A quoi sert la pose d'un sol antistatique ?La réponse la plus courante à cette question est : "Nous avons besoin d'un sol ESD pour empêcher l'électricité statique de déplacer le personnel lors de travaux sur des composants et des systèmes sensibles à l'électricité statique."fils et arrêts de cordon.
Bien que cette réponse mette en évidence un attribut clé d'un sol ESD fonctionnel, il s'agit d'un niveau très bas.Il vend également de nombreux avantages qu'offrent réellement les sols ESD.Comme tous les autres composants de protection ESD, les sols ESD ne sont qu'une partie d'un système intégré plus large qui maintient toutes les pièces, machines, outils, emballages, surfaces de travail et personnes au même potentiel.
Lors de l'évaluation d'un plancher, les prescripteurs sont guidés par deux paramètres opérationnels principaux : 1) la résistance du système de plancher ;2) combien de charge une personne génère en marchant sur le sol dans une chaussure particulière.Mais qu'en est-il des détails eux-mêmes ?Comment les protège-t-on ?Lorsque nous transférons des pièces d'une opération à une autre, nous ne les mettons pas dans la paume de notre main.Nous utilisons des sacs ziplock, des transpalettes à roues et éventuellement des véhicules automatisés pour déplacer les pièces et les systèmes.Dans les opérations de fabrication flexibles, les sols ESD peuvent même être utilisés comme base principale pour les établis à roulettes.
Les sols ESD sont conçus pour empêcher les dommages ESD aux pièces et assemblages électroniques dans les zones protégées ESD (EPA).Il existe diverses raisons pour les installer.Un sol idéal protège contre l'électricité statique :
Certains sols ESD répondent aux trois besoins.D'autres empêchent l'accumulation d'électricité statique sur les personnes, mais font peu pour protéger l'équipement ou mettre à la terre les postes de travail mobiles, les chariots ESD et les chaises.
Afin de fabriquer des produits de qualité, d'être certifiés ISO et de répondre aux besoins des clients, les équipements électroniques doivent être conformes à la norme ANSI/ESD S20.20.Pour répondre aux exigences de revêtement de sol ANSI 20.20 ESD, les acheteurs et les prescripteurs se concentrent généralement sur la résistance électrique du système de revêtement de sol/adhésif.Mais la résistance n'est qu'un paramètre de performance.
Trouver un sol qui répond aux exigences S20.20 pour la résistance point à point (RTT) et point à terre (RTG) est une tâche simple.La conformité à tous les aspects de la norme ANSI/ESD S20.20 exige que le sol remplisse de multiples fonctions, et pas seulement qu'il réponde aux paramètres de résistance.Il est également important de déterminer le stress maximal que le sol créera sur une personne en combinaison avec une chaussure particulière. Les meubles, les postes de travail mobiles et les équipements doivent également être correctement mis à la terre à travers le sol, avec une résistance entre les roulettes et la terre du sol ESD dans la plage acceptable S20.20 (< 1,0 x109). Les meubles, les postes de travail mobiles et les équipements doivent également être correctement mis à la terre à travers le sol, avec une résistance entre les roulettes et la terre du sol ESD dans la plage acceptable S20.20 (< 1,0 x109). Мебель, мобильные рабочие станции и оборудование также должны быть должным образом заземлены через пол с сопротивлением между роликами и заземлением пола в пределах до пустимого диапазона S20.20 (< 1,0 x 109). Les meubles, les postes de travail mobiles et l'équipement doivent également être correctement mis à la terre à travers le sol avec une résistance entre les roulettes et le sol dans la plage autorisée 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)。S20.2 0 可 接受 范围 内 (<1.0 x109)。。 Мебель, мобильные рабочие станции и оборудование также должны быть должным образом заземлены через пол, при этом сопротивление между роликами и заземлением пола должно находиться в пределах допустимого диапазона S20.20 (< 1,0 x 109). Les meubles, les postes de travail mobiles et les équipements doivent également être correctement mis à la terre par le sol, la résistance entre les roulettes et le sol étant dans la plage autorisée de S20.20 (< 1,0 x 109).
Le sol d'essai a été installé dans le cadre d'une évaluation de panneaux antistatiques par le service équipement d'un fabricant de dispositifs médicaux.Diverses propriétés ont été évaluées, notamment la planéité, les caractéristiques de glissement, la résistance du système de plancher, la génération de contraintes sur la coque, la facilité de roulement de l'équipement lourd, l'entretien et la complexité de l'installation et de la réparation.
