¿Cuál es el propósito de instalar un piso antiestático?La respuesta más común a esta pregunta es: "Necesitamos un piso ESD para evitar que la electricidad estática mueva al personal cuando trabaja en componentes y sistemas sensibles a la estática".alambres y topes de cordón.
Si bien esta respuesta destaca un atributo clave de un piso de ESD en funcionamiento, es de un nivel muy bajo.También vende muchos de los beneficios que los pisos ESD realmente ofrecen.Como todos los demás componentes de protección ESD, los suelos ESD son solo parte de un sistema integrado más grande que mantiene todas las piezas, máquinas, herramientas, embalajes, superficies de trabajo y personas con el mismo potencial.
Al evaluar un piso, los especificadores se guían por dos parámetros operativos principales: 1) la resistencia del sistema de piso;2) cuánta carga genera una persona al caminar por el suelo con un zapato en particular.Pero ¿qué pasa con los detalles en sí?¿Cómo los protegemos?Cuando transferimos partes de una operación a otra, no las ponemos en la palma de nuestra mano.Utilizamos bolsas ziplock, transpaletas con ruedas y posiblemente vehículos automatizados para mover piezas y sistemas.En operaciones de fabricación flexibles, los suelos ESD pueden incluso utilizarse como base principal para bancos de trabajo con ruedas.
Los pisos ESD están diseñados para evitar daños por ESD en piezas y ensamblajes electrónicos en áreas protegidas contra ESD (EPA).Hay varias razones para instalarlos.Un suelo ideal protege contra la electricidad estática:
Algunos suelos ESD satisfacen las tres necesidades.Otros evitan la acumulación de electricidad estática en las personas, pero hacen poco para proteger los equipos o poner a tierra las estaciones de trabajo móviles, los carros ESD y las sillas.
Para producir productos de calidad, tener la certificación ISO y satisfacer las necesidades del cliente, los equipos electrónicos deben cumplir con ANSI/ESD S20.20.Para cumplir con los requisitos de pisos ANSI 20.20 ESD, los compradores y especificadores generalmente se enfocan en la resistencia eléctrica del sistema de piso/adhesivo.Pero la resistencia es solo un parámetro de rendimiento.
Encontrar un piso que cumpla con los requisitos S20.20 para la resistencia punto a punto (RTT) y punto a tierra (RTG) es una tarea sencilla.El cumplimiento de todos los aspectos de ANSI/ESD S20.20 requiere que el piso realice múltiples funciones y no solo cumpla con los parámetros de resistencia.También es importante determinar la tensión máxima que el piso creará en una persona en combinación con un zapato en particular. Los muebles, las estaciones de trabajo móviles y los equipos también deben estar correctamente conectados a tierra a través del piso, con una resistencia entre las ruedas y la conexión a tierra del piso ESD dentro del rango aceptable de S20.20 (< 1,0 x109). Los muebles, las estaciones de trabajo móviles y los equipos también deben estar correctamente conectados a tierra a través del piso, con una resistencia entre las ruedas y la conexión a tierra del piso ESD dentro del rango aceptable de S20.20 (< 1,0 x109). Мебель, мобильные рабочие станции и оборудование также должны быть должным образом зазе млены через пол с сопротивлением между допустимого д иапазона S20.20 (< 1,0 h 109). Los muebles, las estaciones de trabajo móviles y los equipos también deben conectarse a tierra correctamente a través del piso con una resistencia entre las ruedas y la tierra del piso dentro del rango permitido de S20.20 (< 1,0 x 109).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 зазе млены через пол, при этом сопротивление между роликами и заземлением пола должно находиться в пределах допустимого диапазона S20.20 (< 1,0 x 109). Los muebles, las estaciones de trabajo móviles y los equipos también deben conectarse a tierra correctamente a través del piso, con la resistencia entre las ruedas y la tierra del piso dentro del rango permitido de S20,20 (< 1,0 x 109).
El piso de prueba se instaló como parte de una evaluación de tableros antiestáticos por parte del departamento de equipos de un fabricante de dispositivos médicos.Se evaluaron varias propiedades, incluida la planitud, las características de deslizamiento, la resistencia del sistema de piso, la generación de tensión en el casco, la facilidad de rodar de equipos pesados, el mantenimiento y la complejidad de la instalación y reparación.
