为电子制造行业选择使用地板?
工业制造行业里包括电子制造设施、微电子制造、电路板组装、电子测试和维修、洁净室、实验室和研发设施,比大多数其他生产场合具有更严格的静电控制要求。
具有高度敏感微电路的电子设备特别容易受到随机的静电放电而导致的尖峰电流造成的损坏。esd 协会在其标准 ansi/esd s20.20 中所设立的各个条款都是为保护这些敏感空间而定制的。
要建立一个有效的静电接地系统,我们要做好以下两点:
为防止随机静电事件的发生,防静电地板必须具有以下两个重要的特性:
1、提供小于或等于 10 亿欧姆 (≤ 1.0 x 10e9) 的可追溯接地路径;
2、防止超过 100 伏(<0 .1 kv) 的静电荷在人们行走时积累(称为人体行走电压)。
有效的接地路径
防静电地板在制造过程中会添加一些导电元素,例如碳颗粒或碳纤维。这些导电物质的功能主要是将静电从地板表面传输出去,穿过地板,传导至一体的导电层,最终到达大地。
所有的地板,无论是普通的还是防静电的,都会有一定程度的电阻。通俗地说,所有楼层都会有一定量的静电没办法通过自然路径到达地面。而我们的目标是选择具有足够导电性能的防静电地板,以提供有效的接地路径,但是也必须带一定的电阻,以满足使用或靠近带电设备的安全要求。
esd s20.20标准只对电子空间中的地板测量值提出了低于 1.0 x 10e9 ω的要求。
电阻读数过高(超过 1 x 10e8)的地板与鞋类结合使用时,地板可能没办法在足够快时间内传输静电荷以防止破坏性静电事件。
但是,如果地板的导电性太强(低于 1 x 10e5),带电设备和机器的电流可能会因过快的传输速度,而将人员置于危险之中。特别是在某些情况下(例如,如果有人在维修或检查大型机服务器),高导电性地板可能会大大地增加电气的安全隐患。
有效的静电防控的目标是找到“最佳位置”,让静电以合适的速度传导。这个位置或理想阻力不是一个绝对数字。相反,它是一个范围——即介于 1.0 x 10e5 和 1.0 x 10e8 ω之间(或介于 100,000 和 100,000,000 欧姆之间)。
有些人错误地认为,如果地板是导电的,它也是抗静电的,那这样就再也不会产生高电荷了。这是不对的。
电荷的产生是地板材料本身固有的特性,但是更多的电荷是人们在地板上行走时所穿的鞋类与地板之间的相互作用的结果。
地板的电荷产生能力是原材料本身固有的化学特性,另一方面,防静电型的乙烯基和环氧树脂的地板与普通型绝缘乙烯基和环氧树脂地板一样,都会在使用过程中产生静电。导电纤维、颗粒和碳粉等导电添加剂掺入普通材料中,从而使防静电地板形成从表面到地面的导电路径,但是,由于它们的密度相对较低,导电添加剂仅占整个地板总面积的很小一部分,所以,在大多数情况下,在这些防静电地板上行走的人主要还是与绝缘材料部分接触。这意味着当一个人在这类地板上行走时,他们还是会产生静电,会摩擦充电,就像他们在普通地板上行走时一样。
要做到在防静电地板上防止静电的唯一方法是强制使用特殊的静电鞋(即鞋跟、鞋底或脚跟带或导电鞋)。事实上,防静电橡胶和环氧树脂地板的设计主要也是用于防静电鞋类的配套使用,当静电鞋与防静电地板中的导电部分进行适当的接触,静电鞋就会以与产生静电相同的速度排出静电。
在某些情况下,鞋类和地板中的导电纤维之间的接触可能不足以有效排出大部分的静电荷。而了解地板是否会有效防止静电积聚的唯一方法是,首先,要确定在环境中穿什么类型的鞋类,其次,根据 stm97.2相关标准,在使用防静电地板之前需要进行样品测试,测试对象要穿在空间中使用的每种鞋(防静电和非 防静电,如果适用)进行测试。
大多数电子生产环境都制定了条款,要求所有人员都穿防静电鞋,但是大部企业却没能执行到位或没有强制执行。那么这种情况下,无论员工穿的是什么类型的鞋类,管理者都应该选择安装能够防止和抑制静电的地板。
并非所有鞋类的防静电性能都是一样的。
静电的产生不仅取决于地板材料,还取决于人们在环境内穿的鞋子。皮革是一种天然的低电荷产生材料,因为它具有独特的摩擦电特性和吸收水分(如地下水或汗水)的倾向;出于这个原因,皮革鞋底的鞋子产生的静电往往比大多数其他类型的街头鞋少。另一方面,带有绝缘聚氨酯鞋底的运动鞋比其他种类的鞋容易产生更多的静电。
在较低湿度的环境内,皮革的防静电性能也是比较差的,因此在评估防静电地板时,重要的是要考虑环境因素以及鞋类和地板材料。
众所周知,静电的产生是由地板材料和鞋类之间的摩擦接触引起的。如果穿着导电性鞋类的人在地板上行走会产生低于 100v的静电,那当他穿着鞋跟带或静电鞋时,身上就会产生远高于 100v的电荷。普通的鞋(非防静电鞋)会产生更多的静电,表现出更大的风险。这就是为什么在测试防静电地板的电气特性时,必须评估地板材料与人们将在空间中使用的所有类型的鞋的兼容性。
对于epa静电保护区域,最好的做法是缩小鞋类选择范围,并在测试对象穿着环境内指定的鞋类的情况下执行系统电阻 (97.1) 和电荷产生 (97.2) 的两项测试。如果指定了脚跟带,则测试者应佩戴脚跟带。如果允许使用鞋跟带和静电鞋,则进行两项测试,一项使用鞋跟带,一项使用指定的静电鞋。
同样重要的是,人们必须要明白如果在环境中穿着非静电鞋类或者穿着不同类型的静电鞋类,会发生什么事情,并做出相应的计划。
测量人体行走电压
为了满足 ansi/esd s20.20-2014 中的相关要求,我们使用ansi/esd stm97.2 内的测试方法进行人体行走电压测试,单位为v。
stm97.2 测试模式整个系统包括:人、鞋和地板。为确定地板/鞋类组合的兼容性,应进行多次测试,受试者穿着可能在环境中穿着的每种鞋类。结果符合当受试者在地板上行走时产生< 100 伏的静电的要求。对于用于处理 0 类组件的环境或制造、组装或处理超敏感电子设备的地板,理想情况下,系统应产生 < 20 伏的静电。
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