Qual é o objetivo de instalar um piso antiestático?A resposta mais comum a esta pergunta é: “Precisamos de um piso ESD para evitar que a eletricidade estática mova o pessoal ao trabalhar em componentes e sistemas sensíveis à estática”.fios e paradas de cabos.
Embora esta resposta destaque um atributo-chave de um piso ESD em funcionamento, é de um padrão muito baixo.Ele também vende muitos dos benefícios que os pisos ESD realmente oferecem.Como todos os outros componentes de proteção ESD, os pisos ESD são apenas parte de um sistema integrado maior que mantém todas as peças, máquinas, ferramentas, embalagens, superfícies de trabalho e pessoas com o mesmo potencial.
Ao avaliar um piso, os especificadores são guiados por dois parâmetros operacionais principais: 1) a resistência do sistema de piso;2) quanta carga uma pessoa gera ao andar no chão com um determinado sapato.Mas e os detalhes em si?Como os protegemos?Quando transferimos peças de uma operação para outra, não as colocamos na palma da mão.Usamos sacos ziplock, porta-paletes com rodas e possivelmente veículos automatizados para mover peças e sistemas.Em operações de fabricação flexíveis, os pisos ESD podem até ser usados como a base principal para bancadas de trabalho com rodas.
Pisos ESD são projetados para evitar danos ESD a peças e montagens eletrônicas em áreas protegidas ESD (EPA).Existem várias razões para instalá-los.Um piso ideal protege contra a eletricidade estática:
Alguns pisos ESD atendem a todas as três necessidades.Outros impedem o acúmulo de eletricidade estática nas pessoas, mas fazem pouco para proteger equipamentos ou estações de trabalho móveis, carrinhos e cadeiras ESD.
Para produzir produtos de qualidade, ser certificados pela ISO e atender às necessidades do cliente, os equipamentos eletrônicos devem estar em conformidade com ANSI/ESD S20.20.Para atender aos requisitos de piso ANSI 20.20 ESD, os compradores e especificadores geralmente se concentram na resistência elétrica do sistema de piso/adesivo.Mas a resistência é apenas um parâmetro de desempenho.
Encontrar um piso que atenda aos requisitos S20.20 para resistência ponto-a-ponto (RTT) e ponto-a-terra (RTG) é uma tarefa simples.A conformidade com todos os aspectos do ANSI/ESD S20.20 exige que o piso desempenhe várias funções e não apenas atenda aos parâmetros de resistência.Também é importante determinar a tensão máxima que o piso criará em uma pessoa em combinação com um determinado sapato. Móveis, estações de trabalho móveis e equipamentos também devem ser devidamente aterrados através do piso, com resistência entre os rodízios e o piso ESD aterrado dentro da faixa aceitável S20.20 (< 1,0 x109). Móveis, estações de trabalho móveis e equipamentos também devem ser devidamente aterrados através do piso, com resistência entre os rodízios e o piso ESD aterrado dentro da faixa aceitável S20.20 (< 1,0 x109). Мебель, мобильные рабочие станции и оборудование также должны быть должным образом заземлены чере з пол сопротивлением между роликами и заземлением пола в пределах допустимого диапазона S20.20 (< 1,0 x 109). Móveis, estações de trabalho móveis e equipamentos também devem ser devidamente aterrados através do piso com resistência entre rodízios e aterramento do piso dentro da faixa permitida pela 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)。。 Мебель, мобильные рабочие станции и оборудование также должны быть должным образом заземлены чере з пол, при этом сопротивление между роликами и заземлением пола должно находиться в пределах допустимого д иапазона S20.20 (< 1,0 x 109). Móveis, estações de trabalho móveis e equipamentos também devem ser devidamente aterrados através do piso, com a resistência entre rodízios e aterramento do piso dentro da faixa permitida de S20,20 (< 1,0 x 109).
O piso de teste foi instalado como parte de uma avaliação de placas antiestáticas pelo departamento de equipamentos de um fabricante de dispositivos médicos.Várias propriedades foram avaliadas, incluindo planicidade, características de deslizamento, resistência do sistema de piso, geração de tensões no casco, facilidade de rolamento de equipamentos pesados, manutenção e complexidade de instalação e reparo.
