Ghid pentru construirea unei zone de lucru ESD

15.01.2020

Dezavantajele descărcărilor electrostatice și metode de înlăturare a acestora. Cum se realizează o zonă de lucru protejată împotriva descărcărilor electrostatice și ce produse sunt folosite pentru a înlătura acest fenomen.

Descărcarea electrostatică (ESD) reprezintă transferul de electricitate statică acumulată de două obiecte, având potențiale electrice diferite, ce vin în contact. Electricitatea statică este un fenomen ce a devenit o problemă odată cu utilizarea pe scara larga a electronicii. Multe componente electronice, în special microcipuri, pot fi deteriorate de ESD. Componentele sensibile trebuie protejate în timpul și ulterior fabricării, în timpul transportului și al asamblării dispozitivului și în timpul utilizării dispozitivului final. Împământarea este deosebit de importantă pentru un control eficient al ESD. Aceasta ar trebui să fie clar definită și evaluată în mod regulat.

De obicei, când se referă la o „zonă protejată ESD ” sau “EPA (Electrostatic Protected Area )”, o mulțime de oameni își imaginează camere sau chiar podele întregi din fabrică, cu numeroase stații de lucru. Această concepție greșită și foarte frecventă aduce dureri mari de cap atunci când vine vorba de implementarea unui program de control ESD. Există o preocupare permanentă cu privire la costurile și timpul necesar pentru crearea unui EPA. Cu toate acestea, cel mai adesea, o stație de lucru simplă este suficientă pentru a satisface nevoile unei companii pentru a-și proteja produsele sensibile la descărcările electrostatice nedorite.

EPA este o zonă care a fost creată pentru a controla eficient descărcarea electrostatică și, prin urmare, scopul său este de a evita toate problemele care rezultă acestui fenomen. Este un spațiu bine definit în care toate suprafețele, obiectele, oamenii și dispozitivele sensibile sunt păstrate la același potențial electric. Acest lucru se realizează prin simpla utilizare a materialelor „cu împământare” pentru acoperirea suprafețelor și pentru fabricarea containerelor și a sculelor. Toate suprafețele, produsele și persoanele sunt conectate la masă, de obicei, printr-o rezistență între 1 și 10 megaohm. Produsele aflate în mișcare (cum ar fi containerele și uneltele) vor fi protejate de descărcările electrostatice prin intermediul contactului direct cu suprafețe sau persoane deja conectate la potențialul de referință.

Dimensiunea unui EPA poate varia foarte mult. O zonă protejată poate fi o stație de lucru permanentă, într-o simplă cameră, sau un întreg etaj de fabricație care cuprinde mii de stații de lucru.

Transformarea bancului de lucru într-un EPA

Modificările aduse stației de lucru existente nu trebuie să fie complicate sau costisitoare. Există doar câteva lucruri de care veți avea nevoie pentru realizarea unei zone protejate electrostatic, și anume:

  1. Covorul antistatic pentru suprafața de lucru

Suprafețele de lucru protejate ESD ajută la prevenirea deteriorării elementelor și ansamblurilor sensibile la descărcările electrostatice. Suprafețele dedicate de lucru protejate ESD au, de obicei, integrate aceste covorașe antistatice, în special în zonele în care are loc asamblarea manuală a pieselor de către operator. Scopul acestora este de a furniza o suprafață care va elimina încărcările electrostatice ale dispozitivelor care sunt plasate pe masă în momentul montajului sau al manipulării.

Covorul antistatic pentru banc (Nr. stoc RS: 787-2102) disponibil în oferta COMPEC întrunește toate caracteristicile de mai sus. Aceste covoare sunt proiectate pentru a preveni deteriorarea elementelor și ansamblurilor sensibile ESD, în timpul asamblării sau prelucrării manuale. În timpul utilizării, covorașele disipă sarcina electrică și protejează suprafața de lucru împotriva uzurii. Acest model este alcătuit din trei straturi de material, dintre care: două sunt de 1,25mm grosime, dintr-un cauciuc sintetic care disipă energia electrică,  și un strat de 0,5mm, conductiv, între cele două izolatoare pentru a descărca sarcina electrică. Acesta mai este dotat în fiecare colț cu conectori pentru cablul de împământare, fapt ce îl fac ușor de utilizat și montat în orice spațiu. Dimensiunile acestuia de 1200x600x3mm sunt ideale pentru un spațiu de lucru eficient.

  1. Cablul de împământare a suprafeței de lucru

Covorașele antistatice de pe suprafața de lucru trebuie sa fie legate la potențialul electric de referință cu ajutorul unui cablu de împământare. Un fir de împământare face conexiunea între covor și priza specială antistatică. Cele mai indicate metode de protecție sunt utilizarea unor dispozitive care utilizează conexiuni ferme, utilizând conectorii de tip papuc, clichet sau baionetă pentru a se conecta la punctele de împământare speciale.

