З якою метою встановлюють антистатичну підлогу?Найпоширенішою відповіддю на це запитання є: «Нам потрібна статична підлога, щоб запобігти переміщенню статичної електрики під час роботи з чутливими до статичної електрики компонентами та системами».обмежувачі проводів і шнурів.
Незважаючи на те, що ця відповідь підкреслює ключову характеристику функціонуючої антистатичної підлоги, вона відповідає дуже низькому стандарту.Це також зводить нанівець багато переваг, які фактично пропонують підлоги з антистатичним розрядом.Як і всі інші компоненти захисту від електростатичного розряду, електростатична підлога є лише частиною більшої інтегрованої системи, яка зберігає однаковий потенціал для всіх частин, машин, інструментів, упаковки, робочих поверхонь і людей.
При оцінці підлоги специфікатори керуються двома основними експлуатаційними параметрами: 1) опір системи підлоги;2) скільки заряду створює людина, ходячи по підлозі в тому чи іншому взутті.Але як щодо самих деталей?Як ми їх захистимо?Коли ми переносимо деталі з однієї операції на іншу, ми не кладемо їх на долоню.Для переміщення частин і систем ми використовуємо мішки на блискавці, колісні візки для палет і, можливо, автоматизовані транспортні засоби.У гнучких виробничих операціях ESD підлоги можуть навіть використовуватися як основна основа для верстаків на колесах.
Підлоги від електростатичного розряду призначені для запобігання пошкодженню електростатичним розрядом електронних частин і вузлів у зонах, захищених від електростатичного розряду (EPA).Існують різні причини для їх встановлення.Ідеальна підлога захищає від статичної електрики:
Деякі підлоги ESD відповідають усім трьом потребам.Інші запобігають накопиченню статичної електрики на людях, але мало допомагають захистити обладнання або заземлити мобільні робочі станції, візки та стільці від електростатичного розряду.
Щоб виробляти якісну продукцію, мати сертифікат ISO та відповідати потребам клієнтів, електронне обладнання має відповідати ANSI/ESD S20.20.Щоб відповідати вимогам до підлоги ANSI 20.20 ESD, покупці та спеціалісти зазвичай зосереджуються на електричному опорі підлоги/клейової системи.Але опір - це лише параметр ефективності.
Знайти підлогу, яка відповідає вимогам S20.20 щодо опору «точка-точка» (RTT) і «точка-земля» (RTG), є простим завданням.Відповідність усім аспектам ANSI/ESD S20.20 вимагає, щоб підлога виконувала кілька функцій, а не лише відповідала параметрам опору.Також важливо визначити максимальне навантаження, яке підлога буде створювати на людину в поєднанні з тим чи іншим взуттям. Меблі, мобільні робочі станції та обладнання також повинні бути належним чином заземлені через підлогу, з опором між коліщатками та землею підлоги ESD у допустимому діапазоні S20.20 (< 1,0 x109). Меблі, мобільні робочі станції та обладнання також повинні бути належним чином заземлені через підлогу, з опором між коліщатками та землею підлоги ESD у допустимому діапазоні S20.20 (< 1,0 x109). Меблі, мобільні робочі станції та обладнання також повинні бути обов’язковим способом заземлені через пол із протилежністю між роликами та заземленням поля в межах допустимого діапазону S20.20 (< 1,0 x 109). Меблі, мобільні робочі станції та обладнання також повинні бути належним чином заземлені через підлогу з опором між коліщатками та землею підлоги в межах допустимого діапазону S20.20 (< 1,0 x 109).家具、移动工作站和设备也必须通过地板正确接地，脚轮和ESD 地板接地之间的电阻在S20.20 可接受范围内 (< 1,0 x109).家具 、 移动 工作站 和 设备 必须 通过 地板 正确 地 ， 脚轮 和 ESD 地板 之间 的 电阻 在 S20.2 0 可 接受 范围 内 (<1,0 x109).。。 Меблі, мобільні робочі станції та обладнання також повинні бути обов'язково заземлені через пол, при цьому співвідносини між роликами та заземленням поля повинні знаходитися в межах допустимого діапазону S20.20 (< 1,0 x 109). Меблі, мобільні робочі станції та обладнання також повинні бути належним чином заземлені через підлогу, при цьому опір між роликами та землею підлоги повинен бути в межах допустимого діапазону S20.20 (< 1,0 x 109).
