Kompletná metóda elektrostatického uzemnenia pre továreň na elektroniku
1. Inštalácia anti-statického uzemňovacieho drôtu: (1). Bleskozvod továrenskej budovy je zvyčajne privarený k železobetónu budovy a riadne uzemnený. Pri údere blesku sa uzemňovací bod a dokonca aj zem celej budovy stane miestom výboja vysokého napätia a vysokého prúdu. Všeobecne sa predpokladá, že "krokové napätie" sa bude generovať do 20 M od bodu uzemnenia výboja, to znamená, že v tomto rozsahu už nie je ideálny nulový potenciál. Navyše, neutrálny vodič trojfázového napájacieho zdroja bude mať tiež nevyvážený prúd, ktorý bude prúdiť do uzemňovacieho bodu neutrálneho vodiča, pretože nie je možné dosiahnuť absolútne vyváženie. Preto by mal byť bod inštalácie anti{10}}statického uzemňovacieho vodiča ďaleko od budovy. (1) Hĺbka uzemnenia by mala byť najmenej 20 metrov od objektu a zariadenia.
(2) Metóda zakopania: Aby sa zabezpečilo spoľahlivé uzemnenie, mali by existovať aspoň tri uzemňovacie body. To zahŕňa vykopanie jamy hlbokej najmenej 1,5 metra každých 5 metrov, zapichnutie železnej rúry alebo uholníka najmenej 2 metre hlboko do jamy (tj uholník by mal byť vložený najmenej 2 metre pod zemou) a potom tieto tri body zvariť pomocou medenej prípojnice s hrúbkou 3 mm. 16 mm² izolovaný medený drôt by mal byť privarený a zavedený do miestnosti ako hlavné vedenie.
(3) Do jamy naneste primerané množstvo práškového dreveného uhlia a priemyselnej soli na zvýšenie vodivosti pôdy. Po zasypaní zmerajte odpor uzemnenia testerom odporu uzemnenia. Odpor uzemnenia by mal byť<4Ω (see Figure 2) and tested at least once a year.
2. Inštalácia a testovanie anti-statických uzemňovacích káblov:
(1) Všetky anti-statické uzemňovacie vodiče by mali používať viacžilový vodič s medeným jadrom s prierezom 6 mm²-. Každé poschodie alebo príslušná časť by mali používať medené prípojnice alebo spínače 40A alebo vyššie pripojené k hlavnému vedeniu pre jednoduchú kontrolu a údržbu.
(2) Antistatický uzemňovací kábel by mal byť dobre izolovaný od krytov zariadení, rámov pracovných stolov, stojanov pracovných svetiel atď., aby sa predišlo skratom, premosteniu alebo poškodeniu spojov. (3) Položte ďalší kontrolný kábel (1,5~2 mm²) na "koniec hlavného vedenia" segmentovanej medenej prípojnice alebo spínača. V každej dielni nastavte 2 ~ 3 kontrolné body, bezpečne ich upevnite a jasne označte.
(4) Meranie: Použite multimeter-ukazovateľa v režime odporu.
a) Odpor medzi každým anti{0}}statickým testovacím bodom a anti-statickým uzemňovacím vodičom je 5~15Ω, v ideálnom prípade by mal byť 0Ω. Skutočný nameraný odpor je však súčtom odporu vodiča 2 mm² od testovacieho bodu k bodu uzemnenia + 6 mm² a odporu vodiča od bodu uzemnenia po testovací bod. Táto hodnota je približne 5-15Ω a zostáva v podstate konštantná. Ak výsledok merania smeruje k nekonečnu, znamená to... Ak je niektorý z antistatických uzemňovacích alebo meracích drôtov prerušený, treba ho urýchlene opraviť.
b) Odpor medzi anti-statickým uzemnením a uzemnením zariadenia sa vypočíta ako: odpor samotného anti-statického uzemňovacieho vodiča + odpor samotného uzemňovacieho vodiča zariadenia + odpor medzi dvoma uzemňovacími vodičmi. Odpor medzi dvoma uzemňovacími vodičmi je však veľmi zložitý v dôsledku faktorov, ako je suchosť alebo vlhkosť zeme a vplyv zemného prúdu. Najmä zemný prúd sa neustále mení vo veľkosti, smere a frekvencii a určuje predovšetkým výsledok merania. Preto je možné na meranie použiť iba analógový multimeter a hodnoty v rozsahu od desiatok ohmov do stoviek kilohmov sa považujú za normálne, čo jednoducho naznačuje, že medzi týmito dvoma uzemneniami nie je žiadny skrat alebo otvorený obvod.
