Qual è lo scopo dell'installazione di un pavimento antistatico?La risposta più comune a questa domanda è: "Abbiamo bisogno di un pavimento ESD per impedire all'elettricità statica di spostare il personale quando si lavora su componenti e sistemi sensibili all'elettricità statica".fili e fermacorda.
Sebbene questa risposta evidenzi un attributo chiave di un pavimento ESD funzionante, è di uno standard molto basso.Svende anche molti dei vantaggi che i pavimenti ESD offrono effettivamente.Come tutti gli altri componenti di protezione ESD, i pavimenti ESD sono solo una parte di un sistema integrato più ampio che mantiene allo stesso potenziale tutte le parti, le macchine, gli strumenti, gli imballaggi, le superfici di lavoro e le persone.
Nella valutazione di un solaio, i committenti sono guidati da due parametri operativi principali: 1) la resistenza del sistema di solaio;2) quanta carica genera una persona quando cammina sul pavimento con una scarpa particolare.Ma per quanto riguarda i dettagli stessi?Come li proteggiamo?Quando trasferiamo parti da un'operazione all'altra, non le mettiamo nel palmo della nostra mano.Utilizziamo sacchi a chiusura lampo, transpallet su ruote e possibilmente veicoli automatizzati per movimentare parti e sistemi.Nelle operazioni di produzione flessibili, i pavimenti ESD possono anche essere utilizzati come base principale per banchi da lavoro su ruote.
I pavimenti ESD sono progettati per prevenire i danni ESD alle parti e ai gruppi elettronici nelle aree protette ESD (EPA).Ci sono vari motivi per installarli.Un pavimento ideale protegge dall'elettricità statica:
Alcuni pavimenti ESD soddisfano tutte e tre le esigenze.Altri impediscono l'accumulo di elettricità statica sulle persone, ma fanno poco per proteggere le apparecchiature o le postazioni di lavoro mobili a terra, i carrelli e le sedie ESD.
Per produrre prodotti di qualità, essere certificati ISO e soddisfare le esigenze dei clienti, le apparecchiature elettroniche devono essere conformi a ANSI/ESD S20.20.Per soddisfare i requisiti di pavimentazione ANSI 20.20 ESD, gli acquirenti e i progettisti si concentrano in genere sulla resistenza elettrica del sistema di pavimentazione/adesivo.Ma la resistenza è solo un parametro di prestazione.
Trovare un pavimento che soddisfi i requisiti S20.20 per la resistenza punto-punto (RTT) e punto-terra (RTG) è un compito semplice.La conformità a tutti gli aspetti di ANSI/ESD S20.20 richiede che il pavimento svolga molteplici funzioni e non solo soddisfi i parametri di resistenza.È anche importante determinare lo stress massimo che il pavimento creerà su una persona in combinazione con una particolare scarpa. Anche i mobili, le postazioni di lavoro mobili e le apparecchiature devono essere adeguatamente messi a terra attraverso il pavimento, con una resistenza tra le rotelle e il pavimento ESD compreso nell'intervallo accettabile S20.20 (< 1,0 x109). Anche i mobili, le postazioni di lavoro mobili e le apparecchiature devono essere adeguatamente messi a terra attraverso il pavimento, con una resistenza tra le rotelle e il pavimento ESD compreso nell'intervallo accettabile S20.20 (< 1,0 x109). Мебель, мобильные рабочие станции и оборудование также должны быть должным образом заземлены через пол с È dotato di un metodo di misurazione del diametro e di un diametro inferiore del diametro inferiore di 1,0 x 109 S20.20 (< 1,0 x 109). Anche i mobili, le postazioni di lavoro mobili e le apparecchiature devono essere adeguatamente messi a terra attraverso il pavimento con una resistenza tra le ruote orientabili e il suolo del pavimento entro l'intervallo consentito 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 S20.20可 接受 范围 内 (<1.0 x109)。。 Мебель, мобильные рабочие STANции и оборудование также должны быть должным образом заземлены через POL, a partire da questo metodo di approvazione del gioco di ruolo e dall'alto verso il basso, prima della fine del test S20.20 (< 1,0 x 109). Anche i mobili, le postazioni di lavoro mobili e le apparecchiature devono essere adeguatamente messi a terra attraverso il pavimento, con la resistenza tra le ruote orientabili e il suolo del pavimento compresa nell'intervallo consentito di S20.20 (< 1,0 x 109).
