Hvad er formålet med at lægge et antistatisk gulv?Det mest almindelige svar på dette spørgsmål er: "Vi har brug for et ESD-gulv for at forhindre statisk elektricitet i at flytte personale, når der arbejdes på statisk følsomme komponenter og systemer."ledninger og ledningsstop.
Selvom dette svar fremhæver en nøgleegenskab ved et fungerende ESD-gulv, er det af en meget lav standard.Det sælger også mange af de fordele, som ESD-gulve faktisk tilbyder.Som alle andre ESD-beskyttelseskomponenter er ESD-gulve kun en del af et større integreret system, der holder alle dele, maskiner, værktøj, emballage, arbejdsflader og mennesker på samme potentiale.
Ved evaluering af et gulv styres specifikationerne af to hovedoperationsparametre: 1) gulvsystemets modstand;2) hvor meget ladning en person genererer, når han går på gulvet i en bestemt sko.Men hvad med selve detaljerne?Hvordan beskytter vi dem?Når vi overfører dele fra en operation til en anden, lægger vi dem ikke i vores håndflade.Vi bruger ziplock-poser, pallevogne på hjul og muligvis automatiserede køretøjer til at flytte dele og systemer.I fleksible fremstillingsoperationer kan ESD-gulve endda bruges som hovedbase for arbejdsborde på hjul.
ESD-gulve er designet til at forhindre ESD-skader på elektroniske dele og samlinger i ESD-beskyttede områder (EPA).Der er forskellige grunde til at installere dem.Et ideelt gulv beskytter mod statisk elektricitet:
Nogle ESD-gulve opfylder alle tre behov.Andre forhindrer opbygning af statisk elektricitet på mennesker, men gør ikke meget for at beskytte udstyr eller jord mobile arbejdsstationer, ESD-vogne og stole.
For at kunne producere kvalitetsprodukter, være ISO-certificeret og opfylde kundernes behov, skal elektronisk udstyr overholde ANSI/ESD S20.20.For at opfylde ANSI 20.20 ESD-gulvkravene fokuserer købere og specifikationer typisk på den elektriske modstand af gulvbelægningen/klæbemiddelsystemet.Men modstand er kun en præstationsparameter.
At finde et gulv, der opfylder S20.20-kravene til punkt-til-punkt (RTT) og punkt-til-jord (RTG) modstand, er en simpel opgave.Overholdelse af alle aspekter af ANSI/ESD S20.20 kræver, at gulvet udfører flere funktioner og ikke kun opfylder modstandsparametrene.Det er også vigtigt at bestemme den maksimale stress, som gulvet vil skabe på en person i kombination med en bestemt sko. Møbler, mobile arbejdsstationer og udstyr skal også jordes korrekt gennem gulvet med modstand mellem hjulene og ESD-gulvjorden inden for det acceptable S20.20-område (< 1,0 x109). Møbler, mobile arbejdsstationer og udstyr skal også jordes korrekt gennem gulvet med modstand mellem hjulene og ESD-gulvjorden inden for det acceptable S20.20-område (< 1,0 x109). Мебель, мобильные рабочие станции и оборудование также должны быть должным образом заземлены море полжны иками и заземлением пола в пределах допустимого диапазона S20.20 (< 1,0 x 109). Møbler, mobile arbejdsstationer og udstyr skal også jordes korrekt gennem gulvet med modstand mellem hjul og gulvjord inden for det tilladte S20.20-område (< 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 圴靿接地乏 2阚接地乏2.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 锟 斤 拷 ESD 地杴 2. 0 可 接受 范围 内 (<1,0 x109)。。 Мебель, мобильные рабочие станции и оборудование также должны быть должным образом заземлены маземлены через полжны ежду роликами и заземлением пола должно находиться в пределах допустимого диапазона S20.20 (< 109,0 x 109). Møbler, mobile arbejdsstationer og udstyr skal også jordes korrekt gennem gulvet, med modstanden mellem hjul og gulvjord inden for det tilladte område på S20,20 (< 1,0 x 109).
Testgulvet blev installeret som en del af en evaluering af antistatiske plader af udstyrsafdelingen hos en producent af medicinsk udstyr.Forskellige egenskaber blev evalueret, herunder fladhed, glideegenskaber, modstand af gulvsystemet, spændingsgenerering på skroget, let rulning af tungt udstyr, vedligeholdelse og kompleksiteten af installation og reparation.