Випробувальна підлога була встановлена в рамках оцінки антистатичних панелей відділом обладнання виробника медичного обладнання.Були оцінені різні властивості, включаючи площинність, характеристики ковзання, стійкість системи підлоги, утворення напруги на корпусі, легкість кочення важкого обладнання, технічне обслуговування, а також складність монтажу та ремонту.
Один із варіантів підлогового покриття відповідає всім критеріям, в тому числі можливість використання власної праці для монтажу без використання клею.Однак перед тим, як замовити підлогу, інженер-технолог поставив кілька мобільних візків на випробувальний поверх і виміряв опір землі від поверхні візка через провідні ролики до точки землі на підлозі.
Незважаючи на те, що сама підлога була виміряна в діапазоні провідності (< 1,0 x 106) згідно з тестами ANSI/ESD S7.1, підлога не витримала тест на мобільній робочій станції, з вимірюванням опору землі з поверхні візка в діапазоні від 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. Відповідно до ANSI/ESD S20.20 будь-яке вимірювання > 1,0 x 109 вважається помилкою. Незважаючи на те, що сама підлога була виміряна в діапазоні провідності (< 1,0 x 106) згідно з тестами ANSI/ESD S7.1, підлога не витримала тест на мобільній робочій станції, з вимірюванням опору землі з поверхні візка в діапазоні від 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. Відповідно до ANSI/ESD S20.20 будь-яке вимірювання > 1,0 x 109 вважається помилкою. Незважаючи на те, що пол сам по собі був виміряний в діапазоні провідності (< 1,0 x 106) у відповідності з тестами ANSI/ESD S7.1, повністю не пройшов тест на мобільну робочу станцію, а також сопротивление поверхні тележки при вимірюванні сопротивления грунту. змінювалося від 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. Відповідно до ANSI/ESD S20.20 будь-яке вимірювання > 1,0 x 109 вважається помилкою. Незважаючи на те, що сама підлога була виміряна в діапазоні провідності (< 1,0 x 106) відповідно до тестів ANSI/ESD S7.1, підлога не пройшла тест мобільної робочої станції, а опір поверхні візка в діапазоні вимірювань опору землі від 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. Відповідно до ANSI/ESD S20.20 будь-яке вимірювання > 1,0 x 109 вважається помилкою.尽管根据ANSI/ESD S7.1 测试，地板本身已在导电范围(< 1,0 x 106) 内测量，但地板未能通过移动工作站测试，从推车表面测量的接地电阻范围为1.0 x 106 到1.0 x 1012.尽管 根据 ANSI/ESD S7.1 测试 地板 本身 已 在 导电 范围 范围 范围 (<1,0 x 106) 内 测量 但 地板 未 能移动 工作站 测试 ， 从 表面 的 接地 电阻 为 为 为 1,0 x 106 到 1,0 X 1012. Незважаючи на те, що сам пол був виміряний в межах діапазону провідності (< 1,0 x 106) відповідно до тестів ANSI/ESD S7.1, повністю не витримано випробування мобільної робочої станції з діапазоном протидії заземлення від 1,0 x 106 до 1,0 x при вимірюванні від тележки. Хоча сама підлога була виміряна в межах діапазону електропровідності (< 1,0 x 106) відповідно до тестів ANSI/ESD S7.1, підлога не пройшла тест мобільної робочої станції з діапазоном опору землі від 1,0 x 106 до 1,0 x, виміряного з візка.поверхня 1012.Будь-яке вимірювання, що перевищує 1,0 x 109, вважається несправністю відповідно до ANSI/ESD S20.20.У семи з перших 40 тестових точок виміряні значення перевищують максимум ANSI (див. таблицю 1).
На цьому зразку було зроблено більше 1000 вимірювань.Відсоток шлюбу становить близько 16%.Проблема з кошиком?Коли візок розміщено на металевій пластині, опір землі значно нижче 1,0 x 107. Щоб виключити забруднення як змінну, підлоги та коліщатка були ретельно очищені та перевірені повторно.Це неефективно, і вимірювання все ще неприйнятні.Просто перемістіть візок на один дюйм, і опір між візком і підлогою зміниться на чотири-шість порядків.Враховуючи, що опір підлоги та опір роликів візка здаються постійними, єдиною змінною, що залишилася, є випадкове розміщення роликів (поверхня ролика та підлоги) на плитці.