Un exemplu de produs din oferta COMPEC este reprezentat de Cablu de conectare spiralat (Nr. stoc RS: 287-7391). În majoritatea bancurilor cu protecție împotriva descărcărilor electrostatice, mai ales în cazul acelora unde operatorul realizează montajul pieselor sensibile electrostatic, este necesar o conectare la un potențial de referință comun pentru a evita eventualele accidente. Cablul de conectare spiralat oferă operatorului o mobilitate sporită datorită structurii în spirală și a flexibilității acestuia. Aceste dispune de o conexiune fermă de tip clichet la unul din capete iar pe partea opusă de o conexiune tip banană. Cablul vine și cu un accesoriu de adaptare de tip clește pentru conexiuni rapide sau pentru conexiuni unde nu există compatibilitate între conectori. Lungimea de 3.6m a cablului îl face ideal pentru orice banc de lucru ESD. Este izolat cu un material poliuretanic și are integrat un rezistor de  2 megaohm pentru limitarea curentului.

  1. Priza antistatică de lucru

Prizele antistatice sunt proiectate pentru a oferi un potențial electric comun pentru dispozitivele dintr-un EPA. Acestea sunt reprezentate de niște ștechere proiectate să se potrivească în priza de alimentare, făcând o legătură numai cu firul de împământare, iar în locul pinilor de fază și nul sunt proiectate știfturi izolatoare din plastic pentru orientarea corectă a prizei. Conectarea cablului de împământare la priza antistatică, respectiv la covorul de pe suprafața de lucru sau la brățările antistatice asigură faptul că fiecare element este păstrat la un potențial comun. Un exemplu din oferta COMPEC este cel al Fișei de împământare (Nr. stoc RS: 287-7543).

Fișa de împământare este proiectată pentru a se potrivi cu majoritatea modelelor de prize din Europa. Aceasta oferă un punct de masă comun în mediile protejate împotriva descărcărilor electrostatice. Cei doi conectori din partea frontală a fișei sunt destinați conectării dispozitivelor de tip ESD la același punct de referință. Acest model de la RS PRO încorporează o rezistență de 1 megaohm care este suficient de mare pentru a limita curentul la mai puțin de 0,5 mA în cazul vârfurilor de tensiune din sistem. Ștecherul este folosit numai pentru aplicații de tip EPA. Modelul se distinge ușor de alte echipamente datorită culorii galbene și poate fi transportat cu ușurință în cazul unei reamplasări a bancului de lucru.

  1. Brățara antistatică de mână

Brățările antistatice de tip curea, pentru încheietura mâinii, sunt cele mai obișnuite dispozitive de împământare ale personalului și sunt folosite pentru conectarea oamenilor la un potențial de referință comun. O brățară antistatică pentru încheietură este formată din două componente:

  • banda de mână care este purtată confortabil în jurul încheieturii
  • un cablu spiralat care conectează la o priză antistatică

Vă propunem un model de Brățară antistatică reglabilă (Nr.stoc RS: 392-163). Brățările pentru încheietura mâinii RS Pro ESD sunt realizate dintr-o bandă ce are o țesătură de calitate superioară, cu un raport elastic de la 1:2,5” la 1:3. Suprafața exterioară a încheieturii nu este conductivă, iar suprafața interioară a curelei este căptușită cu 5 rânduri de fire de argint cu două straturi. De asemenea, brățara dispune de un mecanism reglabil, cu clemă, care poate strânge sau slăbi banda pentru a se potrivi cu orice formă a încheieturii. Rezistența brățării se măsoară separat pentru zona interioară, care intră în contact direct cu mâna, și zona exterioară. Rezistența interioară este mai mică de 100 kilo-ohmi la 7-30 VDC în circuit deschis, iar rezistența exterioară este mai mare 10 megaohmi.

  1. Priza antistatică de banc

Notă: brățara antistatică pentru încheietura mâinii poate fi conectată la ambele prize antistatice, atât cea de lucru cât și cea de banc deoarece îndeplinesc aceeași funcție.

Cu toate acestea, prizele antistatice de banc au fost proiectate pentru a fi instalate sub blaturi, unde sunt ușor accesibile operatorilor și unde este puțin probabil să fie lovite și deteriorate sau să împiedice operatorul să își îndeplinească sarcinile. Există și situații în care operatorii care se deplasează într-o zonă protejată ESD au nevoie de dispozitive antistatice. În aceste situații, este necesar un sistem de pardoseală / încălțăminte.