En af gulvmulighederne opfylder alle kriterier, herunder muligheden for at bruge egen arbejdskraft til montering uden brug af lim.Inden gulvet bestilte, placerede produktionsingeniøren dog flere mobile vogne på testgulvet og målte jordmodstanden fra overfladen af vognen gennem de ledende ruller til et jordpunkt på gulvet.
På trods af det faktum, at gulvet i sig selv havde målt i det ledende område (< 1,0 x 106) pr. ANSI/ESD S7.1-test, bestod gulvbelægningen ikke testen af den mobile arbejdsstation, med modstanden mod jordmålinger fra vognens overflade varierende fra 1,0 x 106 til 1,0 x 1012. Ifølge ANSI/ESD S20.20 udgør enhver måling > 1,0 x 109 en fejl. På trods af det faktum, at gulvet i sig selv havde målt i det ledende område (< 1,0 x 106) pr. ANSI/ESD S7.1-test, bestod gulvbelægningen ikke testen af den mobile arbejdsstation, med modstanden mod jordmålinger fra vognens overflade varierende fra 1,0 x 106 til 1,0 x 1012. Ifølge ANSI/ESD S20.20 udgør enhver måling > 1,0 x 109 en fejl. Несмотря на то, что пол сам по себе был измерен в диапазоне проводимости (< 1,0 x 106) i соответствии, SI 7 s/S. прошел тест на мобильную рабочую станцию, а сопротивление поверхности тележки при измерении сопротивлиг варьировалось от 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. В соответствии с ANSI/ESD S20.20 любое измерение > 1,0 x 109 счий. Selvom selve gulvet blev målt i konduktivitetsområdet (< 1,0 x 106) i overensstemmelse med ANSI/ESD S7.1 test, bestod gulvet ikke testen af den mobile arbejdsstation, og vognens overflademodstand i jordmodstandsmålingen varierede fra 1,0 x 106 til 1,0 x 1012. Ifølge ANSI/ESD S20.20 betragtes enhver måling > 1,0 x 109 som en fejl.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，但地板但地板站测试，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 测试 地板 本身 已 在 导电 范围 范围 范围 惋试 地板 本身 已 在 导电 范围 范围 范围 惋围 惋僰 地 锟 内 冇 内移动 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) i соотвестиствин сотвестимости,л SI 1. SI. е выдержал испытания мобильной рабочей станции с диапазоном сопротивления заземления от 1,0 x 106 до 1,0 x при измерении от тележки. Selvom selve gulvet blev målt inden for konduktivitetsområdet (< 1,0 x 106) i overensstemmelse med ANSI/ESD S7.1-tests, bestod gulvet den mobile arbejdsstation-test med et jordmodstandsområde på 1,0 x 106 til 1,0 x målt fra vogn.overflade 1012.Enhver måling større end 1,0 x 109 betragtes som en fejl i henhold til ANSI/ESD S20.20.Syv af de første 40 testpunkter målte værdier over ANSI-maksimum (se tabel 1).
Mere end 1000 målinger blev foretaget på denne prøve.Procentdelen af ægteskab er omkring 16%.Indkøbskurv problem?Når den placeres på en metalplade, er vognens jordmodstand et godt stykke under 1,0 x 107. For at udelukke forurening som en variabel, blev gulvene og hjulene grundigt rengjort og gentestet.Dette er ineffektivt, og målinger er stadig uacceptable.Bare flyt vognen en tomme og modstanden mellem vognen og gulvet ændres med fire til seks størrelsesordener.Da gulvets modstand og vognrullernes modstand synes at være konstant, er den eneste tilbageværende variabel den tilfældige placering af rullerne (rulle og gulvflade) på flisen.
Figur 2 og 3 viser fotografier af palleløftere, der almindeligvis anvendes i Electronic Manufacturing Services (EMS) faciliteter.Vognen er parkeret på et gulvsystem, der bruger ledende spåner.Dette gulv vil blive klassificeret som ledende chips med lav densitet (LD).Dette specielle gulvsystem giver en ledende vej fra den sorte overfladechip gennem dens tykkelse til det kulstoffyldte jordlag nedenunder.Brug 24" kobbertape som jordingspunkt.Når den blev testet med en 2,5" (6,35 cm) og fem lb (2,27 kg) NFPA-sensor, var gulvmodstanden et godt stykke under 1,0 x 106.
