Каква е целта на поставянето на антистатичен под?Най-честият отговор на този въпрос е: „Имаме нужда от ESD под, за да предотвратим статичното електричество от преместване на персонал, когато работим върху чувствителни към статично електричество компоненти и системи.“ограничители на проводници и кабели.
Докато този отговор подчертава ключов атрибут на функциониращ ESD под, той е с много нисък стандарт.Той също така разпродава много от предимствата, които ESD подовете всъщност предлагат.Подобно на всички други компоненти за ESD защита, ESD подовете са само част от по-голяма интегрирана система, която поддържа всички части, машини, инструменти, опаковки, работни повърхности и хора със същия потенциал.
Когато оценяват пода, спецификаторите се ръководят от два основни оперативни параметъра: 1) устойчивост на подовата система;2) колко заряд генерира човек, когато ходи по пода с определена обувка.Но какво да кажем за самите детайли?Как да ги защитим?Когато прехвърляме части от една операция в друга, ние не ги поставяме в дланта си.Използваме торби с цип, колички за палети на колела и евентуално автоматизирани превозни средства за преместване на части и системи.При гъвкави производствени операции ESD подовете могат дори да се използват като основна основа за работни маси на колела.
ESD подовете са предназначени да предотвратят повреда от ESD на електронни части и възли в зони, защитени от ESD (EPA).Има различни причини за инсталирането им.Идеалният под предпазва от статично електричество:
Някои ESD подове отговарят и на трите нужди.Други предотвратяват натрупването на статично електричество върху хората, но правят малко за защита на оборудването или заземяване на мобилни работни станции, ESD колички и столове.
За да произвежда качествени продукти, да бъде сертифицирано по ISO и да отговаря на нуждите на клиентите, електронното оборудване трябва да отговаря на ANSI/ESD S20.20.За да отговорят на изискванията на ANSI 20.20 ESD за подови настилки, купувачите и спецификаторите обикновено се фокусират върху електрическото съпротивление на подовата/залепващата система.Но съпротивлението е само параметър за ефективност.
Намирането на под, който отговаря на изискванията на S20.20 за съпротивление от точка до точка (RTT) и от точка до земя (RTG), е проста задача.Съответствието с всички аспекти на ANSI/ESD S20.20 изисква подът да изпълнява множество функции, а не само да отговаря на параметрите на устойчивост.Също така е важно да се определи максималния стрес, който подът ще създаде върху човек в комбинация с определена обувка. Мебелите, мобилните работни станции и оборудването също трябва да бъдат правилно заземени през пода, като съпротивлението между колелцата и ESD пода е в рамките на приемливия диапазон S20.20 (< 1,0 x109). Мебелите, мобилните работни станции и оборудването също трябва да бъдат правилно заземени през пода, като съпротивлението между колелцата и ESD пода е в рамките на приемливия диапазон S20.20 (< 1,0 x109). Мебелите, мобилните работни станции и оборудването също трябва да бъдат заземени по същия начин чрез съпротивлението между ролите и заземяването на пола в рамките на допустимия диапазон S20.20 (< 1,0 x 109). Мебелите, мобилните работни станции и оборудването също трябва да бъдат правилно заземени през пода със съпротивление между колелцата и пода в рамките на допустимия диапазон 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)... Мебелите, мобилните работни станции и оборудването също трябва да бъдат заземени чрез заземяване чрез това съпротивление между ролите и заземяването на пола трябва да се намират в рамките на допустимия диапазон S20.20 (< 1,0 x 109). Мебелите, мобилните работни станции и оборудването също трябва да бъдат правилно заземени през пода, като съпротивлението между колелцата и пода е в рамките на допустимия диапазон от S20.20 (< 1,0 x 109).
Тестовият под беше инсталиран като част от оценка на антистатични плоскости от отдела за оборудване на производител на медицински изделия.Бяха оценени различни свойства, включително плоскост, характеристики на плъзгане, устойчивост на подовата система, генериране на напрежение върху корпуса, лекота на търкаляне на тежко оборудване, поддръжка и сложност на монтажа и ремонта.