На малюнках 2 і 3 показані фотографії візків для піддонів, які зазвичай використовуються на підприємствах служби електронного виробництва (EMS).Візок припаркований на системі підлоги, яка використовує електропровідні мікросхеми.Ця підлога буде класифікуватися як електропровідні мікросхеми низької щільності (LD).Ця спеціальна система підлоги забезпечує провідний шлях від чорної поверхні чіпа через його товщину до шару землі, насиченого вуглецем, розташованого нижче.Використовуйте 24-дюймову мідну стрічку як точку заземлення.Під час тестування з датчиком NFPA розміром 2,5 дюйма (6,35 см) і 5 фунтів (2,27 кг) опір підлоги був значно нижчим 1,0 x 106.
На малюнку 2 вимірювання відстані від візка до землі перевищує межі (< 1,0 X 109) ANSI/ESD S20.20. На малюнку 2 вимірювання відстані від візка до землі перевищує межі (< 1,0 X 109) ANSI/ESD S20.20.На рис.2 відстань між тележкою та землею вище межі (< 1,0 X 109) стандарту ANSI/ESD S20.20. 2 Відстань між візком і землею перевищує обмеження (< 1,0 X 109) ANSI/ESD S20.20.在图2 中，推车对地测量超出了ANSI/ESD S20.20 的限制(< 1,0 X 109)。 ANSI/ESD S20.20 的限制 (< 1,0 X 109).На рис.2 відстань між тележкою та землею вище межі ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109). 2 Відстань між візком і землею перевищує обмеження ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109).На малюнку 3 вимірювання відповідності є результатом невеликих змін у положенні того самого транспортного засобу на одній плитці.Як і результати в таблиці 1, ці вимірювання опору підтверджують високу кореляцію між незначними змінами в положенні ролика та значними змінами опору.
Як і візки, показані на малюнках 2 і 3, візки, що використовуються виробниками медичних приладів, складаються з чотирьох провідних коліщаток.Опір заземлення між візком і точкою заземлення відповідає вимогам ANSI/ESD у 84% випадків.Коефіцієнт проникнення 84% означає, що 16% часу жоден із струмопровідних роликів не контактує з електропровідною базовою пластиною мікросхеми.
Інший спосіб поглянути на це — поглянути на дані з точки зору ймовірності того, що чотири послідовні події мають однаковий результат.У цьому випадку події відбуватимуться одночасно.Наприклад, яка ймовірність того, що в експерименті з підкиданням монети голови випадуть чотири рази поспіль?Це рівняння буде
це ймовірність однієї події, помножена сама на себе в чотири рази, або ½ x ½ x ½ x ½ = 1 із 16.
Якщо ми широко застосуємо цей підхід до нашої проблеми з підлогою (для спрощення ми виключимо щільність частинок із загальної площі), ми можемо сказати, що після 100 спроб ми можемо випадковим чином мати всі чотири ролики, які не контактують із провідними частинками, в одному і той же час 16 разів.Отже, наскільки ймовірно, що один заклинатель не торкнеться провідних частинок?Принаймні, ми ставимо під сумнів можливість чотирьох послідовних подій «або-або».Наше просте рівняння може виглядати так.X помножити на X помножити на X = 16/100.Отже, якщо ми знайдемо X, четвертий ступінь числа 16 дорівнює 2, а четвертий ступінь числа 100 дорівнює 3,1.По суті, будь-який один ролик має 66% шансів не торкнутися провідного елемента на підлозі.
По-перше, це вагомий аргумент на користь встановлення струмопровідних роликів на кожній стійці візка.Але справжня винагорода полягає в тому, щоб взяти стару статистичну книгу та провести дійсний експеримент, перш ніж припускати, що будь-яка підлога ESD буде заземлена на основі результатів тестування мобільної робочої станції, сумісної з ANSI/ESD 7.1.
Цієї проблеми можна легко уникнути, купуючи нові підлоги.Під час оцінки підлоги з електростатичного розряду підлогу слід оцінювати як частину об’єкта та як процес у об’єкті.Підлоги повинні бути перевірені на сумісність з усіма компонентами захисту від електростатичного розряду, включаючи транспортування.Повністю функціональна підлога може виступати як якір для всіх вимог щодо заземлення мобільних пристроїв.
Ключовою особливістю багатьох ESD-підлог є можливість усунути громіздкий і зайвий процес з’єднання в EPA.Підлога ESD також позбавляє від необхідності розміщувати компоненти в закритих футлярах для транспортування та захисних сумках.Але щоб виключити використання громіздких протоколів пакування та кріплення, підлога повинна забезпечувати достатній шлях для руху роликів.