  1. Brățară antistatică pentru picior

Dispozitivele de protecție ESD pentru picioare sunt proiectate pentru realiza o conexiune fiabilă către podeaua antistatică, eliminând încărcările electrostatice de la operatori. Sunt ușor de instalat și pot fi utilizate pe încălțăminte standard, așezând fila de împământare în pantofi sub picior.

Pentru a menține integritatea conexiunii dintre corp și potențialul de referință, brățările antistatice trebuie să fie purtate la fiecare picior, eliminând problemele care pot apărea în cazul în care un picior iese din zona protejată sau este ridicat de pe sol.

Un exemplu de produs este reprezentat de Brățară antistatică pentru picior (Nr. stoc RS 363-2931). Brățara antistatică de picior este realizată din două straturi, unul conductor de culoare neagră și o căptușeală albă care intră în contact cu pantofii. Aceste produse includ o filă albastră cu fibre conductive și un sistem de  fixare și desprindere, rapid și ușor, de tip clemă . Cureaua complet elastică asigură confort și flexibilitate maxime, adaptându-se ușor pe majoritatea modelelor de încălțăminte. Brățara dispune și de o rezistență internă de 1 megaohm pentru limitarea curentului. Aceste brățări se utilizează împreună cu covorașele antistatice pentru podea.

  1. Covorul antistatic pentru podea

Acesta este o componentă esențială a sistemului antistatic pardoseală / încălțăminte atunci când operatorul realizează sarcini în mișcare. Conexiunea către potențialul de referință de la operatori, prin intermediul brățării antistatice de picior, este menținută prin utilizarea covorașelor antistatice disipative sau conductive. Acestea nu sunt utilizate doar pentru conecta operatorii la potențialul de referință; ele sunt de asemenea folosite și la împământarea elementelor mobile de tip cart.

  1. Cablul de împământare a sistemului antistatic podea / încălțăminte

La fel ca și covorașul suprafeței de lucru, covorul antistatic pentru podea trebuie să fie împământat printr-un cablu de împământare. Acest lucru asigură că toate încărcările electrice ale operatorului sunt disipate prin intermediul brățării și al covorului antistatic.

Metodele adiționale folosite în industrie pentru a menține personalul la un potențial electric comun sunt reprezentate de folosirea unor mănuși antistatice, acoperite cu un strat de poliuretan, care, în unele situații pot genera un disconfort operatorului dar protejează electronice și împotriva grăsimii și a prafului, sau de utilizarea unor pantofi speciali.

Montajul acestor componente se face întotdeauna de la posibila sursă de energie electrostatică către prizele antistatice. Montajul brățărilor este primul pas, urmat de conectarea covorașelor și în cele din urmă conectarea tuturor dispozitivelor la prizele antistatice. De cele mai multe ori, înainte de a începe activitatea propriu-zisă sau dacă personalul a ieșit și intrat iar în zona protejată ESD este necesară o reverificare a echipamentului. Acest lucru realizează cu ajutorul unui echipament de testare specializat.

Testerul pentru brățările antistatice (Nr. stoc RS: 253-0727) din oferta Compec este ideal pentru o verificare rapidă și eficientă. Seria Compact Tester poate fi folosită pentru a testa brățările de la încheietura personalului și dispozitivele pentru încălțăminte. Testerul utilizează leduri și o alarmă sonoră pentru a indica dacă rezistența măsurată se încadrează în domeniul specificat de standardul EN 61340-5-1. O placă pentru picioare este inclusă în pachetul cu testerul ESD pentru a permite utilizatorilor să își testeze atât încălțămintea, cât și brățara de la încheietură. Compact Tester este un dispozitiv portabil, cu dimensiuni de gabarit reduse de 115x70x26mm, și este alimentat de o baterie de 9V. Testerul acceptă măsurători ale rezistenței incluse în echipamentele ESD de la 750 kilohm și până la 35 megaohm.

Pe măsură ce tehnologia electronică avansează, circuitele electronice devin din ce în ce mai mici. Deoarece dimensiunea componentelor este redusă, la fel este și distanța microscopică a izolatoarelor și a circuitelor din ele, crescând sensibilitatea la descărcările electrostatice. Nevoia unei zone corespunzătoare, cu protecție împotriva ESD, crește pe zi ce trece. Totuși, pentru unii producători, un banc de lucru, corespunzător echipat, și un operator pregătit vor îndeplini cerințele minime ale unei EPA.

Autor: Niță Emil

Aurocon COMPEC SRL

 

 

 

Tel: 021 304 62 33

Fax: 021 304 62 34

Email:compec@compec.ro

Site: www.compec.ro

Distribuitor: RS Components, SICK, MURR Elektronik, STASTO, Hitachi

 

Citiți și despre:

O părere la “Ghid pentru construirea unei zone de lucru ESD

  1. Pingback: USB tip C versus USB normal | Jurnalul de Afaceri

Comentariile nu sunt permise.