Quin és l'objectiu d'instal·lar un sòl antiestàtic?La resposta més habitual a aquesta pregunta és: "Necessitem un sòl ESD per evitar que l'electricitat estàtica mogui el personal quan es treballa en components i sistemes sensibles a l'estàtica".cables i parades de corda.
Tot i que aquesta resposta destaca un atribut clau d'un sòl ESD en funcionament, és d'un nivell molt baix.També ven molts dels avantatges que ofereixen els sòls ESD.Com tots els altres components de protecció ESD, els sòls ESD són només part d'un sistema integrat més gran que manté totes les peces, màquines, eines, embalatges, superfícies de treball i persones al mateix potencial.
En avaluar un sòl, els especificadors es guien per dos paràmetres operatius principals: 1) la resistència del sistema de sòl;2) quanta càrrega genera una persona quan camina per terra amb una sabata determinada.Però què passa amb els detalls en si?Com els protegim?Quan transferim peces d'una operació a una altra, no les posem al palmell de la mà.Utilitzem bosses ziplock, transpalets de rodes i possiblement vehicles automatitzats per moure peces i sistemes.En operacions de fabricació flexible, els sòls ESD es poden utilitzar fins i tot com a base principal per a bancs de treball amb rodes.
Els sòls ESD estan dissenyats per evitar danys per ESD a peces i conjunts electrònics a les zones protegides per ESD (EPA).Hi ha diversos motius per instal·lar-los.Un sòl ideal protegeix contra l'electricitat estàtica:
Alguns sòls ESD compleixen les tres necessitats.Altres eviten l'acumulació d'electricitat estàtica a les persones, però fan poc per protegir l'equip o posar a terra les estacions de treball mòbils, els carros ESD i les cadires.
Per produir productes de qualitat, tenir la certificació ISO i satisfer les necessitats dels clients, els equips electrònics han de complir amb ANSI/ESD S20.20.Per complir amb els requisits de sòl ANSI 20.20 ESD, els compradors i especificadors solen centrar-se en la resistència elèctrica del sistema de sòl/adhesiu.Però la resistència és només un paràmetre de rendiment.
Trobar un sòl que compleixi els requisits S20.20 de resistència punt a punt (RTT) i punt a terra (RTG) és una tasca senzilla.El compliment de tots els aspectes de ANSI/ESD S20.20 requereix que el sòl realitzi múltiples funcions i no només compleixi els paràmetres de resistència.També és important determinar l'estrès màxim que el terra crearà en una persona en combinació amb una sabata en particular. Els mobles, les estacions de treball mòbils i els equips també s'han de posar a terra correctament a través del terra, amb una resistència entre les rodes i el sòl ESD dins del rang acceptable S20.20 (< 1,0 x109). Els mobles, les estacions de treball mòbils i els equips també s'han de posar a terra correctament a través del terra, amb una resistència entre les rodes i el sòl ESD dins del rang acceptable S20.20 (< 1,0 x109). Мебель, мобильные рабочие станции i оборудование также должны быть должным оборудование также должны быть должным оборудование также л с сопротивлением между роликами и заземлением пола в пределах допустимого диапазона (x1 < 20.9,20). Els mobles, les estacions de treball mòbils i els equips també s'han de posar a terra correctament a través del terra amb una resistència entre les rodes i el sòl dins del rang permès 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 地板接地板接地必须通过地板正确接地，脚轮和ESD 地板接地板接地板接地䜰接地之202020.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 和 地须 地闿 2 繋杻 2. 0 可 接受 范围 内 (<1,0 x109)。。 Мебель, мобильные рабочие станции i оборудование также должны быть должным оборудование также должны быть должным оборудование также л, при этом сопротивление между роликами и заземлением пола должно находиться в пределами и заземлением пола дол. 20 (< 1,0 x 109). Els mobles, les estacions de treball mòbils i l'equip també s'han de posar a terra correctament a través del terra, amb la resistència entre les rodes i el terra del terra dins del rang admissible de S20,20 (< 1,0 x 109).
El sòl de proves es va instal·lar com a part d'una avaluació de taulers antiestàtics per part del departament d'equips d'un fabricant de dispositius mèdics.Es van avaluar diverses propietats, com ara la planitud, les característiques de lliscament, la resistència del sistema del sòl, la generació d'estrès al casc, la facilitat de rodament d'equips pesats, el manteniment i la complexitat d'instal·lació i reparació.