I figur 2 overskrider måling af vogn til jord grænserne (< 1,0 X 109) for ANSI/ESD S20.20. I figur 2 overskrider måling af vogn til jord grænserne (< 1,0 X 109) for ANSI/ESD S20.20.På fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы (< 1,0 X 109) standarder ANSI/ESD S20.20. 2 Afstanden mellem vogn og jord overskrider grænserne (< 1,0 X 109) for 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)。På fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109). 2 Afstand mellem vogn og jord overstiger ANSI/ESD S20.20-grænser (< 1,0 X 109).I figur 3 er tilpasningsmålingerne resultatet af små ændringer i positionen af det samme køretøj på den samme flise.Ligesom resultaterne i tabel 1 bekræfter disse modstandsmålinger en høj korrelation mellem mindre ændringer i hjulets position og væsentlige ændringer i modstanden.
Ligesom vognene vist i figur 2 og 3 består vognene, der anvendes af producenter af medicinsk udstyr, af fire ledende hjul.Jordmodstand mellem vogn og jordpunkt opfylder ANSI/ESD-krav 84% af tiden.Et gennemtrængningsforhold på 84 % betyder, at 16 % af tiden ingen af de ledende ruller har tilstrækkelig kontakt med chippens ledende bundplade.
En anden måde at se på dette er at se på dataene i form af sandsynligheden for, at fire på hinanden følgende hændelser har samme udfald.I dette tilfælde vil begivenhederne være samtidige.For eksempel, hvad er sandsynligheden for, at der i et møntkasteksperiment kommer hoveder op fire gange i træk?Denne ligning vil være
er sandsynligheden for en hændelse ganget med sig selv fire gange, eller ½ x ½ x ½ x ½ = 1 ud af 16.
Hvis vi bredt anvender denne tilgang til vores gulvproblem (for nemheds skyld udelukker vi tætheden af partikler fra det samlede areal), kan vi sige, at efter 100 forsøg kan vi tilfældigt have alle fire ruller, der ikke kommer i kontakt med ledende partikler i en og samme tid 16 gange.Så hvor sandsynligt er det, at et hjul ikke rører de ledende partikler?I det mindste stiller vi spørgsmålstegn ved muligheden for fire på hinanden følgende enten-eller-begivenheder.Vores simple ligning kan se sådan ud.X gange X gange X = 16/100.Så hvis vi finder X, er fjerde potens af 16 2, og fjerde potens af 100 er 3,1.Grundlæggende har ethvert enkelt hjul en 66% chance for ikke at røre det ledende element på gulvet.
For det første er dette et stærkt argument for at installere ledende ruller på hvert stativ i vognen.Men den virkelige gevinst er at få fat i den gamle statistikbog og lave et gyldigt eksperiment, før man antager, at et ESD-gulv vil blive jordet baseret på testresultater fra en ANSI/ESD 7.1-kompatibel mobil arbejdsstation.
Dette problem kan nemt undgås ved køb af nye gulve.Ved vurdering af et ESD-gulv skal gulvet vurderes som en del af anlægget og som en proces inden for anlægget.Gulve skal testes for kompatibilitet med alle ESD-beskyttelseskomponenter, inklusive håndtering.Et fuldt funktionelt gulv kan fungere som et anker til alle mobil jordingskrav.
Et nøgletræk ved mange ESD-gulve er evnen til at eliminere den besværlige og overflødige sammenkædningsproces inden for EPA.ESD-gulve eliminerer også behovet for at placere komponenter i overdækkede bæretasker og beskyttelsestasker.Men for at eliminere brugen af besværlige paknings- og sikringsprotokoller skal gulvet give en passende jordvej til, at håndteringen af rullerne kan bevæge sig.