Il pavimento di prova è stato installato nell'ambito di una valutazione dei pannelli antistatici da parte del reparto apparecchiature di un produttore di dispositivi medici.Sono state valutate varie proprietà, tra cui planarità, caratteristiche di scorrimento, resistenza del sistema di pavimentazione, generazione di sollecitazioni sullo scafo, facilità di rotolamento di attrezzature pesanti, manutenzione e complessità di installazione e riparazione.
Una delle opzioni di pavimentazione soddisfa tutti i criteri, compresa la possibilità di utilizzare la propria manodopera per l'installazione senza l'uso di colla.Tuttavia, prima di ordinare il pavimento, l'ingegnere di produzione ha posizionato diversi carrelli mobili sul pavimento di prova e ha misurato la resistenza di terra dalla superficie del carrello attraverso i rulli conduttivi fino a un punto di terra sul pavimento.
Nonostante il fatto che il pavimento stesso fosse misurato nell'intervallo conduttivo (< 1,0 x 106) secondo i test ANSI/ESD S7.1, il pavimento non ha superato il test della postazione di lavoro mobile, con le misurazioni della resistenza al suolo dalla superficie del carrello comprese tra 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. Per ANSI/ESD S20.20, qualsiasi misurazione > 1,0 x 109 costituisce un guasto. Nonostante il fatto che il pavimento stesso fosse misurato nell'intervallo conduttivo (< 1,0 x 106) secondo i test ANSI/ESD S7.1, il pavimento non ha superato il test della postazione di lavoro mobile, con le misurazioni della resistenza al suolo dalla superficie del carrello comprese tra 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. Per ANSI/ESD S20.20, qualsiasi misurazione > 1,0 x 109 costituisce un guasto. In ogni caso, ciò che è necessario è che sia stato inserito in un formato di prova (< 1,0 x 106) in base al test ANSI/ESD S7.1, пол не прошел тест на Mobile рабочую станцию, а сопротивление поверхности тележки при измерении сопротивления г рунту варьировалось от 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. В соответствии с ANSI/ESD S20.20 любое измерение > 1,0 x 109 считается ошибкой. Sebbene il pavimento stesso sia stato misurato nell'intervallo di conducibilità (< 1,0 x 106) in conformità con i test ANSI/ESD S7.1, il pavimento non ha superato il test della postazione di lavoro mobile e la resistenza superficiale del carrello nella misurazione della resistenza di terra era compresa tra da 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. Secondo ANSI/ESD S20.20, qualsiasi misura > 1,0 x 109 è considerata un errore.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。 In ogni caso, ciò che è stato fatto per le precedenti versioni diapason (< 1,0 x 106) in base ai test ANSI/ESD S7.1, пол не выдержал испытания мобильной рабочей станции с диапазоном сопротивления заземления от 1,0 x 106 до 1,0 x при измерении от тележки. Sebbene il pavimento stesso sia stato misurato all'interno dell'intervallo di conduttività (< 1,0 x 106) in conformità con i test ANSI/ESD S7.1, il pavimento non ha superato il test della postazione di lavoro mobile con un intervallo di resistenza di terra da 1,0 x 106 a 1,0 x misurato dal carrello.superficie 1012.Qualsiasi misura superiore a 1,0 x 109 è considerata un guasto secondo ANSI/ESD S20.20.Sette dei primi 40 punti di test hanno misurato valori superiori al massimo ANSI (vedi Tabella 1).
Su questo campione sono state effettuate più di 1000 misurazioni.La percentuale di matrimonio è di circa il 16%.Problema con il carrello?Quando viene posizionato su una piastra metallica, la resistenza di terra del carrello è ben al di sotto di 1,0 x 107. Per escludere la contaminazione come variabile, i pavimenti e le ruote orientabili sono stati accuratamente puliti e testati nuovamente.Questo è inefficace e le misurazioni sono ancora inaccettabili.Basta spostare il carrello di un pollice e la resistenza tra il carrello e il pavimento cambia da quattro a sei ordini di grandezza.Dato che la resistenza del pavimento e la resistenza dei rulli del carrello sembrano essere costanti, l'unica variabile rimasta è il posizionamento casuale dei rulli (rullo e superficie del pavimento) sulla piastrella.
Le figure 2 e 3 mostrano le fotografie dei transpallet comunemente utilizzati nelle strutture di Electronic Manufacturing Services (EMS).Il carrello è parcheggiato su un sistema a pavimento che utilizza chip conduttivi.Questo pavimento sarà classificato come chip conduttivo a bassa densità (LD).Questo speciale sistema di pavimento fornisce un percorso conduttivo dal chip superficiale nero attraverso il suo spessore fino allo strato sottostante caricato di carbonio.Utilizzare un nastro di rame da 24 pollici come punto di messa a terra.Durante il test con un sensore NFPA da 2,5″ (6,35 cm) e 5 libbre (2,27 kg), la resistenza del pavimento era ben al di sotto di 1,0 x 106.