L'une des options de revêtement de sol répond à tous les critères, y compris la possibilité d'utiliser votre propre main-d'œuvre pour l'installation sans utiliser de colle.Cependant, avant de commander le sol, l'ingénieur de production a placé plusieurs chariots mobiles sur le sol d'essai et a mesuré la résistance au sol de la surface du chariot à travers les rouleaux conducteurs jusqu'à un point de masse sur le sol.
Malgré le fait que le sol lui-même avait mesuré dans la plage conductrice (< 1,0 x 106) selon les tests ANSI/ESD S7.1, le sol a échoué au test du poste de travail mobile, la résistance aux mesures au sol de la surface du chariot allant de 1,0 x 106 à 1,0 x 1012. Selon ANSI/ESD S20.20, toute mesure > 1,0 x 109 constitue une défaillance. Malgré le fait que le sol lui-même avait mesuré dans la plage conductrice (< 1,0 x 106) selon les tests ANSI/ESD S7.1, le sol a échoué au test du poste de travail mobile, la résistance aux mesures au sol de la surface du chariot allant de 1,0 x 106 à 1,0 x 1012. Selon ANSI/ESD S20.20, toute mesure > 1,0 x 109 constitue une défaillance. Несмотря на то, что пол сам по себе был измерен в диапазоне проводимости (< 1,0 x 106) в соо тветствии с тестами ANSI/ESD S7.1, et non plus прошел тест на мобильную рабочую станцию, а сопротив ление поверхности тележки при измерении сопротивления грунту варьировалось от 1,0 x 106 до 1,0 x 1012. В соответствии с ANSI/ESD S20.20 любое измерение > 1,0 x 109 счит ается ошибкой. Bien que le sol lui-même ait été mesuré dans la plage de conductivité (< 1,0 x 106) conformément aux tests ANSI/ESD S7.1, le sol n'a pas réussi le test du poste de travail mobile et la résistance de surface du chariot dans la mesure de la résistance au sol variait de 1,0 x 106 à 1,0 x 1012. Selon ANSI/ESD S20.20, toute mesure > 1,0 x 109 est considérée comme une erreur.尽管根据ANSI/ESD S7.1 测试,地板本身已在导电范围(< 1.0 x 106)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。 Несмотря на то, что сам пол был измерен в пределах диапазона проводимости (< 1,0 x 106) в соответствии с тестами ANSI/ESD S7.1. пазоном сопротивления заземления от 1,0 x 106 до 1,0 x plus de 1 000 000 000 000. Bien que le sol lui-même ait été mesuré dans la plage de conductivité (< 1,0 x 106) conformément aux tests ANSI/ESD S7.1, le sol a échoué au test du poste de travail mobile avec une plage de résistance au sol de 1,0 x 106 à 1,0 x mesurée à partir du chariot.surface 1012.Toute mesure supérieure à 1,0 x 109 est considérée comme une défaillance selon ANSI/ESD S20.20.Sept des 40 premiers points de test ont mesuré des valeurs supérieures au maximum ANSI (voir tableau 1).
Plus de 1000 mesures ont été effectuées sur cet échantillon.Le pourcentage de mariage est d'environ 16%.Problème de panier ?Lorsqu'il est placé sur une plaque de métal, la résistance au sol du chariot est bien inférieure à 1,0 x 107. Pour exclure toute contamination en tant que variable, les sols et les roulettes ont été soigneusement nettoyés et retestés.Ceci est inefficace et les mesures sont encore inacceptables.Il suffit de déplacer le chariot d'un pouce et la résistance entre le chariot et le sol change de quatre à six ordres de grandeur.Étant donné que la résistance du sol et la résistance des rouleaux du chariot semblent être constantes, la seule variable restante est le placement aléatoire des rouleaux (rouleau et surface du sol) sur le carreau.
Les figures 2 et 3 montrent des photographies de transpalettes couramment utilisés dans les installations des services de fabrication électronique (EMS).Le chariot est garé sur un système de plancher qui utilise des puces conductrices.Ce plancher sera classé comme puces conductrices à faible densité (LD).Ce système de plancher spécial fournit un chemin conducteur depuis la puce de surface noire à travers son épaisseur jusqu'à la couche de sol chargée de carbone en dessous.Utilisez du ruban de cuivre de 24″ comme point de mise à la terre.Lors d'un test avec un capteur NFPA de 2,5″ (6,35 cm) et cinq livres (2,27 kg), la résistance du sol était bien inférieure à 1,0 x 106.