Uma das opções de piso atende a todos os critérios, inclusive a possibilidade de utilização de mão de obra própria para instalação sem o uso de cola.No entanto, antes de encomendar o piso, o engenheiro de produção colocou vários carrinhos móveis no piso de teste e mediu a resistência do solo da superfície do carrinho através dos rolos condutores até um ponto de aterramento no piso.
Apesar do piso por si só ter medido na faixa condutiva (< 1,0 x 106) de acordo com os testes ANSI/ESD S7.1, o piso falhou no teste da estação de trabalho móvel, com a resistência às medições do solo da superfície do carrinho variando de 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. De acordo com ANSI/ESD S20.20, qualquer medição > 1,0 x 109 constitui uma falha. Apesar do piso por si só ter medido na faixa condutiva (< 1,0 x 106) de acordo com os testes ANSI/ESD S7.1, o piso falhou no teste da estação de trabalho móvel, com a resistência às medições do solo da superfície do carrinho variando de 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. De acordo com ANSI/ESD S20.20, qualquer medição > 1,0 x 109 constitui uma falha. Несмотря на то, что пол сам по себе был измерен в диапазоне проводимости (< 1,0 x 106) в соответствии с тестами ANSI/ESD S7.1, não é compatível com o тест на мобильную рабочую станцию, а сопротивление поверхности тележки при измере нии сопротивления грунту Tamanho de 1,0 x 106 até 1,0 x 1012. Tamanho de acordo com ANSI/ESD S20.20 Tamanho > 1,0 x 109 Tamanho é. Embora o próprio piso tenha sido medido na faixa de condutividade (< 1,0 x 106) de acordo com os testes ANSI/ESD S7.1, o piso não passou no teste da estação de trabalho móvel e a resistência da superfície do carrinho na medição da resistência do solo variou de 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. De acordo com ANSI/ESD S20.20, qualquer medição > 1,0 x 109 é considerada um erro.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。 Несмотря на то, что сам пол был измерен в пределах диапазона проводимости (< 1,0 x 106) в соответствии с тестам и ANSI/ESD S7.1, пол не выдержал испытания мобильной рабочей станции с диапазоном сопротивления заземления о т 1,0 x 106 до 1,0 x при измерении от тележки. Embora o próprio piso tenha sido medido dentro da faixa de condutividade (< 1,0 x 106) de acordo com os testes ANSI/ESD S7.1, o piso falhou no teste da estação de trabalho móvel com uma faixa de resistência de aterramento de 1,0 x 106 a 1,0 x medida a partir do carrinho.superfície 1012.Qualquer medição maior que 1,0 x 109 é considerada uma falha de acordo com ANSI/ESD S20.20.Sete dos primeiros 40 pontos de teste mediram valores acima do máximo ANSI (ver Tabela 1).
Mais de 1000 medições foram feitas nesta amostra.A porcentagem de casamento é de cerca de 16%.Problema no carrinho de compras?Quando colocado sobre uma placa de metal, a resistência do solo do carrinho fica bem abaixo de 1,0 x 107. Para descartar a contaminação como uma variável, os pisos e rodízios foram cuidadosamente limpos e testados novamente.Isso é ineficaz e as medições ainda são inaceitáveis.Basta mover o carrinho uma polegada e a resistência entre o carrinho e o chão muda de quatro a seis ordens de magnitude.Dado que a resistência do piso e a resistência dos rolos do carrinho parecem ser constantes, a única variável que resta é a colocação aleatória dos rolos (rolo e superfície do piso) no ladrilho.
As Figuras 2 e 3 mostram fotografias de porta-paletes comumente usados em instalações de Serviços de Manufatura Eletrônica (EMS).O carrinho é estacionado em um sistema de piso que utiliza chips condutores.Este andar será classificado como chips condutores de baixa densidade (LD).Este sistema de piso especial fornece um caminho condutivo desde o chip de superfície preta através de sua espessura até a camada de solo carregada de carbono abaixo.Use fita de cobre de 24″ como ponto de aterramento.Quando testado com um sensor NFPA de 2,5" (6,35 cm) e cinco lb (2,27 kg), a resistência do piso ficou bem abaixo de 1,0 x 106.