Una de les opcions de sòl compleix tots els criteris, inclosa la possibilitat d'utilitzar mà d'obra pròpia per a la instal·lació sense l'ús de cola.Tanmateix, abans de demanar el terra, l'enginyer de producció va col·locar diversos carros mòbils al terra de prova i va mesurar la resistència del terra des de la superfície del carro a través dels rodets conductors fins a un punt de terra al terra.
Malgrat que el sòl per si mateix s'havia mesurat en el rang conductor (< 1,0 x 106) segons les proves ANSI/ESD S7.1, el sòl va fallar la prova de l'estació de treball mòbil, amb la resistència a les mesures de terra de la superfície del carro oscil·lant entre 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. Segons ANSI/ESD S20.20, qualsevol mesura > 1,0 x 109 constitueix un error. Malgrat que el sòl per si mateix s'havia mesurat en el rang conductor (< 1,0 x 106) segons les proves ANSI/ESD S7.1, el sòl va fallar la prova de l'estació de treball mòbil, amb la resistència a les mesures de terra de la superfície del carro oscil·lant entre 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. Segons ANSI/ESD S20.20, qualsevol mesura > 1,0 x 109 constitueix un error. Несмотря на то, что пол сам по себе был измерен в диапазоне проводимости (< 1,0 x 106) в сотсти в сотсимости ANSI 7.1, пол не прошел тест на мобильную рабочую станцию, а сопротивление поверхности поверхности тело прими тель вления грунту варьировалось о 1,0 x 106 д 1,0 x 1012. с сответстenat с ansi/esd s20.20 люое изенение> 1.0 x 109 ччитает ide шorb. Tot i que el sòl es va mesurar en el rang de conductivitat (< 1,0 x 106) d'acord amb les proves ANSI/ESD S7.1, el sòl no va passar la prova de l'estació de treball mòbil i la resistència superficial del carretó a la mesura de la resistència del sòl va variar. d'1,0 x 106 a 1,0 x 1012. Segons ANSI/ESD S20.20, qualsevol mesura > 1,0 x 109 es considera un error.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，但地板本身已在导电根据站测试，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 本身 已 在 导电 范围 范围 范围 (<1,0 x 106)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。 Несмотря на то, что сам пол был измерен в пределах диапазона проводимости (< 1,0 x 106) в сотстимости (< 1,0 x 106) в сотстими S7.1, пол не выдержал испытания мобильной рабочей станции с диапазоном сопротивления мобильной рабочей станции с диапазоном сопротивления мобильной за1з 60 1,0 x при измерении от тележки. Tot i que el sòl es va mesurar dins del rang de conductivitat (< 1,0 x 106) d'acord amb les proves ANSI/ESD S7.1, el sòl va fallar la prova de l'estació de treball mòbil amb un rang de resistència de terra d'1,0 x 106 a 1,0 x mesurat des del carro.superfície 1012.Qualsevol mesura superior a 1,0 x 109 es considera una fallada segons ANSI/ESD S20.20.Set dels primers 40 punts de prova van mesurar valors per sobre del màxim ANSI (vegeu la taula 1).
Es van fer més de 1000 mesures en aquesta mostra.El percentatge de matrimoni és d'un 16%.Problema amb el carretó de la compra?Quan es col·loca sobre una placa metàl·lica, la resistència a terra del carro és molt inferior a 1,0 x 107. Per descartar la contaminació com a variable, els sòls i les rodes es van netejar a fons i es van tornar a provar.Això és ineficaç i les mesures encara són inacceptables.Només heu de moure el carro una polzada i la resistència entre el carro i el terra canvia de quatre a sis ordres de magnitud.Atès que la resistència del terra i la resistència dels rodets del carro semblen ser constants, l'única variable que queda és la col·locació aleatòria dels rodets (corró i superfície del terra) a la rajola.
Les figures 2 i 3 mostren fotografies de transpalets que s'utilitzen habitualment a les instal·lacions de serveis de fabricació electrònica (EMS).El carro està estacionat en un sistema de terra que utilitza xips conductors.Aquest sòl es classificarà com a xips conductores de baixa densitat (LD).Aquest sistema especial de sòl proporciona un camí conductor des del xip de la superfície negra a través del seu gruix fins a la capa de terra carregada de carboni a sota.Utilitzeu cinta de coure de 24 polzades com a punt de connexió a terra.Quan es va provar amb un sensor NFPA de 2,5 "(6,35 cm) i cinc lliures (2,27 kg), la resistència del sòl era molt per sota d'1,0 x 106.