Dans la Figure 2, la mesure du chariot au sol dépasse les limites (< 1,0 X 109) de la norme ANSI/ESD S20.20. Dans la Figure 2, la mesure du chariot au sol dépasse les limites (< 1,0 X 109) de la norme ANSI/ESD S20.20.Sur la fig.2 niveaux de protection et de protection contre les erreurs (< 1,0 X 109) selon ANSI/ESD S20.20. 2 La distance entre le chariot et le sol dépasse les limites (< 1,0 X 109) de ANSI/ESD S20.20.。 ANSI/ESD S20.20 的限制(< 1.0 X 109)。Sur la fig.2 niveaux de sécurité et de sécurité pour ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109). 2 La distance entre le chariot et le sol dépasse les limites ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109).Dans la figure 3, les mesures d'ajustement sont le résultat de petits changements dans la position du même véhicule sur la même tuile.Comme les résultats du tableau 1, ces mesures de résistance confirment une forte corrélation entre des modifications mineures de la position du lanceur et des modifications importantes de la résistance.
Comme les chariots illustrés aux figures 2 et 3, les chariots utilisés par les fabricants de dispositifs médicaux sont constitués de quatre roulettes conductrices.La résistance au sol entre le chariot et le point de masse répond aux exigences ANSI/ESD 84 % du temps.Un taux de pénétration de 84 % signifie que 16 % du temps, aucun des rouleaux conducteurs n'entre en contact suffisant avec la plaque de base conductrice de la puce.
Une autre façon de voir cela est de regarder les données en termes de probabilité que quatre événements consécutifs aient le même résultat.Dans ce cas, les événements seront simultanés.Par exemple, quelle est la probabilité que, dans une expérience de tirage au sort, face sorte quatre fois de suite ?Cette équation sera
est la probabilité d'un événement multiplié par lui-même quatre fois, ou ½ x ½ x ½ x ½ = 1 sur 16.
Si nous appliquons largement cette approche à notre problème de sol (pour simplifier, nous excluons la densité des particules de la surface totale), nous pouvons dire qu'après 100 tentatives, nous pouvons avoir au hasard les quatre rouleaux qui ne touchent pas les particules conductrices en un et en même temps 16 fois.Alors, quelle est la probabilité qu'un lanceur de sorts ne touche pas les particules conductrices ?À tout le moins, nous remettons en question la possibilité de quatre événements successifs soit-ou.Notre équation simple pourrait ressembler à ceci.X fois X fois X = 16/100.Donc, si nous trouvons X, la quatrième puissance de 16 est 2, et la quatrième puissance de 100 est 3,1.Fondamentalement, n'importe quel lanceur a 66 % de chances de ne pas toucher l'élément conducteur au sol.
Tout d'abord, c'est un argument de poids en faveur de l'installation de galets conducteurs sur chaque crémaillère du chariot.Mais le vrai gain est de se procurer cet ancien livre de statistiques et de faire une expérience valide avant de supposer qu'un sol ESD sera mis à la terre sur la base des résultats des tests d'un poste de travail mobile conforme à ANSI/ESD 7.1.
Ce problème peut être facilement évité lors de l'achat de nouveaux sols.Lors de l'évaluation d'un sol ESD, le sol doit être évalué dans le cadre de l'installation et en tant que processus au sein de l'installation.Les sols doivent être testés pour la compatibilité avec tous les composants de protection ESD, y compris la manipulation.Un sol entièrement fonctionnel peut servir d'ancrage pour toutes les exigences de mise à la terre mobile.
Une caractéristique clé de nombreux sols ESD est la capacité d'éliminer le processus de liaison fastidieux et redondant au sein de l'EPA.Les sols ESD éliminent également le besoin de placer les composants dans des mallettes de transport couvertes et des sacs de protection.Mais pour éliminer l'utilisation de protocoles d'emballage et de sécurisation encombrants, le sol doit fournir un chemin au sol adéquat pour la manipulation des rouleaux à déplacer.
