Podstawy środków antystatycznych

Co to jest antystatyka i eliminacja elektrostatyczności?

Jedynym sposobem na uniknięcie problemów z elektrycznością statyczną jest powstrzymanie samego wytwarzania elektryczności statycznej lub zapobieganie jej ładowaniu, nawet jeśli wystąpi. Elektryczność statyczna jest generowana, gdy obiekty stykają się ze sobą lub oddzielają się od siebie, nawet jeśli zostanie użyty ten sam materiał, elektryczność statyczna jest generowana w zależności od stanu powierzchni. Chociaż wytwarzanie elektryczności statycznej można zmniejszyć, zmniejszając tarcie lub zmniejszając powierzchnię styku, nie można go wyeliminować.

Dlatego nawet w przypadku wytworzenia elektryczności statycznej metoda przepływania nadmiaru ładunku na ziemię, zapobiegająca wzrostowi potencjału lub neutralizująca go, jest środkiem do rozwiązania problemu.
Środki zaradcze obejmują głównie uziemienie, nawilżanie, przewodnictwo, ekranowanie, neutralizację jonami i tym podobne.

Środki mające na celu wyeliminowanie elektryczności statycznej przez uziemienie

Uziemienie jest najbardziej podstawową miarą usuwania elektryczności statycznej. Ziemia (ziemia) to gigantyczny przewodnik, ten sam potencjał wszędzie na ziemi, nieskończone źródło i ujście ładunku.
Podłączenie elektryczne do ziemi za pomocą przewodów elektrycznych nazywa się „uziemieniem”. Jest również nazywany „ziemią”, „ziemią” lub „FG”.
Jeśli naładowany materiał może być przewodzący, ładunek można łatwo usunąć przez uziemienie jednego końca materiału.
Uziemienie jest skuteczne dla metalu lub podobnego materiału, przez który przepływają ładunki elektryczne, ale nie można się spodziewać w przypadku izolatora. Rys. 11 pokazuje standard działania antystatycznego przez uziemienie.

- Przy 10 ¹² Ω · m lub więcej nie można oczekiwać efektu uziemienia.
• Przy 10 ¹⁰ do 10 ¹² Ω · m uziemienie jest skuteczne, jeśli wytwarzanie elektryczności statycznej jest niewielkie.
Efekt uziemienia jest znaczący poniżej 10 ¹⁰ Ω · m.

Gdy przedmiotem eliminacji statycznej jest nieprzewodzenie uziemienia żywicy itp.

Przewód uziemiający

Istnieją różne rodzaje uziemienia, takie jak uziemienie w celu zapobiegania uderzeniom pioruna, które umożliwiają bezpieczny przepływ prądu piorunowego do ziemi, oraz uziemienie w celu zapewnienia bezpieczeństwa sprzętu elektrycznego (w celu zapobiegania porażeniu prądem elektrycznym) w celu zapobiegania porażeniu prądem elektrycznym. Rezystancja uziemienia jest określana zgodnie z przeznaczeniem.

W obu przypadkach powierzchnia ziemi ma zerowy potencjał, ale uziemienie dla środków elektrostatycznych zapobiega wyciekaniu elektryczności statycznej wytwarzanej przez tarcie i indukcję do ziemi, zapobiegając akumulacji (ładowaniu) elektryczności statycznej i obniżając potencjał obiektu do ziemi. Celem jest zrobienie tego samego potencjału lub maksymalnej różnicy potencjałów.

Uziemienie w celu zapobiegania elektryczności statycznej, w przeciwieństwie do uziemienia bezpieczeństwa, spełnia cel, jeśli zawsze spełnia mniej niż 1M. Dlatego nie ma potrzeby podejmowania specjalnych środków w celu uziemienia w celu podjęcia działań przeciwko elektryczności statycznej, a w większości przypadków można go również wykorzystać jako uziemienie bezpieczeństwa.

* Odniesienie: 10Ω lub mniej dla uziemienia klasy A (klasa 1).