Една от опциите за подови настилки отговаря на всички критерии, включително възможността за използване на собствен труд за монтаж без използване на лепило.Въпреки това, преди да поръча пода, производственият инженер постави няколко мобилни колички на тестовия под и измери съпротивлението на земята от повърхността на количката през проводящите ролки до точка на земята на пода.
Въпреки факта, че подът сам по себе си е измерен в проводящия диапазон (< 1,0 x 106) според тестовете ANSI/ESD S7.1, подовата настилка не издържа теста на мобилна работна станция, като съпротивлението на земните измервания от повърхността на количката варира от 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. Съгласно ANSI/ESD S20.20, всяко измерване > 1,0 x 109 представлява повреда. Въпреки факта, че подът сам по себе си е измерен в проводящия диапазон (< 1,0 x 106) според тестовете ANSI/ESD S7.1, подовата настилка не издържа теста на мобилна работна станция, като съпротивлението на земните измервания от повърхността на количката варира от 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. Съгласно ANSI/ESD S20.20, всяко измерване > 1,0 x 109 представлява повреда. Независимо от това, че полът сам по себе си е измерен в диапазона на проводимостта (< 1,0 x 106) в съответствие с тестовете ANSI/ESD S7.1, не е преминал тест на мобилната работна станция, а съпротивлението на повърхността на тележките при измерване на съпротивлението на земята Варирало се от 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. В съответствие с ANSI/ESD S20.20 всяко измерване > 1,0 x 109 се счита за грешка. Въпреки че самият под беше измерен в диапазона на проводимост (< 1,0 x 106) в съответствие с тестовете ANSI/ESD S7.1, подът не премина теста на мобилната работна станция и повърхностното съпротивление на количката при измерване на съпротивлението на земята варираше от 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. Според ANSI/ESD S20.20 всяко измерване > 1,0 x 109 се счита за грешка.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. Независимо от това, че съм бил измерен в границите на диапазона на провеждане (< 1,0 x 106) в съответствие с тестовете ANSI/ESD S7.1, не са били проведени изпитвания на мобилни работни станции с диапазон на съпротивление на заземяване от 1,0 x 106 до 1,0 x при измервания от тележки. Въпреки че самият под беше измерен в рамките на обхвата на проводимост (< 1,0 x 106) в съответствие с тестове ANSI/ESD S7.1, подът не издържа теста на мобилна работна станция с диапазон на съпротивление на земята от 1,0 x 106 до 1,0 x, измерено от количка.повърхност 1012.Всяко измерване, по-голямо от 1,0 x 109, се счита за повреда съгласно ANSI/ESD S20.20.Седем от първите 40 тестови точки измерват стойности над максимума на ANSI (вижте таблица 1).
Направени са повече от 1000 измервания на тази проба.Процентът на брак е около 16%.Проблем с пазарската количка?Когато се постави върху метална плоча, земното съпротивление на количката е доста под 1,0 x 107. За да се изключи замърсяването като променлива, подовете и колелата бяха старателно почистени и тествани отново.Това е неефективно и измерванията все още са неприемливи.Просто преместете количката с един инч и съпротивлението между количката и пода се променя с четири до шест порядъка.Като се има предвид, че съпротивлението на пода и съпротивлението на ролките на количката изглеждат постоянни, единствената оставаща променлива е произволното разположение на ролките (ролка и подова повърхност) върху плочката.
Фигури 2 и 3 показват снимки на колички за палети, които обикновено се използват в съоръжения за електронни производствени услуги (EMS).Количката е паркирана върху подова система, която използва проводящи чипове.Този под ще бъде класифициран като проводими чипове с ниска плътност (LD).Тази специална подова система осигурява проводим път от черния повърхностен чип през неговата дебелина до натоварения с въглерод основен слой отдолу.Използвайте 24-инчова медна лента като точка на заземяване.При тестване с NFPA сензор от 2,5 инча (6,35 см) и пет фунта (2,27 кг), съпротивлението на пода беше доста под 1,0 x 106.