Деякі підлоги ESD не можуть ефективно заземлювати електропровідні ролики через поганий контакт між роликами або напрямними та низьку щільність струмопровідних крапок або сколів на поверхні підлоги.У деяких випадках легкі шари поліуретанових або керамічних покриттів, які не вимагають догляду, нанесені заводським способом на поверхню підлоги, можуть посилити проблему.Ці покриття, що твердіють ультрафіолетовим випромінюванням, зменшують витрати на обслуговування.Більшість тестів показали, що мікротонке покриття підвищує стійкість підлоги та зменшує контроль навантаження на ходунки.
Провідність деяких вінілових плиток ESD пояснюється довільно розміщеними провідними мікросхемами, як плитки, показані на малюнку 4. Чорна стружка є єдиним провідним елементом на поверхні плитки.Решта поверхні — звичайний вініл, ізоляційний полімер, який не забезпечує заземлення.
Як показано на малюнку 4, ми можемо оцінити цю можливість, перевернувши зонд NFPA до його краю та вимірявши площу контакту між струмопровідним мікросхемою та землею.Зразок плитки, показаний тут, має розміри менше 1,0 x 106, коли вся поверхня датчика площею 31 см2 використовується в тесті ANSI/ESD S7.1.Однак полімер між чіпами не є електропровідним.Вимірювання відрізнялися більш ніж на п’ять порядків величини, коли ролики торкалися непровідного полімеру між мікросхемами, а не електропровідних мікросхем.
Для портативних робочих станцій або стільців, які відповідають стандарту ANSI/ESD S20.20, опір заземлення має бути менше 1,0 x 109.
Щоб зрозуміти проблему, ми подивилися на розміри провідних роликів і спробували визначити, яку площу поверхні вони фактично торкаються підлоги.Спочатку ми помістили чотири аркуші паперу під ролики та рухали папір у чотирьох різних напрямках, поки він не перестав ковзати (див. Малюнок 5).
Коли ми піднімаємо папір, ми очікуємо, що чотири аркуші не торкнуться.Простір або порожнеча покаже нам приблизну точку контакту роликів з підлогою.Перед тим, як перемістити ролики, ми склеїли аркуші паперу, щоб вони залишалися на місці.Потім ми згорнули стільці з паперу.Оскільки ми змогли помістити під ролики досить багато паперу, ми очікували, що площа контакту між роликами та плиткою для підлоги буде дуже малою.Ми з подивом виявили, що він був більший за срібний злиток.Насправді фактична площа контакту менше копійки (див. Малюнок 5).
Малюнок 6: Суцільна сіра область між монетою 1/4 і монетою представляє зону контакту заклинача.
Подумайте про галявину на папері як про оглядове вікно.Переставляємо вікна на плитку.Коли ми не бачимо чорної стружки всередині оглядового вікна, ми дивимось на частину плитки, яка не заземлює заклинатель.Незважаючи на те, що він забезпечує певний ступінь провідності, коли більша частина площі контакту ролика знаходиться в зазорі між мікросхемами, опір може бути вищим за 1,0 x 109.
Типовий електропровідний ролик має діаметр близько 10 см, але площа контакту становить лише 1 см².З цієї точки зору площа контакту датчика NFPA, який використовується для вимірювання опору від поверхні підлоги ESD до землі, становить 31 см2.Відстані між провідними частинками, які використовуються в технології чіпів низької щільності (див. Малюнок 9). Підлоги з електростатичного розряду можна вимірювати на відстані від 0,5 см до 10 см із середнім значенням від 2 до 5 см./ESD STM 7.1 не може передбачити, чи конкретна підлога постійно забезпечуватиме електричний контакт між роликами та підлогою.
Єдиний спосіб зробити точне визначення - провести статистично достовірну вибірку вимірювань опору за допомогою візків, роликів і підлоги, які придбає фабрика.Це необхідно зробити перед замовленням будь-яких підлог.Коли підлогу встановлено, виправляти проблему вже пізно.Більшість виробників підлогових покриттів не надають даних або гарантій щодо стійкості до контакту роликів.
Якщо ми розмістимо той самий аркуш паперу з оглядовим віконцем розміром з роликовий контакт на вінілову плитку ESD, виготовлену зі щільної провідної текстурної матриці, ми зможемо перемістити вікно в будь-яке місце на плитці та все ще бачити текстуру.Через близьку відстань між жилами неможливо знайти непровідні ділянки підлоги в цій провідній матриці.Ця щільна матриця провідної текстури збільшує ймовірність контакту між крихітною поверхнею колеса та провідними елементами плитки.Скрізь, де ми бачимо жили, провідність плитки заземлює стільці та візки.