Na Figura 2, a medição do carrinho ao solo excede os limites (< 1,0 X 109) da ANSI/ESD S20.20. Na Figura 2, a medição do carrinho ao solo excede os limites (< 1,0 X 109) da ANSI/ESD S20.20.Na fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы (< 1,0 X 109) стандарта ANSI/ESD S20.20. 2 A distância entre o carrinho e o solo excede os limites (< 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)。Na fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109). 2 A distância entre o carrinho e o solo excede os limites ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109).Na Figura 3, as medidas de encaixe são resultado de pequenas mudanças na posição do mesmo veículo sobre a mesma telha.Como os resultados da Tabela 1, essas medições de resistência confirmam uma alta correlação entre pequenas alterações na posição do rodízio e alterações significativas na resistência.
Assim como os carrinhos mostrados nas Figuras 2 e 3, os carrinhos usados pelos fabricantes de dispositivos médicos consistem em quatro rodízios condutores.A resistência de aterramento entre o carrinho e o ponto de aterramento atende aos requisitos ANSI/ESD em 84% das vezes.Uma taxa de penetração de 84% significa que 16% do tempo nenhum dos rolos condutores faz contato suficiente com a placa de base condutora do chip.
Outra maneira de ver isso é olhar para os dados em termos de probabilidade de que quatro eventos consecutivos tenham o mesmo resultado.Neste caso, os eventos serão simultâneos.Por exemplo, qual é a probabilidade de que, em um experimento de cara ou coroa, saia cara quatro vezes seguidas?Esta equação será
é a probabilidade de um evento multiplicado por si mesmo quatro vezes, ou ½ x ½ x ½ x ½ = 1 em 16.
Se aplicarmos amplamente essa abordagem ao nosso problema de piso (para simplificar, excluímos a densidade de partículas da área total), podemos dizer que, após 100 tentativas, podemos ter aleatoriamente todos os quatro rolos que não entram em contato com partículas condutoras em um e ao mesmo tempo 16 vezes.Então, qual é a probabilidade de um lançador não tocar nas partículas condutoras?No mínimo, questionamos a possibilidade de quatro eventos ou-ou sucessivos.Nossa equação simples pode ser assim.X vezes X vezes X = 16/100.Portanto, se encontrarmos X, a quarta potência de 16 é 2 e a quarta potência de 100 é 3,1.Basicamente, qualquer único lançador tem 66% de chance de não tocar o elemento condutor no chão.
Em primeiro lugar, este é um forte argumento a favor da instalação de rolos condutores em cada rack do carrinho.Mas a recompensa real é obter o antigo livro de estatísticas e fazer um experimento válido antes de assumir que qualquer piso ESD será aterrado com base nos resultados do teste de uma estação de trabalho móvel compatível com ANSI/ESD 7.1.
Esse problema pode ser facilmente evitado ao comprar novos pisos.Ao avaliar um piso ESD, o piso deve ser avaliado como parte da instalação e como um processo dentro da instalação.Os pisos devem ser testados quanto à compatibilidade com todos os componentes de proteção ESD, incluindo manuseio.Um piso totalmente funcional pode atuar como uma âncora para todos os requisitos de aterramento móvel.
Uma característica fundamental de muitos pisos ESD é a capacidade de eliminar o processo de vinculação complicado e redundante dentro da EPA.Pisos ESD também eliminam a necessidade de colocar componentes em estojos de transporte cobertos e bolsas protetoras.Mas, para eliminar o uso de protocolos incômodos de empacotamento e fixação, o piso deve fornecer um caminho de solo adequado para o movimento dos rolos.