Przykład zastosowania uziemienia - opaska na rękę, opaska na stopę

Uziemienie jest bardzo skutecznym sposobem na uniknięcie ładunku ludzkiego ciała, które jest bardzo łatwo ładowane na ziemię, ponieważ ciało ludzkie znajduje się blisko przewodnika. Istnieje „opaska na rękę” jako narzędzie do uziemiania ludzkiego ciała. Opaska na nadgarstek to narzędzie do uwalniania potencjału ludzkiego ciała poprzez uziemienie skóry pracownika, aby elektryczność statyczna wytwarzana z ludzkiego ciała nie wpływała niekorzystnie na produkt podczas pracy. Zawsze należy nosić opaskę na nadgarstek, aby zapobiec elektryczności statycznej.

Najważniejszym i uznanym produktem zarządzania ESD, który tworzy EPA (Electrostatic Discharge Protected Area), jest opaska na rękę.

Jak wybrać opaskę na nadgarstek

Aby efektywnie wykorzystać opaskę na nadgarstek, najważniejszy jest kontakt mankietu ze skórą, dlatego upewnij się, że ściśle przylega do nadgarstka i zapewnia doskonały kontakt ze skórą.
Przy wyborze należy przede wszystkim wziąć pod uwagę następujące kwestie.
Resistance - Odporność na rozpuszczalniki
Upewnij się, że wszelkie rozpuszczalniki, które mogą być stosowane w miejscu pracy, nie niszczą materiału opaski na nadgarstek i nie zmieniają jego właściwości.
Resistance - Odporność na pot
Sprawdź metalowe części opaski na nadgarstek pod kątem odporności na rdzę i metalową korozję spowodowaną ludzkim potem.
Struktura zapięcia (odłączalność)
Sprawdź zamocowanie i odczepienie opaski na rękę. Opaskę na nadgarstek można łatwo założyć i zdjąć i wymaga to siły wiązania, która nie zsuwa się zbyt łatwo podczas pracy.
Wire Drut uziemiający (wytrzymałość, długość)
Sprawdź, czy wytrzymałość drutu uziemiającego (ołowiu) przekracza wartość standardową określoną w teście na oderwanie.
Life - Życie i niezawodność
Sprzęt do testowania żywotności sprawdza cykl wymiany paska na rękę.
Resistance - Rezystancja graniczna prądu
Limit rezystancji prądu jest ustawiony tak, aby wartość prądu z zasilacza wysokiego napięcia była poniżej pewnego poziomu i zwykle wynosiła od 1 MΩ do 800 kΩ.
Łatwe w użyciu
Sprawdź uczucie dyskomfortu (dyskomfort), które nie powoduje dyskomfortu dla operatora.

Kontrola opaski na rękę

Opaska na rękę jest materiałem eksploatacyjnym, a każdy element zmienia się z czasem. Dlatego konieczne jest regularne sprawdzanie każdej części przed użyciem.

Urządzenie kontrolne zwane sprawdzaniem opaski na rękę jest sprzedawane w celu przeprowadzania kontroli, a ten kontroler jest stary do oceny właściwości opaskia na rękę, takich jak opaski na nadgarstek, przewody uziemiające i połączenia elektryczne między poduszkami na nadgarstek a połączeniami użytkownika. Od tego czasu jest używany.

Przy prawidłowym użyciu ten kontroler może wykryć połączenia paska na rękę lub brakujące elementy systemu podczas testowania.
Sprawdzanie paska na nadgarstek

Sprawdzanie opaski na nadgarstek



Obuwie przewodzące (buty elektrostatyczne)

Buty antystatyczne (zwane dalej „butami elektrostatycznymi”) to buty, których konstrukcja pozwala na przenikanie elektryczności statycznej na ciało ludzkie przez podeszwy butów.
Do stosowania obuwia elektrostatycznego,
① Zapobiegaj wypadkom i katastrofom, takim jak wybuchy, pożary i porażenia prądem
Zapobieganie awariom produkcyjnym, takim jak zniszczenie elementów elektronicznych
Istnieją dwa rodzaje aplikacji.

Buty elektrostatyczne mają właściwość mieszania materiału przewodzącego z gumą lub uretanem na podeszwie buta w celu wycieku elektryczności statycznej z ciała ludzkiego na podłogę.

