ]} يُضاف اللون الوردي إلى البلاستيك باستخدام مادة كيميائية ملونة. أما المادة الكيميائية الموصلة نفسها فهي عديمة اللون، وتوجد نسخ شفافة من هذه الأكياس. ^{[ 2 ]}

كانت هذه الأنواع من الأكياس تُصنع في الماضي باستخدام أمين الشحم التفاعلي . يجذب هذا الأمين الرطوبة التي قد تنقل الشحنة إلى سطح آخر، أو إلى الغلاف الجوي نفسه. ^{[ 4 ]} مع ذلك، قد يتسبب في أكسدة بعض المعادن وتشققات الإجهاد في بعض أنواع البلاستيك. وقد حلت الأمينات الأقل تفاعلاً والأميدات غير التفاعلية محل أمين الشحم في الأكياس الحديثة. ^{[ 2 ]}

كيس بولي أسود شبه موصل

هذا النوع من الأكياس مصنوع من البولي إيثيلين المحمّل بالكربون، مما يجعله أكثر توصيلًا للكهرباء من الكيس "الوردي". ونتيجة لذلك، يوفر قدرة حماية أكبر (يخفض  نبضة 1000 فولت إلى 600  فولت) بالإضافة إلى كونه مضادًا للكهرباء الساكنة ومبددًا لها. مع ذلك، يعني هذا أيضًا أنه لا يوفر عزلًا كهربائيًا بين الداخل والخارج، لذا من الممكن أن يعمل كـ"جسر" لتفريغ الشحنات بين محتوياته والبيئة الخارجية. ^{[ 2 ]}

هذا النوع من الحقائب أسود اللون وغير شفاف. وهذا يُمثل خطراً جديداً، إذ قد يُتلف المُتعاملون مع محتويات الحقيبة بسبب التفريغ الكهروستاتيكي عند فتحها لفحصها. سعرها مُقارب لسعر الحقيبة الوردية، مع توفيرها حمايةً طفيفة، مما يجعلها خياراً مُناسباً في حين كانت حقائب الحماية الحقيقية باهظة الثمن. ^{[ 2 ]}

حقيبة واقية (فضية شفافة)

يستخدم هذا النوع من الأكياس تصميمًا متعدد الطبقات . يتكون عادةً من أربع طبقات، حيث تتوسط طبقتان من البولي إيثيلين المشتت للشحنات (كما هو موضح أعلاه) طبقةً معدنية (عادةً من البوليستر ). يمكن أن يكون المعدن الموجود على الطبقة المعدنية مواجهًا للداخل أو للخارج. يعمل الجزء البلاستيكي من الطبقة المعدنية كعازل لعزل المحتويات كهربائيًا، بينما يشكل الجزء المعدني قفص فاراداي للحماية من المجالات الكهربائية. يتميز هذا الكيس الواقي بخاصية مقاومة الكهرباء الساكنة، وتشتيت الشحنات الساكنة، والحماية الفائقة، حيث يقلل  نبضة كهربائية بقوة 1000 فولت إلى 20  فولت. ^{[ 2 ] [ 5 ]}

تتميز أكياس الحماية بلونها الفضي وشفافيتها. ^{[ 2 ]} تُفضل هذه الأكياس لحماية الأجزاء الحساسة، ولكنها تُستخدم أيضًا في البيئات التي قد تشكل فيها الشرر خطرًا، مثل المناطق الغنية بالأكسجين في الطائرات والمستشفيات. ^{[ 4 ]} تشمل عيوبها تكلفتها العالية وهشاشتها النسبية، إذ أن أي ثقب فيها يُضعف سلامتها. إضافةً إلى ذلك، فإن عمرها الافتراضي محدود نظرًا لتلف الطبقة المعدنية الأساسية بمرور الوقت. ^{[ 6 ]}

كيس عازل للرطوبة

يشبه هذا النوع من الأكياس أكياس الحماية، إلا أنه يحتوي على طبقة واحدة على الأقل من حاجز البخار ضمن مادته متعددة الطبقات. يوجد نوعان من هذه الأكياس: أحدهما مصنوع من رقائق الألومنيوم مع طبقة خارجية من مادة تايفك المشتتة للشحنات الكهربائية وطبقة داخلية من البولي إيثيلين المشتت للشحنات الكهربائية؛ والآخر مصنوع من طبقتين من غشاء معدني مع طلاء مضاد للكهرباء الساكنة من الخارج وطبقة داخلية من البولي إيثيلين المشتت للشحنات الكهربائية. توفر هذه الأكياس جميع وسائل الحماية التي يوفرها حاجز الحماية القياسي، بالإضافة إلى حماية أقوى ضد تسرب الرطوبة. ^{[ 2 ]}

تتميز الأكياس العازلة للرطوبة بسماكة أكبر من أكياس الحماية العادية، مما يجعلها أكثر متانة. ^{[ 2 ]}

يوجد البولي إيثيلين الوردي (المشتت) والأسود (الموصل) بأشكال أخرى، مثل الرغوة، والفقاعات الهوائية ، والقطع الصلبة كالصناديق. تُستخدم الرغوة لتخزين المكونات الفردية ذات الأسلاك عن طريق غرس الأسلاك فيها.

تُستخدم طبقات حماية متعددة لحماية الجهاز من التلف الميكانيكي والكهربائي الساكن. يُغلّف الجهاز المحمي داخل كيس من غشاء البولي إيثيلين تيريفثالات المعدني ، ثم داخل كيس من غلاف الفقاعات الوردي المصنوع من البولي إيثيلين، وأخيرًا يُعبأ داخل صندوق أسود صلب من البولي إيثيلين مُبطّن برغوة البولي إيثيلين الوردية.

من المهم ألا تُفتح الأكياس إلا في أماكن العمل الخالية من الكهرباء الساكنة. ^{[ 1 ]}

• جهاز مضاد للكهرباء الساكنة
  • ملابس مضادة للكهرباء الساكنة
  • عامل مضاد للكهرباء الساكنة
  • حصيرة مضادة للكهرباء الساكنة
  • سوار معصم مضاد للكهرباء الساكنة
• الحماية الكهرومغناطيسية
• جهاز حساس للكهرباء الساكنة
• فيلوسات

• تاريخ التفريغ الكهربائي مع دان أندرسون

• يام، ك. ل.، "موسوعة تكنولوجيا التغليف"، جون وايلي وأولاده، 2009، رقم ISBN 978-0-470-08704-6
• معيار ANSI/ESD S541-2019: معيار تغليف المواد المعرضة للتفريغ الكهروستاتيكي
• يوفر معيار ANSI/ESD STM11.31-2018 طريقة اختبار قياسية لاختبار وتحديد قدرات الحماية من الكهرباء الساكنة لأكياس الحماية من الكهرباء الساكنة
• ANSI/ESD STM11.11-2022. معيار حماية العناصر المعرضة للتفريغ الكهروستاتيكي - قياس مقاومة السطح