Nella Figura 2, la misurazione dal carrello al suolo supera i limiti (< 1,0 X 109) di ANSI/ESD S20.20. Nella Figura 2, la misurazione dal carrello al suolo supera i limiti (< 1,0 X 109) di ANSI/ESD S20.20.Sulla fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы (< 1,0 X 109) standard ANSI/ESD S20.20. 2 La distanza tra il carrello e il suolo supera i limiti (< 1,0 X 109) di 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)。Sulla fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109). 2 La distanza tra il carrello e il suolo supera i limiti ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109).Nella Figura 3, le misure di adattamento sono il risultato di piccoli cambiamenti nella posizione dello stesso veicolo sulla stessa piastrella.Come i risultati nella Tabella 1, queste misurazioni della resistenza confermano un'elevata correlazione tra cambiamenti minori nella posizione del lanciatore e cambiamenti significativi nella resistenza.
Come i carrelli mostrati nelle figure 2 e 3, i carrelli utilizzati dai produttori di dispositivi medici sono costituiti da quattro rotelle conduttive.La resistenza di terra tra il carrello e il punto di messa a terra soddisfa i requisiti ANSI/ESD l'84% delle volte.Un rapporto di penetrazione dell'84% significa che il 16% delle volte nessuno dei rulli conduttivi entra in contatto sufficiente con la piastra di base conduttiva del chip.
Un altro modo per vedere questo è guardare i dati in termini di probabilità che quattro eventi consecutivi abbiano lo stesso risultato.In questo caso, gli eventi saranno simultanei.Ad esempio, qual è la probabilità che, in un esperimento di lancio di una moneta, esca testa quattro volte di seguito?Questa equazione sarà
è la probabilità di un evento moltiplicata per se stessa quattro volte, o ½ x ½ x ½ x ½ = 1 su 16.
Se applichiamo ampiamente questo approccio al nostro problema del pavimento (per semplicità, escludiamo la densità delle particelle dall'area totale), possiamo dire che dopo 100 tentativi, possiamo avere casualmente tutti e quattro i rulli che non entrano in contatto con particelle conduttive in uno e alla stessa ora 16 volte.Quindi, quanto è probabile che un lanciatore non tocchi le particelle conduttive?Per lo meno, mettiamo in dubbio la possibilità di quattro successivi eventi di aut-aut.La nostra semplice equazione potrebbe assomigliare a questa.X volte X volte X = 16/100.Quindi se troviamo X, la quarta potenza di 16 è 2, e la quarta potenza di 100 è 3,1.Fondamentalmente, ogni singolo lanciatore ha una probabilità del 66% di non toccare l'elemento conduttivo sul pavimento.
In primo luogo, questo è un forte argomento a favore dell'installazione di rulli conduttivi su ciascun rack del carrello.Ma il vero vantaggio è entrare in possesso di quel vecchio libro delle statistiche e fare un esperimento valido prima di presumere che qualsiasi pavimento ESD sarà messo a terra sulla base dei risultati dei test di una workstation mobile conforme ad ANSI/ESD 7.1.
Questo problema può essere facilmente evitato quando si acquistano nuovi pavimenti.Quando si valuta un pavimento ESD, il pavimento deve essere valutato come parte della struttura e come processo all'interno della struttura.I pavimenti devono essere testati per la compatibilità con tutti i componenti di protezione ESD, inclusa la manipolazione.Un pavimento perfettamente funzionante può fungere da ancoraggio per tutte le esigenze di messa a terra mobile.
Una caratteristica chiave di molti piani ESD è la capacità di eliminare il processo di collegamento ingombrante e ridondante all'interno dell'EPA.I pavimenti ESD eliminano anche la necessità di posizionare i componenti in custodie coperte e borse protettive.Ma per eliminare l'uso di ingombranti protocolli di imballaggio e fissaggio, il pavimento deve fornire un percorso a terra adeguato per la movimentazione dei rulli da spostare.