Una de las opciones de pisos cumple con todos los criterios, incluida la posibilidad de utilizar su propia mano de obra para la instalación sin el uso de pegamento.Sin embargo, antes de ordenar el piso, el ingeniero de producción colocó varios carros móviles en el piso de prueba y midió la resistencia a tierra desde la superficie del carro a través de los rodillos conductores hasta un punto de tierra en el piso.
A pesar de que el piso por sí solo se había medido en el rango conductivo (< 1,0 x 106) según las pruebas ANSI/ESD S7.1, el piso no pasó la prueba de la estación de trabajo móvil, y las mediciones de resistencia a tierra de la superficie del carro oscilaron entre 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. Según ANSI/ESD S20.20, cualquier medida > 1,0 x 109 constituye una falla. A pesar de que el piso por sí solo se había medido en el rango conductivo (< 1,0 x 106) según las pruebas ANSI/ESD S7.1, el piso no pasó la prueba de la estación de trabajo móvil, y las mediciones de resistencia a tierra de la superficie del carro oscilaron entre 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. Según ANSI/ESD S20.20, cualquier medida > 1,0 x 109 constituye una falla. 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, а сопротивление поверхности теле жки при измерении сопротивления грунту варьировалось от 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. В соответствии с ANSI/ESD S20.20 любое измерение > 1,0 x 109 считается ошиб кой. Aunque el piso en sí se midió en el rango de conductividad (< 1,0 x 106) de acuerdo con las pruebas ANSI/ESD S7.1, el piso no pasó la prueba de la estación de trabajo móvil y la resistencia de la superficie del carro en la medición de la resistencia del suelo varió de 1,0 x 106 a 1,0 x 1012. Según ANSI/ESD S20.20, cualquier medida > 1,0 x 109 se considera un error.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1,0 x 106 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 соответстви и с тестами ANSI/ESD S7.1, пол не выдержал испытания мобильной рабочей станции с диапазоном сопротивлени я заземления от 1,0 x 106 до 1,0 x при измерении от тележки. Aunque el piso en sí se midió dentro del rango de conductividad (< 1,0 x 106) de acuerdo con las pruebas ANSI/ESD S7.1, el piso no pasó la prueba de la estación de trabajo móvil con un rango de resistencia a tierra de 1,0 x 106 a 1,0 x medido desde el carro.superficie 1012.Cualquier medida superior a 1,0 x 109 se considera una falla según ANSI/ESD S20.20.Siete de los primeros 40 puntos de prueba midieron valores por encima del máximo ANSI (ver Tabla 1).
Se realizaron más de 1000 mediciones en esta muestra.El porcentaje de matrimonio es de alrededor del 16%.¿Problema con el carrito de compras?Cuando se coloca sobre una placa de metal, la resistencia a tierra del carro está muy por debajo de 1,0 x 107. Para descartar la contaminación como una variable, los pisos y las ruedas se limpiaron a fondo y se volvieron a probar.Esto es ineficaz y las mediciones siguen siendo inaceptables.Simplemente mueva el carro una pulgada y la resistencia entre el carro y el piso cambia de cuatro a seis órdenes de magnitud.Dado que la resistencia del suelo y la resistencia de los rodillos del carro parecen ser constantes, la única variable que queda es la colocación aleatoria de los rodillos (rodillo y superficie del suelo) sobre la baldosa.
Las Figuras 2 y 3 muestran fotografías de transpaletas comúnmente utilizadas en las instalaciones de Electronic Manufacturing Services (EMS).El carro está estacionado en un sistema de piso que usa chips conductores.Este piso se clasificará como chips conductores de baja densidad (LD).Este sistema de piso especial proporciona un camino conductivo desde el chip de la superficie negra a través de su espesor hasta la capa de tierra cargada de carbono que se encuentra debajo.Use cinta de cobre de 24″ como punto de conexión a tierra.Cuando se probó con un sensor NFPA de 2,5″ (6,35 cm) y cinco libras (2,27 kg), la resistencia del piso estuvo muy por debajo de 1,0 x 106.