Certains sols ESD ne peuvent pas mettre efficacement à la terre les rouleaux conducteurs en raison d'un mauvais contact entre les rouleaux ou les guides et de la faible densité de points ou de copeaux conducteurs sur la surface du sol.Dans certains cas, de légères couches de revêtements en polyuréthane ou en céramique à faible entretien, appliquées en usine sur la surface du sol, peuvent aggraver le problème.Ces revêtements durcissables aux UV réduisent les coûts de maintenance.La plupart des tests ont montré que le revêtement micro-fin augmente la résistance du sol et réduit le contrôle du stress du marcheur.
La conductivité de certaines dalles en vinyle ESD est due à des puces conductrices placées de manière aléatoire, comme les dalles illustrées à la figure 4. Les copeaux noirs sont les seuls éléments conducteurs à la surface des dalles.Le reste de la surface est en vinyle uni, un polymère isolant qui ne fournit pas de connexion à la terre.
Comme le montre la figure 4, nous pouvons évaluer cette possibilité en retournant la sonde NFPA sur son bord et en mesurant la zone de contact entre la puce conductrice et la masse.L'échantillon de carreaux illustré ici mesure moins de 1,0 x 106 lorsque la totalité de la surface du capteur de 31 cm2 est utilisée dans le test ANSI/ESD S7.1.Cependant, le polymère entre les puces n'est pas conducteur.Les mesures différaient de plus de cinq ordres de grandeur lorsque les roulettes touchaient le polymère non conducteur entre les puces plutôt que les puces conductrices.
Pour les postes de travail portables ou les fauteuils conformes à la norme ANSI/ESD S20.20, la résistance de terre doit être inférieure à 1,0 x 109.
Pour comprendre le problème, nous avons examiné les dimensions des rouleaux conducteurs et essayé de déterminer la surface sur laquelle ils touchent réellement le sol.Nous avons d'abord placé quatre feuilles de papier sous les rouleaux et avons déplacé le papier dans quatre directions différentes jusqu'à ce qu'il cesse de glisser (voir Figure 5).
Lorsque nous soulevons le papier, nous nous attendons à ce que les quatre feuilles ne se touchent pas.L'espace ou le vide nous montrera le point de contact approximatif des rouleaux avec le sol.Avant de déplacer les rouleaux, nous avons scotché les feuilles de papier ensemble pour les maintenir en place.Ensuite, nous avons roulé les chaises sur le papier.Comme nous pouvions placer une grande quantité de papier sous les rouleaux, nous nous attendions à ce que la zone de contact entre les rouleaux et les carreaux de sol soit très petite.Nous avons été surpris de constater qu'il était plus grand qu'un lingot d'argent.En fait, la zone de contact réelle est inférieure à un centime (voir Figure 5).
Figure 6 : La zone grise continue entre la pièce 1/4 et la pièce représente la zone de contact du lanceur.
Considérez une clairière sur papier comme une fenêtre d'observation.Nous déplaçons les fenêtres sur les tuiles.Lorsque nous ne voyons pas la puce noire à l'intérieur de la fenêtre de visualisation, nous regardons la partie de la tuile qui ne met pas à la terre le lanceur.Bien qu'il fournisse un certain degré de conductivité, lorsque la majeure partie de la zone de contact du rouleau se trouve dans l'espace entre les puces, la résistance peut être supérieure à 1,0 x 109.
Un rouleau conducteur typique mesure environ 10 cm de diamètre mais a une surface de contact de seulement 1 cm².De ce point de vue, la surface de contact du capteur NFPA utilisé pour mesurer la résistance de la surface du sol ESD au sol est de 31 cm2.Distances entre les particules conductrices utilisées dans la technologie des puces à faible densité (voir Figure 9) Les sols ESD peuvent être mesurés à des distances de 0,5 cm à 10 cm, avec une moyenne de 2 à 5 cm./ESD STM 7.1 ne peut pas prédire si un sol particulier fournira systématiquement un contact électrique entre les rouleaux et le sol.
La seule façon de faire une détermination précise est d'effectuer un échantillon statistiquement valide de mesures de résistance à l'aide de chariots, de rouleaux et de planchers que l'usine achètera.Cela doit être fait avant de commander des planchers.Une fois le plancher installé, il est trop tard pour régler le problème.La plupart des fabricants de revêtements de sol ne fournissent pas de données ou de garanties concernant la résistance de contact des rouleaux.