A la figura 2, la mesura del carro a terra supera els límits (< 1,0 X 109) de ANSI/ESD S20.20. A la figura 2, la mesura del carro a terra supera els límits (< 1,0 X 109) de ANSI/ESD S20.20.A la fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы (< 1,0 X 109) стандарта ANSI/ESD S20.20. 2 La distància entre el carro i el terra supera els límits (< 1,0 X 109) de 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)。A la fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109). 2 La distància entre el carro i el terra supera els límits ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109).A la figura 3, les mesures d'ajust són el resultat de petits canvis en la posició del mateix vehicle a la mateixa fitxa.Igual que els resultats de la taula 1, aquestes mesures de resistència confirmen una alta correlació entre canvis menors en la posició del rodet i canvis significatius en la resistència.
Igual que els carros que es mostren a les figures 2 i 3, els carros utilitzats pels fabricants de dispositius mèdics consisteixen en quatre rodes conductores.La resistència a terra entre el carro i el punt de terra compleix els requisits ANSI/ESD el 84% del temps.Una proporció de penetració del 84% significa que el 16% de les vegades cap dels rodets conductors fa prou contacte amb la placa base conductora del xip.
Una altra manera de veure-ho és mirar les dades en termes de probabilitat que quatre esdeveniments consecutius tinguin el mateix resultat.En aquest cas, els esdeveniments seran simultanis.Per exemple, quina és la probabilitat que, en un experiment de llançament de monedes, els caps surtin quatre vegades seguides?Aquesta equació serà
és la probabilitat d'un esdeveniment multiplicada per si mateix quatre vegades, o ½ x ½ x ½ x ½ = 1 en 16.
Si apliquem aquest enfocament generalment al nostre problema del sòl (per simplificar, excloem la densitat de partícules de l'àrea total), podem dir que després de 100 intents, podem tenir aleatòriament els quatre rodets que no entrin en contacte amb partícules conductores en un i al mateix temps 16 vegades.Aleshores, quina probabilitat hi ha que un rodet no toqui les partícules conductores?Com a mínim, qüestionem la possibilitat de quatre esdeveniments successius.La nostra senzilla equació podria semblar així.X vegades X vegades X = 16/100.Així, si trobem X, la quarta potència de 16 és 2 i la quarta potència de 100 és 3,1.Bàsicament, qualsevol roda té un 66% de possibilitats de no tocar l'element conductor del terra.
En primer lloc, aquest és un argument fort a favor d'instal·lar rodets conductors a cada bastidor del carro.Però el veritable benefici és fer-se amb aquest vell llibre d'estadístiques i fer un experiment vàlid abans de suposar que qualsevol sòl ESD es basarà en els resultats de les proves d'una estació de treball mòbil compatible amb ANSI/ESD 7.1.
Aquest problema es pot evitar fàcilment en comprar pisos nous.Quan s'avalua un sòl ESD, el sòl s'ha d'avaluar com a part de la instal·lació i com a procés dins de la instal·lació.Els sòls s'han de provar per comprovar la compatibilitat amb tots els components de protecció ESD, inclosa la manipulació.Un sòl totalment funcional pot actuar com a ancoratge per a tots els requisits de connexió a terra mòbil.
Una característica clau de molts pisos ESD és la capacitat d'eliminar el procés d'enllaç feixuc i redundant dins de l'EPA.Els sòls ESD també eliminen la necessitat de col·locar components en maletes de transport cobertes i bosses de protecció.Però per eliminar l'ús d'embalatges complicats i protocols de seguretat, el sòl ha de proporcionar un camí de terra adequat per a la manipulació dels corrons.
Alguns sòls ESD no poden posar a terra els rodets conductors de manera eficaç a causa del mal contacte entre els rodets o guies i la baixa densitat de punts conductors o encenalls a la superfície del sòl.En alguns casos, les capes lleugeres de poliuretà o recobriments ceràmics de baix manteniment, aplicades de fàbrica a la superfície del sòl, poden agreujar el problema.Aquests recobriments curables UV redueixen els costos de manteniment.La majoria de les proves han demostrat que el recobriment micro-prim augmenta la resistència del sòl i redueix el control de l'estrès del caminant.