En la Figura 2, la medición del carro al suelo excede los límites (< 1.0 X 109) de ANSI/ESD S20.20. En la Figura 2, la medición del carro al suelo excede los límites (< 1.0 X 109) de ANSI/ESD S20.20.En la fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы (< 1,0 X 109) estándar ANSI/ESD S20.20. 2 La distancia entre el carro y el suelo supera los límites (< 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)。En la fig.2 расстояние между тележкой и землей превышает пределы ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109). 2 La distancia entre el carro y el suelo supera los límites ANSI/ESD S20.20 (< 1,0 X 109).En la Figura 3, las medidas de ajuste son el resultado de pequeños cambios en la posición del mismo vehículo en el mismo mosaico.Al igual que los resultados de la Tabla 1, estas mediciones de resistencia confirman una alta correlación entre cambios menores en la posición de la rueda y cambios significativos en la resistencia.
Al igual que los carros que se muestran en las Figuras 2 y 3, los carros utilizados por los fabricantes de dispositivos médicos constan de cuatro ruedas conductoras.La resistencia a tierra entre el carro y el punto de tierra cumple con los requisitos de ANSI/ESD el 84 % del tiempo.Una tasa de penetración del 84 % significa que el 16 % de las veces ninguno de los rodillos conductores hace suficiente contacto con la placa base conductora del chip.
Otra forma de ver esto es mirar los datos en términos de la probabilidad de que cuatro eventos consecutivos tengan el mismo resultado.En este caso, los eventos serán simultáneos.Por ejemplo, ¿cuál es la probabilidad de que, en un experimento de lanzamiento de una moneda, salga cara cuatro veces seguidas?Esta ecuación será
es la probabilidad de un evento multiplicado por sí mismo cuatro veces, o ½ x ½ x ½ x ½ = 1 en 16.
Si aplicamos ampliamente este enfoque a nuestro problema del piso (por simplicidad, excluimos la densidad de partículas del área total), podemos decir que después de 100 intentos, podemos tener aleatoriamente los cuatro rodillos que no hacen contacto con partículas conductoras en uno y al mismo tiempo 16 veces.Entonces, ¿cuál es la probabilidad de que un lanzador no toque las partículas conductoras?Como mínimo, cuestionamos la posibilidad de cuatro eventos sucesivos de uno u otro.Nuestra ecuación simple podría verse así.X veces X veces X = 16/100.Entonces, si encontramos X, la cuarta potencia de 16 es 2 y la cuarta potencia de 100 es 3.1.Básicamente, cualquier lanzador individual tiene un 66 % de posibilidades de no tocar el elemento conductor del suelo.
En primer lugar, este es un fuerte argumento a favor de instalar rodillos conductores en cada bastidor del carro.Pero la verdadera recompensa es conseguir ese viejo libro de estadísticas y hacer un experimento válido antes de asumir que cualquier piso ESD se conectará a tierra según los resultados de las pruebas de una estación de trabajo móvil compatible con ANSI/ESD 7.1.
Este problema se puede evitar fácilmente al comprar pisos nuevos.Al evaluar un piso ESD, el piso debe evaluarse como parte de la instalación y como un proceso dentro de la instalación.Se debe probar la compatibilidad de los pisos con todos los componentes de protección ESD, incluida la manipulación.Un piso completamente funcional puede actuar como un ancla para todos los requisitos de puesta a tierra móvil.
Una característica clave de muchos pisos ESD es la capacidad de eliminar el proceso de vinculación engorroso y redundante dentro de la EPA.Los pisos ESD también eliminan la necesidad de colocar los componentes en estuches de transporte cubiertos y bolsas protectoras.Pero para eliminar el uso de engorrosos protocolos de empaque y seguridad, el piso debe proporcionar un camino de tierra adecuado para que se mueva el manejo de los rodillos.
Algunos pisos ESD no pueden conectar a tierra de manera efectiva los rodillos conductores debido al contacto deficiente entre los rodillos o las guías y la baja densidad de puntos o astillas conductoras en la superficie del piso.En algunos casos, las capas ligeras de revestimientos cerámicos o de poliuretano de bajo mantenimiento, aplicadas de fábrica a la superficie del piso, pueden exacerbar el problema.Estos recubrimientos curables por UV reducen los costos de mantenimiento.La mayoría de las pruebas han demostrado que el recubrimiento microdelgado aumenta la resistencia del piso y reduce el control del estrés del andador.