Вінілова плитка ESD, виготовлена за технологією провідного дроту, містить приблизно 150 погонних футів провідного дроту на квадратний фут.З цієї точки зору вени на тридцяти шести плитках представляють провідну точку контакту завдовжки милю.При такій великій кількості провідних точок, навіть при контакті з одним роликом, результати вимірювань на 100% відповідають стандарту ANSI S20.20.Чи можуть підлоги з використанням електропровідних мікросхем вирішити цю проблему?
На рис.Фіг.8 показує візуальне порівняння об'єднавчої плати дискретної провідної матриці низької щільності (LD) і об'єднавчої плати дисперсної провідності високої щільності (HD).Відстань між сколами на підлозі ЛД може бути від 0,5 до 5 см в межах однієї плитки або листа.Відстань від стружки рідко перевищує 0,5 см на стружковій підлозі HD.Чіпсові підлоги можуть виготовлятися в листах або рулонах для безшовного монтажу.Через обмеження технологічного процесу Vein Technical Flooring не можна виготовляти в рулонах.Прожилки можна використовувати тільки як плитку.
Малюнок 9: Зверніть увагу на велику площу контакту датчика NFPA порівняно з реальним об’єктом, заземленим через підлогу ESD: D – площа контакту датчика NFPA = прибл. 31 см2E—типовий п'ятковий ремінь: > 13 см2G—площа контакту коліщатка = 1 см2F—площа контакту ланцюга з землею = незначна 31 см2E—типовий п'ятковий ремінь: > 13 см2G—площа контакту коліщатка = 1 см2F—площа контакту ланцюга з землею = незначна 31 см2E — типовий п'ятничний ремень: > 13 см2G — площа контакту з колесом = 1 см2F — площа контакту з землею = незначна 31 см2E – Типовий п’ятковий ремінь: > 13 см2G – Площа контакту колеса = 1 см2F – Площа контакту ланцюга з землею = незначна 31 cm2E—典型的鞋跟带：> 13 cm2G—脚轮接触面积= 1 cm2F—接地链接触面积= 可忽略31 cm2E—典型的鞋跟带：> 13 cm2G—脚轮接触面积= 1 cm2F—接地链接触面积= 可忽略31 см2E – типовий п’ятничний ремень: > 13 см2G – площа контакту з роликом = 1 см2F – площа контакту із заземленням = незначна 31 см2E – типовий п’ятковий ремінь: > 13 см2G – площа контакту з роликом = 1 см2F – площа контакту з землею = незначна
Підлоги, що захищені від електростатичного розряду, повинні бути повністю оцінені з огляду на їх численні характеристики, включаючи сумісність з обладнанням для обробки матеріалів.Існує дві основні технології виробництва підлогової плитки та листів ESD: технологія провідних сердечників і технологія провідних чіпів.Технологія, яка використовується для виробництва ESD-підлоги, впливає на продуктивність.У ситуаціях, коли підлога повинна бути заземлена для мобільних робочих станцій і візків, струмопровідні підлоги є кращими, ніж підлоги з низькою чи середньою щільністю стружки.Це пов'язано з відсутністю струмопровідних контактів у типових електропровідних плитах LD і середнього класу.Нова технологія чіпів високої щільності вирішує цю проблему та забезпечує такий самий рівень продуктивності, як і підлоги з технологією провідного сердечника.
Дейв Лонг є генеральним директором і засновником Staticworx, Inc., провідного постачальника антистатичних підлог.Маючи понад 30 років досвіду роботи в галузі, він поєднує свої широкі технічні знання з електростатики та тестування бетонної основи з практичним розумінням того, як матеріали поводяться в реальних умовах.
Це саме те, що я дізнався після зміни специфікації ESD підлоги.Я перевірив усі підлоги на наявність електростатичного розряду, і це було очевидно, навіть дивлячись на них.Крім того, сміття, яке видно на поверхнях підлоги з низькою/середньою щільністю, не завжди проходить через нижній рівень, тому немає шляху до землі.Підлога також не перевірялася і значно відрізнялася (хоча пройшла стандартний тест на ходьбу).Підлоги з вищою щільністю та текстурою, які ми мали раніше, були більш стійкими, ніж нові характеристики.
In Compliance є головним джерелом новин, інформації, освіти та натхнення для фахівців з електротехніки та електроніки.
Аерокосмічна промисловість Автомобільний зв'язок Побутова електроніка Освіта Енергетика Інформаційні технології Медицина Військові та оборона
Час публікації: 17 жовтня 2022 р