La conductivitat d'algunes rajoles de vinil ESD es deu a les fitxes conductores col·locades aleatòriament com les rajoles que es mostren a la figura 4. Els encenalls negres són els únics elements conductors de la superfície de les rajoles.La resta de la superfície és de vinil normal, un polímer aïllant que no proporciona connexió a terra.
Com es mostra a la figura 4, podem avaluar aquesta possibilitat girant la sonda NFPA cap a la seva vora i mesurant l'àrea de contacte entre el xip conductor i la terra.La mostra de rajoles que es mostra aquí mesura menys d'1,0 x 106 quan s'utilitza tota la superfície del sensor de 31 cm2 a la prova ANSI/ESD S7.1.Tanmateix, el polímer entre els xips no és conductor.Les mesures van diferir en més de cinc ordres de magnitud quan les rodes van tocar el polímer no conductor entre els xips en lloc dels xips conductors.
Per a estacions de treball portàtils o cadires que compleixin la norma ANSI/ESD S20.20, la resistència de terra ha de ser inferior a 1,0 x 109.
Per entendre el problema, vam analitzar les dimensions dels corrons conductors i vam intentar determinar quina superfície toquen realment el terra.Primer vam posar quatre fulls de paper sota els rodets i vam moure el paper en quatre direccions diferents fins que va deixar de lliscar (vegeu la figura 5).
Quan aixequem el paper, esperem que els quatre fulls no es toquin.L'espai o buit ens indicarà el punt de contacte aproximat dels rodets amb el terra.Abans de moure els rodets, vam enganxar els fulls de paper per mantenir-los al seu lloc.Després vam enrotllar les cadires del paper.Com que vam poder posar força paper sota els rodets, esperàvem que l'àrea de contacte entre els rodets i les rajoles del terra fos molt petita.Ens va sorprendre veure que era més gran que una barra de plata.De fet, l'àrea de contacte real és inferior a un centau (vegeu la figura 5).
Figura 6: L'àrea grisa sòlida entre la moneda d'1/4 i la moneda representa l'àrea de contacte del llançador.
Penseu en un clar en paper com una finestra de visualització.Movem les finestres a les rajoles.Quan no veiem el xip negre dins de la finestra de visualització, estem mirant la part de la rajola que no posa a terra la roda.Tot i que proporciona un cert grau de conductivitat, quan la major part de l'àrea de contacte del rodet es troba a l'espai entre els xips, la resistència pot ser superior a 1,0 x 109.
Un corró conductor típic té uns 10 cm de diàmetre, però té una àrea de contacte de només 1 cm².Des d'aquest punt de vista, l'àrea de contacte del sensor NFPA que s'utilitza per mesurar la resistència de la superfície del sòl ESD al terra és de 31 cm2.Distàncies entre partícules conductores utilitzades en tecnologia de xips de baixa densitat (vegeu la figura 9) Els sòls ESD es poden mesurar a distàncies de 0,5 cm a 10 cm, amb una mitjana de 2 a 5 cm./ESD STM 7.1 no pot predir si un sòl en particular proporcionarà constantment contacte elèctric entre els rodets i el sòl.
L'única manera de fer una determinació precisa és realitzar una mostra estadísticament vàlida de mesures de resistència utilitzant carros, rodets i sòls que comprarà la fàbrica.Això s'ha de fer abans de demanar qualsevol pis.Un cop instal·lat el terra, és massa tard per solucionar el problema.La majoria de fabricants de paviments no proporcionen dades ni garanties sobre la resistència al contacte dels rodets.
Si col·loquem el mateix full de paper amb una finestra de visualització de la mida d'un rodet de contacte en una rajola de vinil ESD feta d'una matriu de textura conductora densa, podem moure la finestra a qualsevol lloc de la rajola i encara veure'n la textura.A causa de l'espaiat entre els nuclis, és impossible trobar zones no conductores del sòl en aquesta matriu conductora.Aquesta densa matriu de textura conductora augmenta la probabilitat de contacte entre la petita superfície de la roda i els elements conductors de la rajola.Allà on veiem venes, la conductivitat de la rajola aterrarà cadires i carros.