Alguns pisos ESD não podem aterrar os rolos condutores de forma eficaz devido ao mau contato entre os rolos ou guias e à baixa densidade de pontos condutores ou lascas na superfície do piso.Em alguns casos, camadas leves de poliuretano de baixa manutenção ou revestimentos cerâmicos, aplicados de fábrica na superfície do piso, podem agravar o problema.Esses revestimentos curáveis por UV reduzem os custos de manutenção.A maioria dos testes mostrou que o revestimento microfino aumenta a resistência do piso e reduz o controle do estresse do caminhante.
A condutividade de alguns ladrilhos de vinil ESD se deve a chips condutores colocados aleatoriamente, como os ladrilhos mostrados na Figura 4. As lascas pretas são os únicos elementos condutores na superfície do ladrilho.O restante da superfície é de vinil liso, um polímero isolante que não fornece conexão de aterramento.
Conforme mostrado na Figura 4, podemos avaliar essa possibilidade virando a sonda NFPA até sua borda e medindo a área de contato entre o chip condutivo e o terra.A amostra de ladrilho mostrada aqui mede menos de 1,0 x 106 quando toda a superfície do sensor de 31 cm2 é usada no teste ANSI/ESD S7.1.No entanto, o polímero entre os chips não é condutor.As medições diferiram em mais de cinco ordens de grandeza quando os rodízios tocaram o polímero não condutor entre os chips em vez dos chips condutores.
Para estações de trabalho ou cadeiras portáteis em conformidade com ANSI/ESD S20.20, a resistência de aterramento deve ser inferior a 1,0 x 109.
Para entender o problema, examinamos as dimensões dos rolos condutores e tentamos determinar quanta área de superfície eles realmente tocam o chão.Primeiro colocamos quatro folhas de papel sob os rolos e movemos o papel em quatro direções diferentes até que ele parasse de deslizar (veja a Figura 5).
Quando levantamos o papel, esperamos que as quatro folhas não se toquem.O espaço ou vazio nos mostrará o ponto de contato aproximado dos rolos com o piso.Antes de mover os rolos, colamos as folhas de papel para mantê-las no lugar.Depois rolamos as cadeiras do papel.Como conseguimos colocar bastante papel sob os rolos, esperávamos que a área de contato entre os rolos e os ladrilhos fosse muito pequena.Ficamos surpresos ao descobrir que era maior que uma barra de prata.Na verdade, a área de contato real é inferior a um centavo (consulte a Figura 5).
Figura 6: A área cinza sólida entre a moeda de 1/4 e a moeda representa a área de contato do lançador.
Pense em uma clareira no papel como uma janela de visualização.Movemos as janelas nos ladrilhos.Quando não vemos o chip preto dentro da janela de visualização, estamos olhando para a parte do ladrilho que não aterra o rodízio.Embora forneça algum grau de condutividade, quando a maior parte da área de contato do rolo está no espaço entre os cavacos, a resistência pode ser superior a 1,0 x 109.
Um rolo condutor típico tem cerca de 10 cm de diâmetro, mas tem uma área de contato de apenas 1 cm².Desse ponto de vista, a área de contato do sensor NFPA usado para medir a resistência da superfície do piso ESD ao solo é de 31 cm2.Distâncias entre partículas condutoras usadas na tecnologia de chip de baixa densidade (consulte a Figura 9) Os pisos ESD podem ser medidos em distâncias de 0,5 cm a 10 cm, com uma média de 2 a 5 cm./ESD STM 7.1 não pode prever se um determinado piso fornecerá consistentemente contato elétrico entre os rolos e o piso.
A única maneira de fazer uma determinação precisa é realizar uma amostra estatisticamente válida de medições de resistência usando carrinhos, rolos e pisos que a fábrica comprará.Isso deve ser feito antes de encomendar qualquer piso.Uma vez instalado o piso, é tarde demais para resolver o problema.A maioria dos fabricantes de pisos não fornece dados ou garantias sobre a resistência de contato do rolo.
