Zabezpieczenia antystatyczne – materiały chroniące przed ESD

Jak stworzyć skuteczną strefę EPA.

Ochrona ESD stóp

• Ochrona przed ESD i praca koordynatora ESD?
• Strefy EPA – skuteczna ochrona ESD
• Preparaty antystatyczne, gąbki ESD, maty ESD

Zgodnie z definicją „ładunek elektryczny to wielkość fizyczna charakteryzująca ciała podlegające działaniu pola elektromagnetycznego i będące źródłem takiego pola”. Z występowaniem ładunku mamy do czynienia nie tylko przy stole warsztatowym, choć wtedy jest on najbardziej niebezpieczny, ale także przy zupełnie codziennych czynnościach, jak np. przeczesywanie włosów czy zdejmowanie swetra. Podczas każdej z opisanych czynności dochodzi do wyładowania elektrostatycznego.

Elektryczność statyczna często powoduje wyładowania elektrostatyczne w procesie zwanym efektem tryboelektrycznym. Kiedy powierzchnie materiałów stykają się, a następnie rozdzielają, może wystąpić przemieszczenie potencjału elektrycznego w powietrzu między tymi dwiema substancjami, co skutkuje zdarzeniem ESD. Chociaż można zaobserwować w tym procesie iskrę, to wiele zdarzeń tego typu występuje bez jej obecności.

ESD jest niebezpieczne lub destrukcyjne w wielu sytuacjach. Iskrzenie jest naturalnie problemem w każdym obszarze, w którym występuje łatwopalny gaz lub ciecz, a te zastosowania wymagają ścisłych środków bezpieczeństwa, aby zapobiec gromadzeniu się i rozładowaniu elektryczności statycznej. Małe, niewidoczne zdarzenia wyładowań elektrostatycznych mogą również powodować poważne problemy w obszarze wrażliwych podzespołów elektronicznych. Mikrochipy układów scalonych są szczególnie podatne na wyładowania elektrostatyczne. Wyładowanie tak małe jak 30V, które jest trudne do wykrycia za pomocą naszych zmysłów, jest więcej niż wystarczające, aby uszkodzić większość układów scalonych. Podczas procesów produkcyjnych i montażowych mogą wystąpić niełatwe do wykrycia uszkodzenia elementów. Część elektroniczna poddana niewielkiemu wyładowaniu elektrostatycznemu niekoniecznie ulegnie natychmiastowej awarii, ale może ono skrócić żywotność zmontowanych urządzeń.

Ochrona przed ESD i praca koordynatora ESD?

Stworzenie praktycznie pozbawionego ładunków elektrostatycznych środowiska produkcyjnego wymaga staranności i wykorzystania specjalistycznych materiałów. Ważna jest postawa samych pracowników, którzy przebywają w takich przestrzeniach. Dodatkowy wysiłek skutkuje zmniejszeniem strat materiału i poprawą jakości. Poniższa lista zawiera kilka elementów niezbędnych do utworzenia obszaru roboczego, chronionego przed wyładowaniami elektrostatycznymi.

1. Sprzęt monitorujący: Mierniki zdolne do wykrywania i mierzenia wszystkich zdarzeń ESD.

2. Miejsca pracy o ograniczonej powierzchni statycznej: Maty podłogowe czy stołowe wykonane z materiałów przewodzących; dodatkowo antystatyczne opaski na nadgarstki i osuszacze zmniejszają prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzeń ESD i powodują zapewnienie większej ochrony.

3. Stosowanie materiałów antystatycznych: Odporne na ładunki elektrostatyczne opakowania, farby, odzież i obuwie przyczyniają się do znacznej poprawy ochrony przez wyładowaniami.

Inżynierowie projektując zautomatyzowane procedury produkcyjne, zwykle wybierają materiały rozpraszające ładunki elektrostatyczne na każdą powierzchnię, która napotka wrażliwe elementy elektroniczne. Te specjalne materiały są w stanie przewodzić prąd, ale robią to bardzo powoli.

Wszelkie nagromadzone ładunki statyczne rozpraszają się bez nagłego wyładowania, które może uszkodzić wewnętrzną strukturę obwodów krzemowych. Dlatego stosowane podczas produkcji maszyny są zazwyczaj bezpieczne, jeśli już na poziomie projektu uwzględniono ten problem.

Urządzenia czułe na wyładowania elektrostatyczne – ostrzeżenie

Nierzadko firmy zatrudniają koordynatorów ESD do spraw ochrony przed wyładowaniami elektrostatycznymi podczas pracy. Są oni odpowiedzialni za całokształt działań dotyczących ochrony przed ESD na terenie zakładu pracy. Osoba wybrana na takie stanowisko przechodzi zazwyczaj odpowiednie szkolenie praktyczne i teoretyczne, realizowane w oparciu o materiały szkoleniowe IPC, normy PN-EN 61340-5-1, PN-EN 61340-5-2 oraz ANSI/ESD S.20.20-2007, które określają sposoby i warunki ochrony ESD.

Strefy EPA – skuteczna ochrona ESD

Obszar chroniony przed ESD lub po prostu strefy EPA to obszar utworzony w obiekcie, który jest chroniony przed skutkami elektryczności statycznej. Gwarantuje, że generowanie i przesyłanie ładunków elektrostatycznych jest ograniczone do minimum, a urządzenia czy produkty wrażliwe są chronione. Utworzenie obszaru chronionego przed wyładowaniami elektrostatycznymi wymaga nie tylko zebrania odpowiednich sprzętów i narzędzi, ale również przestrzegania określonych procedur, które dają pewność, że urządzenia wrażliwe na wyładowania elektrostatyczne nie są narażone na uszkodzenia.