Struktura obuwia elektrostatycznego i obuwia elektrostatycznego jest pokazana na ryc. 17, a ponieważ struktura jest uziemiona od wkładki do podeszwy poprzez podeszwę, modyfikowanie wewnętrznej struktury i stosowanie izolującej wkładki jest surowo zabronione.
Buty elektrostatyczne


Kontrola obuwia elektrostatycznego

Przewodność obuwia elektrostatycznego zmniejsza się z powodu kurzu i brudu na podłodze. Przewodność należy regularnie sprawdzać.
Zdjęcie pokazuje narzędzie do sprawdzania obuwia elektrostatycznego, które sprawdza, czy element elektrostatyczny działa prawidłowo. To urządzenie składa się z części pomiarowej i części elektrody po stronie buta. Gdy operator wchodzi na część elektrody i dotyka panelu dotykowego części pomiarowej, przykładane jest niewielkie napięcie, a wartość rezystancji elektrycznej jest mierzona, aby sprawdzić, czy spełnia JIS1803 (antystatyczne buty antystatyczne). Zgodność jest wskazywana na diodzie LED oceny pozytywnej / negatywnej wraz z sygnałem dźwiękowym.
Sprawdzanie obuwia elektrostatycznego



Przewodnictwo

Jeśli ładowany materiał może być przewodzący, ładunek można łatwo usunąć przez uziemienie jednego końca materiału Przewodnictwo jest ważną metodą antystatyczną. Metoda podzielona jest na metodę wykonania wnętrza objętości i metodę wykonania wnętrza objętości przewodzącej .

[Przewodność powierzchniowa]

Tworzenie filmu metalowego : powlekanie chemiczne, osadzanie próżniowe, rozpylanie itp.

Farba przewodząca: drobny proszek materiału przewodzącego zmieszany z farbą

Hydrofilizacja powierzchni : środek powierzchniowo czynny

[Przewodność objętościowa]

Najczęstszym sposobem na zwiększenie przewodności objętościowej materiału polimerowego jest włączenie materiału przewodzącego do materiału polimerowego. Jako materiał przewodzący stosuje się proszek metalu, sadzę, włókno węglowe lub tym podobne.
Podłoga przewodząca i arkusz przewodzący

W zarządzaniu elektrycznością statyczną, ładowanie podłogi w obszarze zarządzania jest głównym czynnikiem, który wytwarza elektryczność statyczną do przemieszczania ludzi i sprzętu. Istnieją dwa główne typy zarządzania antystatycznego podłogi: koncepcja antystatyczna, która tłumi elektryzację w kontakcie z pracownikami, oraz koncepcja uziemienia, która „delikatnie rozprasza generowane ładunki”. Poniższa tabela porównuje antystatyczne materiały podłogowe z ich cechami konstrukcyjnymi i zaletami.

Podłoga przewodząca i arkusz przewodzący

W zarządzaniu elektrycznością statyczną, ładowanie podłogi w obszarze zarządzania jest głównym czynnikiem, który wytwarza elektryczność statyczną do przemieszczania ludzi i sprzętu. Istnieją dwa główne typy zarządzania antystatycznego podłogi: koncepcja antystatyczna, która tłumi elektryzację w kontakcie z pracownikami, oraz koncepcja uziemienia, która „delikatnie rozprasza generowane ładunki”. Poniższa tabela porównuje antystatyczne materiały podłogowe z ich cechami konstrukcyjnymi i zaletami.

Antystatyczne materiały podłogowe i cechy konstrukcyjne

Metoda oceny dla podłóg antystatycznych

Obecnie oporność powierzchni, odporność na przeciekanie, wartość oceny właściwości antystatycznych podłogi, potencjał ludzkiego ciała i tym podobne są ogólnie stosowane jako metody oceny właściwości antystatycznych materiałów podłogowych. Spośród nich opór powierzchniowy jest na ogół mierzony za pomocą z góry określonej elektrody metalowej określonej przez NFPA99, a odległość między elektrodami jest ustawiona na 91 cm. Jako wartość standardowa wartość rezystancji elektrycznej powierzchni wynosi 1 × 10 7 MΩ lub mniej, Konieczne jest okresowe mierzenie podłogi antystatycznej.