La conductividad de algunas losetas de vinilo ESD se debe a chips conductores colocados al azar, como las losetas que se muestran en la Figura 4. Las virutas negras son los únicos elementos conductores en la superficie de la loseta.El resto de la superficie es vinilo liso, un polímero aislante que no proporciona conexión a tierra.
Como se muestra en la Figura 4, podemos evaluar esta posibilidad volteando la sonda NFPA sobre su borde y midiendo el área de contacto entre el chip conductor y tierra.La muestra de mosaico que se muestra aquí mide menos de 1,0 x 106 cuando se usa toda la superficie del sensor de 31 cm2 en la prueba ANSI/ESD S7.1.Sin embargo, el polímero entre los chips no es conductor.Las medidas diferían en más de cinco órdenes de magnitud cuando las ruedas tocaban el polímero no conductor entre los chips en lugar de los chips conductores.
Para estaciones de trabajo portátiles o sillas que cumplan con ANSI/ESD S20.20, la resistencia a tierra debe ser inferior a 1,0 x 109.
Para comprender el problema, observamos las dimensiones de los rodillos conductores e intentamos determinar cuánta superficie realmente tocan el piso.Primero colocamos cuatro hojas de papel debajo de los rodillos y movimos el papel en cuatro direcciones diferentes hasta que dejó de deslizarse (ver Figura 5).
Cuando levantamos el papel, esperamos que las cuatro hojas no se toquen.El espacio o vacío nos indicará el punto de contacto aproximado de los rodillos con el suelo.Antes de mover los rodillos, pegamos las hojas de papel para mantenerlas en su lugar.Luego sacamos las sillas del papel.Dado que pudimos colocar una gran cantidad de papel debajo de los rodillos, esperábamos que el área de contacto entre los rodillos y las baldosas fuera muy pequeña.Nos sorprendió descubrir que era más grande que una barra de plata.De hecho, el área de contacto real es menos de una moneda de diez centavos (vea la Figura 5).
Figura 6: El área gris sólida entre la moneda de 1/4 y la moneda representa el área de contacto del lanzador.
Piense en un claro en papel como una ventana de visualización.Movemos las ventanas sobre los azulejos.Cuando no vemos el chip negro dentro de la ventana de visualización, estamos viendo la parte de la loseta que no conecta a tierra la rueda.Aunque proporciona cierto grado de conductividad, cuando la mayor parte del área de contacto de los rodillos está en el espacio entre las virutas, la resistencia puede ser superior a 1,0 x 109.
Un rodillo conductor típico tiene unos 10 cm de diámetro pero tiene un área de contacto de solo 1 cm².Desde este punto de vista, el área de contacto del sensor NFPA utilizado para medir la resistencia de la superficie del piso ESD al suelo es de 31 cm2.Distancias entre partículas conductoras utilizadas en la tecnología de chip de baja densidad (consulte la Figura 9) Los pisos ESD se pueden medir a distancias de 0,5 cm a 10 cm, con un promedio de 2 a 5 cm./ESD STM 7.1 no puede predecir si un piso en particular proporcionará contacto eléctrico constante entre los rodillos y el piso.
La única forma de hacer una determinación precisa es realizar una muestra estadísticamente válida de mediciones de resistencia utilizando carros, rodillos y pisos que comprará la fábrica.Esto debe hacerse antes de ordenar cualquier piso.Una vez que se instala el piso, es demasiado tarde para solucionar el problema.La mayoría de los fabricantes de pisos no brindan datos ni garantías con respecto a la resistencia de contacto de los rodillos.
Si colocamos la misma hoja de papel con una ventana de visualización del tamaño de un rodillo de contacto sobre una loseta de vinilo ESD hecha de una matriz de textura conductora densa, podemos mover la ventana a cualquier parte de la loseta y seguir viendo la textura.Debido al estrecho espacio entre los núcleos, es imposible encontrar áreas no conductoras del suelo en esta matriz conductora.Esta densa matriz de textura conductora aumenta la probabilidad de contacto entre la diminuta superficie de la rueda y los elementos conductores de la loseta.Dondequiera que veamos vetas, la conductividad de la teja hará que muelan sillas y carros.