Właściwie skonfigurowana ochrona przed ESD, czyli strefa EPA, minimalizuje poziom awarii podczas produkcji, magazynowania i transportowania produktu. Dzięki temu inwestycja w obszar chroniony przed ESD szybko się zwraca, zarówno pod względem kosztów bezpośredniej produkcji, jak i późniejszym okresie życia produktu, gdyż jego niezawodność będzie wyższa.

Istnieje wiele różnych środków, które można zastosować w celu zapewnienia bezpiecznego środowiska ESD dla komponentów elektronicznych, podzespołów i zespołów. Rozpoczynając tworzenie obszaru chronionego przed ESD, należy dokładnie przeanalizować, jakie środki są wymagane. Bardzo łatwo jest przyjąć postawę, w której uwzględnia się każdy możliwy środek, ale może to skutkować wydatkami znacznie większymi, niż jest to konieczne.

Ochrona stosowana w ramach strefy EPA, może odbywać się za pomocą różnych środków, które można podzielić na kilka szerokich kategorii: podłoga, obuwie, stoły warsztatowe i krzesła ESD, jonizatory. Ponadto stosuje się narzędzia specjalne z zabezpieczeniem elektrostatycznym, istotna jest także odzież ochronna itd..

Preparaty antystatyczne, gąbki ESD, maty ESD

Pasek na nadgarstek uziemiający ESD

Z całego asortymentu komponentów zapewniających ochronę antystatyczną skupimy się na kilku. Zawsze szukając produktów zapewniających ochronę ESD warto kierować się symbolami nadawanymi przez producentów. Na produktach znajdują się różne symbole wskazujące, że produkt jest wrażliwy na ładunki elektrostatyczne, tak jak w przypadku wrażliwych elementów elektrycznych. Inne produkty mają symbole wskazujące, że zapewniają ochronę antystatyczną, jak w przypadku toreb antystatycznych. Symbol często pokazuje przekreśloną rękę jako ostrzeżenie dla chronionego elementu, wskazując, że jest on wrażliwy na wyładowania i nie należy go dotykać. Inna wersja symbolu ma trójkąt otoczony łukiem. Ten wariant odnosi się do antystatycznego urządzenia ochronnego, takiego jak antystatyczna opaska na nadgarstek, a nie do chronionego elementu. Zwykle nie ma przekreślonej ręki, co oznacza, że kontakt z elementem jest bezpieczny.

1. Preparaty zapewniające zabezpieczenie przed wyładowaniem elektrostatycznym. W ofercie TME możemy znaleźć zarówno produkty w aerozolu do spryskiwania miejsca pracy i jego ochrony, jak i odpowiednie środki czyszczące do podłóg ESD.

2. Maty ESD mają za zadanie eliminować elektryzowanie się jej płaszczyzny i chronić wszelkie umieszczone na nich przedmioty. Mata antystatyczna do prawidłowego działania musi być w stanie przewodzić prąd, a jej zakres przewodnictwa jest ważny. Aby mata prawidłowo uziemiła przedmiot, musi być przewodząca lub rozpraszająca i korzystać z uziemienia, co zapewnia zastosowanie przewodu uziemiającego. Jeśli materiał jest izolacyjny, przedmioty nie pozwolą na spływanie ładunku do ziemi. Jeśli opór maty jest zbyt niski, ładunki statyczne przenoszą się na matę i powstaje iskra powodująca wyładowanie elektrostatyczne, które z kolei uszkodzi urządzenia elektroniczne. Jeśli opór maty jest zbyt wysoki, ładunki statyczne powoli się przemieszczają, a przedmioty umieszczone na macie nie stracą ładunku. Gdy przedmiot zostanie następnie usunięty z maty, ładunek statyczny będzie mógł rozładować się na inne przedmioty. Powierzchnie robocze ESD, takie jak maty, są zazwyczaj integralną częścią stacji roboczej ESD, szczególnie w obszarach, w których występuje montaż ręczny. Ważne jest, aby każda ławka lub powierzchnia robocza była pokryta odpowiednim materiałem ESD i była odpowiednio podłączona do uziemienia za pomocą systemu przewodów i punktów uziemienia (EBP). Większość stanowisk roboczych używa giętkich mat ESD, aby przykryć stół i stanowić powierzchnię roboczą, na której można przenosić przedmioty wrażliwe na ESD (ESDS). Mata musi być uziemiona, a najlepszą praktyką jest użycie metalowych zatrzasków uziemiających i przewodów uziemiających, łączących powierzchnię roboczą maty ze wspólnym uziemieniem. Cały blat powinien być pokryty matą ESD.

3. Gąbki ESD są stosowane do zabezpieczania czułych elementów elektronicznych od niechcianych wyładowań podczas transportu i pakowania produktów.

Projektując strefę EPA trzeba wybierać rozwiązania najbardziej korzystne w danym przypadku i zawsze postawą powinna być wnikliwa analiza potrzeb danego zakładu pracy, aby zasady ochrony były przejrzyste i optymalne. Znaczenie mogą mieć szczegóły, jak choćby pudełka czy kuwety wykorzystywane do magazynowania, wyposażenie biurowe, jak nożyczki czy długopisy, a także elementy służące sprzątaniu – ścierki, szczotki czy nawet odkurzacze.

Tekst opracowany przez Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.

Oryginalne źródło: https://www.tme.eu/pl/news/library-articles/page/46643/zabezpieczenia-antystatyczne-materialy-chroniace-przed-esd/