NFPA odnosi się do NSI / NFPA99 w standardzie National Fire Protection Association (United States Fire Service). Metoda badawcza mierząca rezystancję elektryczną powierzchni materiału podłogowego i rezystancję elektryczną od powierzchni do ziemi za pomocą przyrządu do pomiaru rezystancji izolacji.

Materiał przewodzący

Materiały przewodzące mogą być stosowane na podłogach, biurkach, opakowaniach, narzędziach itp. W celu zapobiegania wyładowaniom elektrostatycznym. Istnieją różne rodzaje materiałów przewodzących, ale można je z grubsza podzielić na kilka rodzajów według ich przewodności (rezystywności). Jedna z klasyfikacji opartych na oporności powierzchniowej jest następująca.

W tej klasyfikacji zakres oporności jest bardzo duży (w tej samej klasyfikacji występuje różnica 100 000 razy).

Przewodnictwo - wysoka przewodność (niska rezystancja), która może powodować poważne wyładowania elektrostatyczne w przypadku dotknięcia przez naładowany obiekt.
Rozpraszanie statyczne - wystarczająco przewodzące, aby stosunkowo szybko rozproszyć ładunek, bez narażania się na silne wyładowania elektrostatyczne, gdy zetkną się z nim naładowane obiekty, ale wystarczająco przewodzące, aby blokować pola elektrostatyczne Coś nie
Antystatyczna (antystatyczna) - wystarczająco przewodząca , aby zapobiec pewnemu ładowaniu elektrostatycznemu, ale niewystarczająco przewodząca, aby szybko rozproszyć ładunki elektrostatyczne z naładowanych obiektów.

Antystatyczna odzież robocza

Odzież stosowana w fabrykach półprzewodników obejmuje odzież bezpyłową i odzież pyłoszczelną . Ma to na celu zapobieganie wydostawaniu się pyłu z ludzkiego ciała, ale stanowi również środek przeciwko elektryczności statycznej. Drobne włókna metalowe są wplecione we włókna przewodzące.
I nawet jeśli ludzkie ciało wytwarza elektryczność statyczną, odzież przecieka je na zewnątrz, zapobiegając ładowaniu i chroniąc półprzewodnik przed elektrycznością statyczną.

Mycie antystatycznej odzieży roboczej

Rysunek pokazuje pogorszenie właściwości odzieży wierzchniej z powodu liczby prań. Oś pionowa pokazuje czas zaniku, a oś pozioma pokazuje liczbę prań. Linia prosta na rysunku jest oczekiwaną krzywą pogorszenia podczas zarządzania ESD W tym przykładzie przeszedł tylko jeden typ.
W przypadku metody testowej płaszcz pomiarowy zawieszono na wieszaku izolacyjnym i zmierzono czas zaniku po uziemieniu po przyłożeniu 5000 V. Ponieważ liczba sekund dla pomiaru tłumienia i dopuszczalny zakres pogorszenia różnią się w zależności od operacji, należy gromadzić różne dane. 

Nawilżanie i elektryczność statyczna

Im niższa wilgotność (wilgotność względna), tym łatwiej wytwarzana jest elektryczność statyczna W Japonii elektryczność statyczna stanowi problem w zimie, ponieważ wilgotność względna jest niska, więc nawet przy niskiej temperaturze prawdopodobieństwo wystąpienia elektryczności statycznej jest mniejsze. Ty

Wilgotność względna

Wilgotność względna jest wyrażana jako% wilgotności względnej, co wskazuje, ile wilgoci jest zawarte w powietrzu w określonej temperaturze w porównaniu do maksymalnej ilości wilgoci (nasyconej pary wodnej), która może być zawarta w powietrzu. Ogólnie stosowany do reprezentowania wilgotności.

Wilgotność bezwzględna

Wilgotność bezwzględna wskazuje stosunek wagowy pary wodnej do 1 kg suchego powietrza (powietrze nie zawierające wilgoci) w wilgotnym powietrzu (powietrze, które jest ogólnie obecne) i jest wyrażone w <kg / kg '>.