На Фигура 2 измерването на количката до земята надвишава границите (< 1,0 X 109) на ANSI/ESD S20.20. На Фигура 2 измерването на количката до земята надвишава границите (< 1,0 X 109) на ANSI/ESD S20.20.На фиг.2 разстояние между тележката и земята по-високи граници (< 1,0 X 109) стандарт ANSI/ESD S20.20. 2 Разстоянието между количката и земята надвишава границите (< 1,0 X 109) на 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 фиг.2 разстояние между тележката и земята по-високи граници ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109). 2 Разстоянието между количката и земята надвишава границите на ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109).На Фигура 3 измерванията за напасване са резултат от малки промени в позицията на едно и също превозно средство върху една и съща плочка.Подобно на резултатите в таблица 1, тези измервания на съпротивлението потвърждават висока корелация между незначителни промени в позицията на колелото и значителни промени в съпротивлението.
Подобно на количките, показани на фигури 2 и 3, количките, използвани от производителите на медицински изделия, се състоят от четири проводими колела.Съпротивлението на земята между количката и точката на заземяване отговаря на изискванията на ANSI/ESD в 84% от времето.Коефициент на проникване от 84% означава, че 16% от времето никоя от проводимите ролки не прави достатъчен контакт с проводимата основна плоча на чипа.
Друг начин да разгледаме това е да разгледаме данните от гледна точка на вероятността четири последователни събития да имат един и същ резултат.В този случай събитията ще бъдат едновременни.Например, каква е вероятността при експеримент с хвърляне на монета главите да се появят четири пъти подред?Това уравнение ще бъде
е вероятността за едно събитие, умножено по себе си четири пъти, или ½ x ½ x ½ x ½ = 1 към 16.
Ако широко приложим този подход към нашия проблем с пода (за простота изключваме плътността на частиците от общата площ), можем да кажем, че след 100 опита можем произволно да имаме и четирите ролки, които не влизат в контакт с проводими частици, в една и същото време 16 пъти.И така, колко вероятно е едно колело да не докосне проводимите частици?Най-малкото поставяме под въпрос възможността за четири последователни събития или-или.Нашето просто уравнение може да изглежда така.X по X по X = 16/100.Така че, ако намерим X, четвъртата степен на 16 е 2, а четвъртата степен на 100 е 3,1.По принцип всяко едно колело има 66% шанс да не докосне проводящия елемент на пода.
Първо, това е силен аргумент в полза на инсталирането на проводими ролки на всяка стойка на количката.Но истинската печалба е да се сдобиете с тази стара книга със статистики и да направите валиден експеримент, преди да приемете, че който и да е ESD етаж ще бъде заземен въз основа на резултатите от тестове от съвместима с ANSI/ESD 7.1 мобилна работна станция.
Този проблем може лесно да бъде избегнат при закупуване на нови подове.Когато се оценява ESD под, подът трябва да се оценява като част от съоръжението и като процес в съоръжението.Подовете трябва да бъдат тествани за съвместимост с всички компоненти за ESD защита, включително манипулиране.Един напълно функционален под може да действа като котва за всички изисквания за мобилно заземяване.
Ключова характеристика на много ESD подове е способността да се елиминира тромавият и излишен процес на свързване в EPA.ESD подовете също елиминират необходимостта от поставяне на компоненти в покрити кутии за носене и защитни чанти.Но за да се елиминира използването на тромавите протоколи за опаковане и закрепване, подът трябва да осигури подходяща земна пътека за движение на ролките.
Някои ESD подове не могат ефективно да заземят проводими ролки поради лош контакт между ролки или водачи и ниска плътност на проводящи точки или стружки върху подовата повърхност.В някои случаи леките слоеве от полиуретанови или керамични покрития с ниска поддръжка, фабрично нанесени върху повърхността на пода, могат да влошат проблема.Тези UV втвърдяващи се покрития намаляват разходите за поддръжка.Повечето тестове са показали, че микротънкото покритие увеличава устойчивостта на пода и намалява контрола върху натоварването на проходилката.