Alcuni pavimenti ESD non sono in grado di mettere a terra in modo efficace i rulli conduttivi a causa dello scarso contatto tra rulli o guide e della bassa densità di punti o trucioli conduttivi sulla superficie del pavimento.In alcuni casi, strati leggeri di rivestimenti ceramici o poliuretanici a bassa manutenzione, applicati in fabbrica sulla superficie del pavimento, possono aggravare il problema.Questi rivestimenti polimerizzabili UV riducono i costi di manutenzione.La maggior parte dei test ha dimostrato che il rivestimento micro-sottile aumenta la resistenza del pavimento e riduce il controllo dello stress del deambulatore.
La conducibilità di alcune piastrelle in vinile ESD è dovuta a chip conduttivi posizionati casualmente come le piastrelle mostrate nella Figura 4. I trucioli neri sono gli unici elementi conduttivi sulla superficie della piastrella.Il resto della superficie è in vinile semplice, un polimero isolante che non fornisce una connessione a terra.
Come mostrato in Figura 4, possiamo valutare questa possibilità capovolgendo la sonda NFPA fino al suo bordo e misurando l'area di contatto tra il chip conduttivo e la terra.Il campione di piastrella mostrato qui misura meno di 1,0 x 106 quando l'intera superficie del sensore di 31 cm2 viene utilizzata nel test ANSI/ESD S7.1.Tuttavia, il polimero tra i chip non è conduttivo.Le misurazioni differivano di oltre cinque ordini di grandezza quando le rotelle toccavano il polimero non conduttivo tra i chip anziché i chip conduttivi.
Per postazioni di lavoro portatili o sedie conformi a ANSI/ESD S20.20, la resistenza di terra deve essere inferiore a 1,0 x 109.
Per comprendere il problema, abbiamo esaminato le dimensioni dei rulli conduttivi e cercato di determinare quanta superficie toccano effettivamente il pavimento.Per prima cosa abbiamo messo quattro fogli di carta sotto i rulli e abbiamo spostato la carta in quattro direzioni diverse finché non ha smesso di scorrere (vedi Figura 5).
Quando solleviamo la carta, ci aspettiamo che i quattro fogli non si tocchino.Lo spazio o vuoto ci mostrerà il punto di contatto approssimativo dei rulli con il pavimento.Prima di spostare i rulli, abbiamo fissato insieme i fogli di carta per tenerli in posizione.Poi abbiamo fatto rotolare le sedie dalla carta.Dato che siamo stati in grado di inserire una notevole quantità di carta sotto i rulli, ci aspettavamo che l'area di contatto tra i rulli e le piastrelle del pavimento fosse molto ridotta.Siamo rimasti sorpresi di scoprire che era più grande di un lingotto d'argento.In effetti, l'area di contatto effettiva è inferiore a una monetina (vedi Figura 5).
Figura 6: L'area grigia piena tra la moneta da 1/4 e la moneta rappresenta l'area di contatto del lanciatore.
Pensa a una radura sulla carta come a una finestra panoramica.Spostiamo le finestre sulle piastrelle.Quando non vediamo il chip nero all'interno della finestra di visualizzazione, stiamo guardando la parte della piastrella che non mette a terra l'incantatore.Sebbene fornisca un certo grado di conduttività, quando la maggior parte dell'area di contatto del rullo si trova nello spazio tra i chip, la resistenza può essere superiore a 1,0 x 109.
Un tipico rullo conduttivo ha un diametro di circa 10 cm ma ha un'area di contatto di solo 1 cm².Da questo punto di vista, l'area di contatto del sensore NFPA utilizzato per misurare la resistenza dalla superficie del pavimento ESD al suolo è di 31 cm2.Distanze tra le particelle conduttive utilizzate nella tecnologia dei chip a bassa densità (vedere Figura 9) I pavimenti ESD possono essere misurati a distanze da 0,5 cm a 10 cm, con una media da 2 a 5 cm./ESD STM 7.1 non è in grado di prevedere se un particolare pavimento fornirà costantemente un contatto elettrico tra i rulli e il pavimento.
L'unico modo per effettuare una determinazione accurata è condurre un campione statisticamente valido di misurazioni della resistenza utilizzando carrelli, rulli e pavimenti che la fabbrica acquisterà.Questo deve essere fatto prima di ordinare qualsiasi pavimento.Una volta installato il pavimento, è troppo tardi per risolvere il problema.La maggior parte dei produttori di pavimenti non fornisce dati o garanzie sulla resistenza al contatto con i rulli.