Nogle ESD-gulve kan ikke effektivt jorde ledende ruller på grund af dårlig kontakt mellem ruller eller føringer og lav tæthed af ledende prikker eller spåner på gulvoverfladen.I nogle tilfælde kan lette lag af lav-vedligeholdelsesvenlig polyurethan eller keramiske belægninger, fabrikspåført på gulvoverfladen, forværre problemet.Disse UV-hærdende belægninger reducerer vedligeholdelsesomkostningerne.De fleste test har vist, at den mikrotynde belægning øger gulvmodstanden og reducerer rollatorens stresskontrol.
Ledningsevnen af nogle ESD-vinylfliser skyldes tilfældigt placerede ledende spåner som fliserne vist i figur 4. De sorte spåner er de eneste ledende elementer på fliseoverfladen.Resten af overfladen er almindelig vinyl, en isolerende polymer, der ikke giver jordforbindelse.
Som vist i figur 4 kan vi evaluere denne mulighed ved at vende NFPA-sonden over til dens kant og måle kontaktområdet mellem den ledende chip og jord.Fliseprøven vist her måler mindre end 1,0 x 106, når hele 31 cm2 sensoroverfladen bruges i ANSI/ESD S7.1-testen.Imidlertid er polymeren mellem chipsene ikke ledende.Målingerne afveg med mere end fem størrelsesordener, når hjulene rørte ved den ikke-ledende polymer mellem chipsene i stedet for de ledende chips.
For bærbare arbejdsstationer eller stole, der overholder ANSI/ESD S20.20, skal jordmodstanden være mindre end 1,0 x 109.
For at forstå problemet så vi på dimensionerne af de ledende ruller og forsøgte at bestemme, hvor meget overfladeareal de faktisk rører gulvet.Vi lagde først fire ark papir under rullerne og flyttede papiret i fire forskellige retninger, indtil det holdt op med at glide (se figur 5).
Når vi løfter papiret, forventer vi, at de fire ark ikke rører.Mellemrummet eller hulrummet vil vise os det omtrentlige kontaktpunkt mellem rullerne og gulvet.Før vi flyttede rullerne, tapede vi papirarkene sammen for at holde dem på plads.Så rullede vi stolene af papiret.Da vi kunne montere en del papir under rullerne, forventede vi, at kontaktfladen mellem rullerne og gulvfliserne var meget lille.Vi var overraskede over at opdage, at det var større end en sølvbarre.Faktisk er det faktiske kontaktareal mindre end en skilling (se figur 5).
Figur 6: Det massive grå område mellem 1/4-mønten og mønten repræsenterer kasterens kontaktområde.
Tænk på en lysning på papir som et udsigtsvindue.Vi flytter vinduerne på fliserne.Når vi ikke kan se den sorte chip inde i visningsvinduet, kigger vi på den del af flisen, der ikke jorder hjulet.Selvom det giver en vis grad af ledningsevne, kan modstanden være højere end 1,0 x 109, når det meste af rullekontaktområdet er i mellemrummet mellem chipsene.
En typisk ledende rulle er omkring 10 cm i diameter, men har et kontaktareal på kun 1 cm².Fra dette synspunkt er kontaktområdet for NFPA-sensoren, der bruges til at måle modstanden fra ESD-gulvoverfladen til jorden, 31 cm2.Afstande mellem ledende partikler anvendt i lavdensitetschipteknologi (se figur 9) ESD-gulve kan måles i afstande på 0,5 cm til 10 cm, med et gennemsnit på 2 til 5 cm./ESD STM 7.1 kan ikke forudsige, om et bestemt gulv konsekvent vil give elektrisk kontakt mellem rullerne og gulvet.
Den eneste måde at foretage en nøjagtig bestemmelse på er at udføre en statistisk gyldig prøve af modstandsmålinger ved hjælp af vogne, ruller og gulve, som fabrikken vil købe.Dette skal gøres inden bestilling af eventuelle gulve.Når gulvet er monteret, er det for sent at løse problemet.De fleste gulvproducenter giver ikke data eller garantier vedrørende rullekontaktmodstand.
Hvis vi placerer det samme ark papir med et synsvindue i rullekontaktstørrelse på en ESD vinylflise lavet af en tæt ledende teksturmatrix, kan vi flytte vinduet hvor som helst på flisen og stadig se teksturen.På grund af den tætte afstand mellem kernerne er det umuligt at finde ikke-ledende områder af gulvet i denne ledende matrix.Denne tætte matrix af ledende tekstur øger sandsynligheden for kontakt mellem hjulets lille overflade og flisens ledende elementer.Uanset hvor vi ser årer, vil flisens ledningsevne jorde stole og vogne.