Проводимостта на някои ESD винилови плочки се дължи на произволно разположени проводящи чипове като плочките, показани на Фигура 4. Черните стружки са единствените проводими елементи върху повърхността на плочката.Останалата част от повърхността е обикновен винил, изолационен полимер, който не осигурява заземяване.
Както е показано на Фигура 4, можем да оценим тази възможност, като обърнем NFPA сондата към нейния ръб и измерим площта на контакт между проводимия чип и земята.Показаната тук проба от плочки е с размери по-малки от 1,0 x 106, когато цялата повърхност на сензора от 31 cm2 се използва в теста ANSI/ESD S7.1.Полимерът между чиповете обаче не е проводим.Измерванията се различаваха с повече от пет порядъка, когато колелата докоснаха непроводимия полимер между чиповете, а не проводимите чипове.
За преносими работни станции или столове, които отговарят на ANSI/ESD S20.20, съпротивлението на земята трябва да бъде по-малко от 1,0 x 109.
За да разберем проблема, ние разгледахме размерите на проводимите ролки и се опитахме да определим каква повърхност действително докосва пода.Първо поставихме четири листа хартия под ролките и преместихме хартията в четири различни посоки, докато спре да се плъзга (вижте Фигура 5).
Когато вдигнем хартията, очакваме четирите листа да не се допират.Пространството или празнотата ще ни покаже приблизителната точка на контакт на ролките с пода.Преди да преместим ролките, залепихме листовете хартия заедно, за да ги задържим на място.След това търкаляхме столовете от хартията.Тъй като успяхме да поставим доста хартия под ролките, очаквахме контактната площ между ролките и подовите плочки да е много малка.С изненада установихме, че е по-голям от сребърно кюлче.Всъщност действителната контактна площ е по-малка от стотинка (вижте Фигура 5).
Фигура 6: Плътната сива зона между монетата 1/4 и монетата представлява контактната зона на заклинателя.
Мислете за поляна на хартия като прозорец за наблюдение.Преместваме прозорците на плочките.Когато не виждаме черния чип в прозореца за наблюдение, ние гледаме към частта от плочката, която не заземява колелото.Въпреки че осигурява известна степен на проводимост, когато по-голямата част от контактната площ на ролката е в пролуката между чиповете, съпротивлението може да бъде по-високо от 1,0 x 109.
Типичната проводяща ролка е с диаметър около 10 cm, но има контактна площ от само 1 cm².От тази гледна точка контактната площ на сензора NFPA, използван за измерване на съпротивлението от повърхността на ESD пода към земята, е 31 cm2.Разстоянията между проводящите частици, използвани в технологията за чипове с ниска плътност (вижте Фигура 9) ESD подовете могат да бъдат измерени на разстояния от 0,5 cm до 10 cm, със средна стойност от 2 до 5 cm./ESD STM 7.1 не може да предвиди дали даден под постоянно ще осигурява електрически контакт между ролките и пода.
Единственият начин да се направи точно определяне е да се проведе статистически валидна проба от измервания на съпротивлението с помощта на колички, ролки и подове, които фабриката ще закупи.Това трябва да се направи преди да поръчате подове.След като подът е монтиран, е твърде късно за отстраняване на проблема.Повечето производители на подови настилки не предоставят данни или гаранции относно устойчивостта на контакт с ролка.
Ако поставим същия лист хартия с прозорец за гледане с размер на ролков контакт върху ESD винилова плочка, направена от матрица с плътна проводима текстура, можем да преместим прозореца навсякъде върху плочката и пак да видим текстурата.Поради близкото разстояние между жилата е невъзможно да се намерят непроводими зони на пода в тази проводяща матрица.Тази плътна матрица от проводима текстура увеличава вероятността от контакт между малката повърхност на колелото и проводимите елементи на плочката.Където и да видим вени, проводимостта на плочката ще заземи столове и колички.