Se posizioniamo lo stesso foglio di carta con una finestra di visualizzazione delle dimensioni di un contatto del rullo su una piastrella in vinile ESD realizzata con una matrice di trama conduttiva densa, possiamo spostare la finestra ovunque sulla piastrella e vedere ancora la trama.A causa della distanza ravvicinata tra i nuclei, è impossibile trovare aree del pavimento non conduttive in questa matrice conduttiva.Questa fitta matrice di trama conduttiva aumenta la probabilità di contatto tra la minuscola superficie della ruota e gli elementi conduttivi della piastrella.Ovunque vediamo delle vene, la conducibilità della piastrella metterà a terra sedie e carrelli.
La piastrella in vinile ESD realizzata utilizzando la tecnologia del filo conduttivo contiene circa 150 piedi lineari di fili conduttivi per piede quadrato.Viste da questa prospettiva, le venature delle trentasei tessere rappresentano un punto di contatto conduttivo lungo un chilometro.Con un numero così elevato di punti conduttivi, anche con il contatto con un rullo, i risultati della misurazione sono conformi al 100% allo standard ANSI S20.20.I pavimenti che utilizzano la tecnologia dei chip conduttivi possono risolvere questo problema?
Sulla fig.8 mostra un confronto visivo di un backplane conduttivo discreto a bassa densità (LD) e un backplane conduttivo disperso ad alta densità (HD).La distanza tra i trucioli sul pavimento LD può essere compresa tra 0,5 e 5 cm all'interno di una piastrella o foglio.La spaziatura dei trucioli raramente supera 0,5 cm sui pavimenti in trucioli HD.I pavimenti in truciolato possono essere prodotti in lastre o rotoli per una posa continua.A causa delle limitazioni del processo produttivo, Vein Technical Flooring non può essere prodotto in rotoli.Le vene possono essere utilizzate solo come piastrelle.
Figura 9: Notare l'ampia area di contatto del sensore NFPA rispetto a un oggetto reale messo a terra attraverso il pavimento ESD: D – area di contatto del sensore NFPA = ca. 31 cm2E—Tipico cinturino sul tallone: > 13 cm2G—Area di contatto delle ruote orientabili = 1 cm2F—Area di contatto della catena a terra = trascurabile 31 cm2E—Tipico cinturino sul tallone: > 13 cm2G—Area di contatto delle ruote orientabili = 1 cm2F—Area di contatto della catena a terra = trascurabile 31 см2E — типичный пяточный ремень: > 13 см2G — площадь контакта с колесиком = 1 см2F — площадь цепи с земле й = незначительная 31cm2E – Tipico cinturino sul tallone: > 13cm2G – Area di contatto ruota = 1cm2F – Area di contatto catena-suolo = trascurabile 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 с с заземлением = незначительна 31 cm2E – cinturino tipico del tallone: > 13 cm2G – area di contatto con i rulli = 1 cm2F – area di contatto con il suolo = trascurabile
I pavimenti ESD devono essere valutati a fondo per le loro numerose caratteristiche, inclusa la compatibilità con le attrezzature per la movimentazione dei materiali.Esistono due tecnologie principali per la produzione di piastrelle e lastre per pavimenti ESD: la tecnologia del nucleo conduttivo e la tecnologia del chip conduttivo.La tecnologia utilizzata per produrre i pavimenti ESD influisce sulle prestazioni.In situazioni in cui il pavimento deve essere messo a terra per postazioni di lavoro mobili e carrelli, i pavimenti conduttivi sono superiori ai pavimenti con tecnologia chip a bassa e media densità.Ciò è dovuto alla mancanza di pin conduttivi nelle tipiche schede chip conduttive LD e di fascia media.La nuova tecnologia a chip ad alta densità risolve questo problema e fornisce lo stesso livello di prestazioni dei pavimenti con tecnologia a nucleo conduttivo.
Dave Long è l'amministratore delegato e fondatore di Staticworx, Inc., un fornitore leader di pavimenti antistatici.Con oltre 30 anni di esperienza nel settore, combina la sua vasta conoscenza tecnica dell'elettrostatica e dei test sui substrati in calcestruzzo con una comprensione pratica del comportamento dei materiali in condizioni reali.
Questo è esattamente ciò che ho scoperto dopo aver modificato le specifiche del pavimento ESD.Ho controllato tutti i pavimenti per ESD ed era ovvio anche guardandoli.Inoltre, i detriti osservati su pavimentazioni a bassa/media densità non sempre passano attraverso il livello inferiore, quindi non c'è alcun percorso verso il suolo.Anche i pavimenti non erano testati e variavano in modo significativo (sebbene superassero il test di camminata standard).La maggiore densità e i pavimenti testurizzati che avevamo in precedenza erano più resistenti rispetto alle nuove specifiche.
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Tempo di pubblicazione: 17 ottobre 2022