ESD vinylfliser lavet ved hjælp af ledende trådteknologi indeholder cirka 150 lineære fod ledende ledninger pr. kvadratfod.Set fra dette perspektiv repræsenterer venerne på de seksogtredive fliser et milelangt ledende kontaktpunkt.Med et så stort antal ledende punkter, selv ved kontakt med én rulle, er måleresultaterne 100 % i overensstemmelse med ANSI S20.20-standarden.Kan gulve med ledende spånteknologi løse dette problem?
På fig.8 viser en visuel sammenligning af et diskret ledende matricebagplan med lav densitet (LD) og et dispergeret ledende bagplan med høj tæthed (HD).Afstanden mellem spåner på LD-gulvet kan være 0,5 til 5 cm inden for en flise eller plade.Spånafstanden overstiger sjældent 0,5 cm på HD spångulve.Spångulve kan fremstilles i plader eller ruller til sømløs montering.På grund af fremstillingsprocessens begrænsninger kan Vein Technical Flooring ikke produceres i ruller.Årer kan kun bruges som fliser.
Figur 9: Bemærk NFPA-sensorens store kontaktareal sammenlignet med et rigtigt objekt jordet gennem ESD-gulvet: D – NFPA-sensorens kontaktareal = ca. 31 cm2E—Typisk hælrem: > 13 cm2G—Caster-kontaktareal = 1 cm2F—Jordkædens kontaktareal = ubetydelig 31 cm2E—Typisk hælrem: > 13 cm2G—Caster-kontaktareal = 1 cm2F—Jordkædens kontaktareal = ubetydelig 31 см2E — типичный пяточный ремень: > 13 см2G — площадь контакта с колесиком = 1 см2F — площадь контакта с колесиком = 1 см2F — площадь components чительная 31cm2E – Typisk hælrem: > 13cm2G – Hjulkontaktareal = 1cm2F – Kæde til jordkontaktareal = ubetydelig 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 контакта с роликом = 1 см2F – площадь контакта с роликом на 31 cm2E – typisk hælrem: > 13 cm2G – rullekontaktareal = 1 cm2F – jordkontaktareal = ubetydelig
ESD-gulve skal evalueres fuldt ud for deres mange funktioner, herunder kompatibilitet med materialehåndteringsudstyr.Der er to hovedteknologier til produktion af ESD gulvfliser og plader: ledende kerneteknologi og ledende chipteknologi.Den teknologi, der bruges til at producere ESD-gulve, påvirker ydeevnen.I situationer, hvor gulvet skal jordes til mobile arbejdsstationer og vogne, er ledende gulve overlegne i forhold til lav- til mediumdensitetschipteknologigulve.Dette skyldes manglen på ledende stifter i typiske LD og mellemklasse ledende spånplader.Den nye high-density chip-teknologi løser dette problem og giver samme ydeevne som gulve med ledende kerneteknologi.
Dave Long er administrerende direktør og grundlægger af Staticworx, Inc., en førende leverandør af statisk-fri gulvbelægning.Med over 30 års brancheerfaring kombinerer han sin omfattende tekniske viden om elektrostatik og test af betonunderlag med en praktisk forståelse af, hvordan materialer opfører sig under virkelige forhold.
Det er præcis, hvad jeg fandt ud af efter at have ændret specifikationen for ESD-gulvet.Jeg tjekkede alle gulvene for ESD, og det var tydeligt selv ved at kigge på dem.Derudover passerer affald, der ses på lav/mellem tæthed gulvoverflader ikke altid gennem det nederste niveau, så der er ingen vej til jorden.Gulvene var også utestede og varierede betydeligt (selvom bestod standard gangtesten).Gulve med højere tæthed og tekstur, vi havde tidligere, var mere modstandsdygtige end de nye specifikationer.
In Compliance er den førende kilde til nyheder, information, uddannelse og inspiration for fagfolk inden for elektronik og elektronik.
Aerospace Automotive Communications Consumer Electronics Uddannelse Energi Informationsteknologi Medicinsk Militær og Forsvar
Indlægstid: 17. oktober 2022