ESD виниловата плочка, направена с помощта на технология с проводими проводници, съдържа приблизително 150 линейни фута проводящи проводници на квадратен фут.Погледнати от тази гледна точка, вените на тридесет и шестте плочки представляват дълга миля проводяща контактна точка.При такъв голям брой проводящи точки, дори при контакт с една ролка, резултатите от измерването са 100% съвместими със стандарта ANSI S20.20.Могат ли подове, използващи проводяща чипова технология, да решат този проблем?
На фиг.8 показва визуално сравнение на задна платка на дискретна проводима матрица с ниска плътност (LD) и задна платка на диспергирана проводима матрица с висока плътност.Разстоянието между чиповете на LD пода може да бъде от 0,5 до 5 cm в рамките на една плочка или лист.Разстоянието между стружките рядко надвишава 0,5 см при HD подови настилки.Чип подовете могат да бъдат произведени на листове или ролки за безпроблемно полагане.Поради ограниченията на производствения процес, Vein Technical Flooring не може да се произвежда на рула.Вените могат да се използват само като плочки.
Фигура 9: Обърнете внимание на голямата контактна площ на NFPA сензора в сравнение с реален обект, заземен през ESD пода: D – контактна площ на NFPA сензора = прибл. 31 cm2E—Типична лента за петата: > 13 cm2G—Контактна площ на колелото = 1 cm2F—Контактна площ на земната верига = незначителна 31 cm2E—Типична лента за петата: > 13 cm2G—Контактна площ на колелото = 1 cm2F—Контактна площ на земната верига = незначителна 31 cm2E — типичен петичен ремень: > 13 cm2G — контактна площ с колело = 1 cm2F — контактна площ на цепи със земята = незначителна 31cm2E – Типична лента за петата: > 13cm2G – Контактна площ на колелото = 1cm2F – Контактна площ на веригата със земята = незначителна 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 cm2E – типичен петичен ремень: > 13 cm2G – площ на контакта с ролика = 1 cm2F – площ на контакта със заземяването = незначителна 31 cm2E – типична лента за петата: > 13 cm2G – контактна площ на ролката = 1 cm2F – контактна площ със земята = незначителна
ESD подовете трябва да бъдат напълно оценени за техните многобройни характеристики, включително съвместимост с оборудването за обработка на материали.Съществуват две основни технологии за производство на ESD подови плочки и листове: технология с проводима сърцевина и технология с проводящи чипове.Технологията, използвана за производство на ESD подове, влияе върху производителността.В ситуации, в които подът трябва да бъде заземен за мобилни работни станции и колички, проводимите подове са по-добри от подовете с ниска до средна плътност на чипове.Това се дължи на липсата на проводящи щифтове в типичните LD и среден клас проводими чип платки.Новата технология с чипове с висока плътност решава този проблем и осигурява същото ниво на производителност като подовете с технология за проводяща сърцевина.
Дейв Лонг е главен изпълнителен директор и основател на Staticworx, Inc., водещ доставчик на подови настилки без статично електричество.С над 30 години опит в индустрията, той съчетава своите обширни технически познания по електростатика и изпитване на бетонни субстрати с практическо разбиране за това как материалите се държат в реални условия.
Точно това разбрах след промяна на спецификацията на ESD пода.Проверих всички подове за ESD и беше очевидно дори като ги погледнах.В допълнение, отломките, които се виждат на подови повърхности с ниска/средна плътност, не винаги преминават през долното ниво, така че няма път към земята.Подовете също не бяха тествани и варираха значително (въпреки че преминаха стандартния тест за ходене).По-високата плътност и текстурираните подове, които имахме преди, бяха по-устойчиви от новите спецификации.
In Compliance е основният източник на новини, информация, образование и вдъхновение за професионалисти в областта на електрониката и електрониката.
Аерокосмическа индустрия Автомобилни комуникации Потребителска електроника Образование Енергетика Информационни технологии Медицинска армия и отбрана
Време на публикуване: 17 октомври 2022 г