Wilgotność względna i ładunek statyczny

Jak pokazano na poniższym wykresie, ilość ładunku podczas suszenia (wilgotność względna: 10 do 20%) i gdy jest mokra (wilgotność względna: 65 do 90%) jest ponad 20 razy, jak pokazano na poniższym wykresie.

Punkt zmiany ładunku elektrostatycznego wynosi około 50% wilgotności względnej, a ładunek gwałtownie wzrasta poniżej 50%.

W Japonii czas jest krótszy niż 50%, a klimat nie jest podatny na elektryczność statyczną, ale uważa się, że elektryczność statyczna może wystąpić zimą, a główną przyczyną jest ogrzewanie wewnętrzne. Zimą, gdy temperatura na zewnątrz spada i pomieszczenie jest ogrzewane, temperatura rośnie, a nasycona para wodna w tej temperaturze rośnie, a wilgotność względna maleje .

Jak pokazano w przykładzie na poniższym rysunku, w pomieszczeniu o temperaturze 10 ° C i wilgotności względnej 50%, gdy temperatura pokojowa jest podgrzewana do 25 ° C, wilgotność względna jest znacznie zmniejszona do 20%, a elektryczność statyczna jest łatwo generowana.

Zalety i wady nawilżania

Nawilżanie to znana od dawna metoda usuwania elektryczności statycznej. Wykorzystano go zwłaszcza do usuwania elektryczności statycznej rozłożonej w szerokiej fabryce. Jeśli powietrze zostanie nawilżone, a wilgotność wzrośnie do 65% lub więcej, powierzchnia obiektu stanie się wilgotna, na powierzchni pojawi się przewodnictwo, a elektryczność statyczna zostanie utracona.
Jednak w zależności od materiału elektryczność statyczna może nie zostać usunięta nawet po nawilżeniu. Na przykład w przypadku nylonu elektryczność statyczna nie ucieka, nawet gdy wilgotność wynosi 80%. W ten sposób należy zachować ostrożność, ponieważ może ona działać lub nie, w zależności od materiału docelowego.

Nawet jeśli jest on nawilżony, trudno jest wyrównać wilgotność w całej przestrzeni, a kondensacja rosy zwykle występuje tu i tam. Kiedy tworzy się kondensacja, mogą wystąpić różne problemy, w tym:
Problemy z nawilżaniem

Kluczowe znaczenie ma zarządzanie wilgotnością, która rzadziej wytwarza elektryczność statyczną i kondensację

Lepsze nawilżanie

Jeśli zarządzanie wilgocią jest wykonywane prawidłowo, nie trzeba kupować drogiego eliminatora elektrostatycznego.

Neutralizator-neutralizacja przez jon

Eliminator statyczny to „ typ wyładowania koronowego ”, który wytwarza jony w powietrzu przez wyładowanie koronowe, oraz „ typ promieniowania jonizującego ”, który napromieniowuje powietrze promieniami wysokoenergetycznymi, takimi jak promienie X, w celu jonizacji powietrza i wytworzenia jonów. Można z grubsza podzielić na dwa. Ponadto, typ wyładowania koronowego jest podzielony na „metodę przyłożenia napięcia”, w której napięcie jest przykładane do elektrody w kształcie igły lub podobnej, oraz „metodę samorozładowania”, w której napięcie jest przyłożone, gdy wzrasta napięcie karabinu.

Ponadto, rodzaj promieniowania jonizującego jest klasyfikowany do „miękkiego układu rentgenowskiego”, „układu ultrafioletowego” i „układu sił alfa” zgodnie z klasyfikacją światła.

Zasada działania przyłożonego napięcia typu eliminator statyczny - wyładowanie koronowe

Wysokie napięcie jest przykładane do ostrej elektrody, takiej jak igła, w celu wytworzenia silnego pola elektrycznego na końcówce. Wyładowanie koronowe jest generowane przez to pole elektryczne, a cząsteczki w powietrzu są jonizowane, a jony te są dostarczane do naładowanego obiektu za pomocą prądu powietrza lub pola elektrycznego (Coulomba) w celu usunięcia elektryczności.