La rajola de vinil ESD feta amb tecnologia de cable conductor conté aproximadament 150 peus lineals de cables conductors per peu quadrat.Vist des d'aquesta perspectiva, les venes de les trenta-sis fitxes representen un punt de contacte conductor d'un quilòmetre de llarg.Amb un nombre tan gran de punts conductors, fins i tot amb el contacte amb un corró, els resultats de la mesura compleixen al 100% l'estàndard ANSI S20.20.Els sòls amb tecnologia de xips conductors poden resoldre aquest problema?
A la fig.La figura 8 mostra una comparació visual d'una placa posterior de matriu conductora discreta de baixa densitat (LD) i una placa posterior conductora dispersa (HD) d'alta densitat.La distància entre estelles al terra LD pot ser de 0,5 a 5 cm dins d'una rajola o làmina.L'espai entre xips rarament supera els 0,5 cm als sòls d'encenall HD.Els sòls d'encenall es poden produir en làmines o rotllos per a una instal·lació perfecta.A causa de les limitacions del procés de fabricació, el paviment tècnic de veta no es pot produir en rotllos.Les venes només es poden utilitzar com a rajoles.
Figura 9: Observeu la gran àrea de contacte del sensor NFPA en comparació amb un objecte real posat a terra a través del sòl ESD: D - àrea de contacte del sensor NFPA = aprox. 31 cm2E — Corretja de taló típica: > 13 cm2G — Àrea de contacte de les rodes = 1 cm2F — Àrea de contacte de la cadena de terra = insignificant 31 cm2E — Corretja de taló típica: > 13 cm2G — Àrea de contacte de les rodes = 1 cm2F — Àrea de contacte de la cadena de terra = insignificant 31 см2E — типичный пяточный ремень: > 13 см2G — площадь контакта с колесиком = 1 см2F — птлощадь контакта с колесиком = 1 см2F — птлощадь нтакта й = незначительная 31 cm2E – Corretja de taló típica: > 13 cm2G – Àrea de contacte de la roda = 1 cm2F – Zona de contacte entre la cadena i el terra = insignificant 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 – типичный пяточный ремень: > 13 см2G – площадь контакта с роликом = 1 см2F – площадь контакта с роликом = 1 см2F – площадь см2G – площадь незначительна 31 cm2E – corretja de taló típica: > 13 cm2G – àrea de contacte del rodet = 1 cm2F – àrea de contacte amb el terra = insignificant
Els sòls ESD s'han d'avaluar completament per les seves múltiples característiques, inclosa la compatibilitat amb equips de manipulació de materials.Hi ha dues tecnologies principals per a la producció de rajoles i làmines ESD: tecnologia de nucli conductor i tecnologia de xip conductor.La tecnologia utilitzada per produir sòls ESD afecta el rendiment.En situacions en què el sòl s'ha de posar a terra per a estacions de treball mòbils i carros, els sòls conductors són superiors als sòls de tecnologia de xip de baixa o mitjana densitat.Això es deu a la manca de pins conductors a les plaques de xip conductores LD i de gamma mitjana típiques.La nova tecnologia de xip d'alta densitat resol aquest problema i ofereix el mateix nivell de rendiment que els sòls amb tecnologia de nucli conductor.
Dave Long és el CEO i fundador de Staticworx, Inc., un proveïdor líder de terres sense estàtica.Amb més de 30 anys d'experiència en la indústria, combina el seu ampli coneixement tècnic d'electrostàtica i proves de substrats de formigó amb una comprensió pràctica de com es comporten els materials en condicions reals.
Això és exactament el que vaig descobrir després de canviar l'especificació del sòl ESD.Vaig comprovar tots els pisos per detectar ESD i era obvi fins i tot mirant-los.A més, els residus que es veuen a les superfícies del sòl de densitat baixa/mitjana no sempre passen pel nivell inferior, de manera que no hi ha camí cap a terra.Els pisos tampoc no es van provar i van variar significativament (tot i que van superar la prova estàndard de marxa).Els sòls de major densitat i textura que teníem anteriorment eren més resistents que les noves especificacions.
In Compliance és la principal font de notícies, informació, educació i inspiració per als professionals de l'electricitat i l'electrònica.
Aeroespacial Automoció Comunicacions Electrònica de consum Educació Energia Tecnologia de la informació Medicina Militar i defensa
Hora de publicació: 17-octubre-2022