Se colocarmos a mesma folha de papel com uma janela de visualização do tamanho de um contato de rolo em um ladrilho de vinil ESD feito de uma matriz de textura condutora densa, podemos mover a janela para qualquer lugar no ladrilho e ainda ver a textura.Devido ao pequeno espaçamento entre os núcleos, é impossível encontrar áreas não condutoras do piso nesta matriz condutora.Essa matriz densa de textura condutora aumenta a probabilidade de contato entre a pequena superfície da roda e os elementos condutores do ladrilho.Onde quer que vejamos veias, a condutividade do ladrilho aterrará cadeiras e carrinhos.
A placa de vinil ESD feita com tecnologia de fio condutor contém aproximadamente 150 pés lineares de fios condutores por pé quadrado.Visto desta perspectiva, as veias nos trinta e seis ladrilhos representam um ponto de contato condutor de uma milha.Com um número tão grande de pontos condutores, mesmo com contato com um rolo, os resultados da medição são 100% compatíveis com o padrão ANSI S20.20.Os pisos que usam tecnologia de chip condutor podem resolver esse problema?
Na fig.8 mostra uma comparação visual de um painel traseiro condutor discreto de baixa densidade (LD) e um plano traseiro condutor disperso (HD) de alta densidade.A distância entre lascas no piso LD pode ser de 0,5 a 5 cm dentro de um ladrilho ou placa.O espaçamento de cavacos raramente excede 0,5 cm em pisos de cavacos HD.Pisos de lascas podem ser produzidos em folhas ou rolos para instalação contínua.Devido a limitações do processo de fabricação, o Vein Technical Flooring não pode ser produzido em rolos.Os veios só podem ser usados como ladrilhos.
Figura 9: Observe a grande área de contato do sensor NFPA em comparação com um objeto real aterrado através do piso ESD: D – área de contato do sensor NFPA = aprox. 31 cm2E—Cinta típica do calcanhar: > 13 cm2G—Área de contato do rodízio = 1 cm2F—Área de contato da corrente de aterramento = insignificante 31 cm2E—Cinta típica do calcanhar: > 13 cm2G—Área de contato do rodízio = 1 cm2F—Área de contato da corrente de aterramento = insignificante 31 см2E — типичный пяточный ремень: > 13 см2G — площадь контакта с колесиком = 1 см2F — площадь контакта цеп и с землей = незначительная 31cm2E – Alça de calcanhar típica: > 13cm2G – Área de contato da roda = 1cm2F – Área de contato da corrente com o solo = insignificante 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 заз емлением = незначительна 31 cm2E – alça de calcanhar típica: > 13 cm2G – área de contato com o rolo = 1 cm2F – área de contato com o solo = insignificante
Pisos ESD devem ser totalmente avaliados por seus muitos recursos, incluindo compatibilidade com equipamentos de manuseio de materiais.Existem duas tecnologias principais para a produção de ladrilhos e placas ESD: tecnologia de núcleo condutivo e tecnologia de chip condutivo.A tecnologia usada para produzir pisos ESD afeta o desempenho.Em situações em que o piso deve ser aterrado para estações de trabalho móveis e carrinhos, os pisos condutivos são superiores aos pisos com tecnologia de chip de baixa a média densidade.Isso se deve à falta de pinos condutores em placas de chip condutivas típicas LD e de médio alcance.A nova tecnologia de chip de alta densidade resolve esse problema e oferece o mesmo nível de desempenho dos pisos com tecnologia de núcleo condutivo.
Dave Long é o CEO e fundador da Staticworx, Inc., fornecedora líder de pisos antiestáticos.Com mais de 30 anos de experiência na indústria, ele combina seu amplo conhecimento técnico de eletrostática e testes de substrato de concreto com uma compreensão prática de como os materiais se comportam em condições do mundo real.
Isso é exatamente o que descobri depois de alterar a especificação do piso ESD.Eu verifiquei todos os andares para ESD e era óbvio, mesmo olhando para eles.Além disso, os detritos vistos em superfícies de piso de baixa/média densidade nem sempre passam pelo nível inferior, portanto, não há caminho para o solo.Os pisos também não foram testados e variaram significativamente (embora tenham passado no teste de caminhada padrão).Os pisos texturizados e de maior densidade que tínhamos anteriormente eram mais resistentes do que as novas especificações.
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Horário da postagem: 17 de outubro de 2022