Si nous plaçons la même feuille de papier avec une fenêtre de visualisation de la taille d'un rouleau sur un carreau de vinyle ESD fabriqué à partir d'une matrice de texture conductrice dense, nous pouvons déplacer la fenêtre n'importe où sur le carreau et toujours voir la texture.En raison du faible espacement entre les noyaux, il est impossible de trouver des zones non conductrices du sol dans cette matrice conductrice.Cette matrice dense de texture conductrice augmente la probabilité de contact entre la surface minuscule de la roue et les éléments conducteurs de la dalle.Partout où nous voyons des veines, la conductivité de la tuile mettra à la terre les chaises et les chariots.
Les carreaux de vinyle ESD fabriqués à l'aide de la technologie des fils conducteurs contiennent environ 150 pieds linéaires de fils conducteurs par pied carré.Vu sous cet angle, les veines des trente-six carreaux représentent un point de contact conducteur d'un kilomètre de long.Avec un si grand nombre de points conducteurs, même en contact avec un rouleau, les résultats de mesure sont conformes à 100 % à la norme ANSI S20.20.Les sols utilisant la technologie des puces conductrices peuvent-ils résoudre ce problème ?
Sur la fig.8 montre une comparaison visuelle d'un fond de panier de puce conductrice discrète à faible densité (LD) et d'un fond de panier conducteur dispersé à haute densité (HD).La distance entre les copeaux sur le sol LD peut être de 0,5 à 5 cm à l'intérieur d'un carreau ou d'une feuille.L'espacement des copeaux dépasse rarement 0,5 cm sur les sols à copeaux HD.Les sols en copeaux peuvent être produits en feuilles ou en rouleaux pour une installation homogène.En raison des limitations du processus de fabrication, le revêtement de sol technique Vein ne peut pas être produit en rouleaux.Les veines ne peuvent être utilisées que comme tuiles.
Figure 9 : Notez la grande surface de contact du capteur NFPA par rapport à un objet réel mis à la terre à travers le sol ESD : D - surface de contact du capteur NFPA = env. 31 cm2E—Sangle de talon typique : > 13 cm2G—Zone de contact de la roulette = 1 cm2F—Zone de contact de la chaîne au sol = négligeable 31 cm2E—Sangle de talon typique : > 13 cm2G—Zone de contact de la roulette = 1 cm2F—Zone de contact de la chaîne au sol = négligeable 31 см2E — типичный пяточный ремень: > 13 см2G — площадь контакта с колесиком = 1 см2F — площа дь контакта цепи с землей = незначительная 31cm2E - Sangle de talon typique : > 13cm2G - Zone de contact de la roue = 1cm2F - Zone de contact de la chaîne au sol = négligeable 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 – площад ь контакта с заземлением = незначительна 31 cm2E – sangle de talon typique : > 13 cm2G – surface de contact du rouleau = 1 cm2F – surface de contact au sol = négligeable
Les sols ESD doivent être entièrement évalués pour leurs nombreuses caractéristiques, y compris la compatibilité avec les équipements de manutention.Il existe deux technologies principales pour la production de dalles et de plaques de sol ESD : la technologie à noyau conducteur et la technologie à puce conductrice.La technologie utilisée pour produire les sols ESD affecte les performances.Dans les situations où le sol doit être mis à la terre pour les postes de travail mobiles et les chariots, les sols conducteurs sont supérieurs aux sols à technologie à puce de faible à moyenne densité.Cela est dû au manque de broches conductrices dans les cartes à puce conductrices LD et milieu de gamme typiques.La nouvelle technologie de puce à haute densité résout ce problème et offre le même niveau de performance que les sols à technologie de noyau conducteur.
Dave Long est le PDG et fondateur de Staticworx, Inc., un fournisseur leader de revêtements de sol antistatiques.Avec plus de 30 ans d'expérience dans l'industrie, il combine ses connaissances techniques approfondies de l'électrostatique et des tests de substrats en béton avec une compréhension pratique du comportement des matériaux dans des conditions réelles.
C'est exactement ce que j'ai découvert après avoir modifié les spécifications du sol ESD.J'ai vérifié tous les étages pour l'ESD et c'était évident même en les regardant.De plus, les débris vus sur les surfaces de plancher de faible/moyenne densité ne traversent pas toujours le niveau inférieur, il n'y a donc pas de chemin vers le sol.Les sols n'ont pas non plus été testés et variaient considérablement (bien qu'ils aient réussi le test de marche standard).Les sols plus denses et texturés que nous avions auparavant étaient plus résistants que les nouvelles spécifications.
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Heure de publication : 17 octobre 2022