Las baldosas de vinilo ESD fabricadas con tecnología de alambre conductivo contienen aproximadamente 150 pies lineales de alambre conductivo por pie cuadrado.Visto desde esta perspectiva, las vetas de los treinta y seis mosaicos representan un punto de contacto conductor de una milla de largo.Con una cantidad tan grande de puntos conductores, incluso con contacto con un rodillo, los resultados de la medición cumplen al 100 % con el estándar ANSI S20.20.¿Pueden los suelos que utilizan tecnología de chip conductivo resolver este problema?
En la fig.8 muestra una comparación visual de una placa posterior de matriz conductora discreta de baja densidad (LD) y una placa posterior conductora dispersa (HD) de alta densidad.La distancia entre las virutas en el suelo LD puede ser de 0,5 a 5 cm dentro de una loseta o lámina.El espacio entre las virutas rara vez supera los 0,5 cm en los suelos de virutas HD.Los pisos de astillas se pueden producir en láminas o rollos para una instalación perfecta.Debido a las limitaciones del proceso de fabricación, Vein Technical Flooring no se puede producir en rollos.Las venas solo se pueden usar como fichas.
Figura 9: Tenga en cuenta la gran área de contacto del sensor NFPA en comparación con un objeto real conectado a tierra a través del suelo ESD: D – área de contacto del sensor NFPA = aprox. 31 cm2E—Típica correa del talón: > 13 cm2G—Área de contacto de la rueda = 1 cm2F—Área de contacto de la cadena con el suelo = insignificante 31 cm2E—Típica correa del talón: > 13 cm2G—Área de contacto de la rueda = 1 cm2F—Área de contacto de la cadena con el suelo = insignificante 31 см2E — типичный пяточный ремень: > 13 см2G — площадь контакта с колесиком = 1 см2F — площадь конт акта цепи с землей = незначительная 31 cm2E – Correa típica del talón: > 13 cm2G – Área de contacto de la rueda = 1 cm2F – Área de contacto de la cadena con el suelo = 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 контак та с заземлением = незначительна 31 cm2E – correa típica del talón: > 13 cm2G – área de contacto del rodillo = 1 cm2F – área de contacto con el suelo = insignificante
Los pisos ESD deben evaluarse completamente por sus muchas características, incluida la compatibilidad con el equipo de manejo de materiales.Hay dos tecnologías principales para la producción de baldosas y láminas ESD: tecnología de núcleo conductivo y tecnología de chips conductivos.La tecnología utilizada para producir suelos ESD afecta al rendimiento.En situaciones en las que el piso debe estar conectado a tierra para estaciones de trabajo móviles y carros, los pisos conductores son superiores a los pisos con tecnología de chips de densidad baja a media.Esto se debe a la falta de pines conductores en las típicas placas de chip conductoras LD y de rango medio.La nueva tecnología de chip de alta densidad resuelve este problema y proporciona el mismo nivel de rendimiento que los suelos con tecnología de núcleo conductivo.
Dave Long es el director ejecutivo y fundador de Staticworx, Inc., un proveedor líder de pisos libres de estática.Con más de 30 años de experiencia en la industria, combina su amplio conocimiento técnico de electrostática y pruebas de sustratos de concreto con una comprensión práctica de cómo se comportan los materiales en condiciones del mundo real.
Esto es exactamente lo que descubrí después de cambiar la especificación del piso ESD.Revisé todos los pisos en busca de ESD y era obvio incluso al mirarlos.Además, los escombros que se ven en las superficies del piso de baja o mediana densidad no siempre pasan por el nivel inferior, por lo que no hay un camino hacia el suelo.Los pisos tampoco fueron probados y variaron significativamente (aunque pasaron la prueba de caminar estándar).Los pisos texturizados y de mayor densidad que teníamos anteriormente eran más resistentes que las nuevas especificaciones.
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Hora de publicación: 17-oct-2022