3. Anti-statická podlaha
Najbežnejšia anti{0}}statická podlaha má kompozitnú štruktúru podobnú anti{1}}statickej gume. Spodná vrstva je vodivá vrstva spojená s anti-statickým uzemnením a horná vrstva je izolačná anti{4}}statická vrstva, ktorá zabraňuje tvorbe statickej elektriny z trenia počas chôdze. Počas inštalácie by mala byť vodivá vrstva oddelená od podlahy a stien budovy izolačnými podložkami, aby sa zabránilo statickému nabitiu podlahy počas úderu blesku. Vodivá vrstva je potom pripojená k anti-statickému uzemneniu cez odpor 1MΩ 20W, ktorý poskytuje elektrostatické aj elektromagnetické tienenie. Tento typ podláh je veľmi drahý, ale účinne zabraňuje rôznym škodám od blesku a vzniku statickej elektriny.
Vo všeobecnosti továrne na elektroniku často používajú jednoduché anti{0}}statické podlahy (iba s izoláciou). Antistatické vrstvy (často farby alebo podlahové lepidlo) sa kladú priamo na podlahy budov, čo výrazne znižuje náklady a poskytuje ochranu pred statickou elektrinou vznikajúcou pri chôdzi. Ponúkajú však slabú ochranu proti ultra-elektrostatickej indukcii vysokého napätia a silnej elektromagnetickej indukcii pri úderoch blesku.
4. Antistatický pracovný stôl:
Zelená strana antistatickej gumy je antistatická vrstva s relatívne vysokým odporom (10⁸~10¹⁰ Ω).
Čierna strana antistatickej gumy má nižší odpor (10⁴~10⁶ Ω) a dobre sa spája so zelenou stranou, čím zaisťuje správne uzemnenie. Slúži ako elektrostatické tienenie a výboj. Uzemnenie je možné dosiahnuť zacvakávacím-pripojením pomocou špeciálneho anti{5}}statického vodiča na zápästie (obsahujúceho odpor 1MΩ). Alternatívne možno na izolovaný povrch umiestniť železnú dosku s hrúbkou 0,2 mm alebo medenú fóliu a prívodný vodič je možné prispájkovať na pripojenie k anti-statickému uzemňovaciemu vodiču cez odpor 1 MΩ. Potom môžete naplocho položiť antistatickú gumu (čiernou stranou nadol, tesne priliehajúcou k vodivej fólii). Tento 1MΩ odpor tiež poskytuje cestu pre statický výboj, zabraňuje nadmernému výboju a iskreniu a slúži ako izolácia.
Treba zvážiť aj stoličky (stoličky). Mnoho výrobných liniek používa obyčajné plastové stoličky, ktoré ľahko vytvárajú statickú elektrinu trením o odev. Tam, kde je to možné, by sa mali používať antistatické materiály. Stoličky by mali byť uzemnené pomocou odporu 1MΩ a aspoň plastová stolička by mala byť pokrytá anti-statickou handričkou.
5. Uzemnenie a testovanie elektrických zariadení, ako sú spájkovačky, malé spájkovačky a testovacie prístroje:
Spájkovačky, malé spájkovačky a testovacie prístroje musia byť riadne uzemnené pomocou troch-zástrčiek. Nie je to ťažké urobiť, ale kvôli častým javom, ako sú uvoľnené uzemňovacie svorky, zlomené vodiče a hroty spájkovačky, ktoré sa odlepujú od krytu (bod uzemnenia) v dôsledku oxidácie, by sa mali kontrolovať každú zmenu. Na testovanie je možné použiť jednoduchú domácu kontrolku kontinuity a všetky zistené problémy je potrebné okamžite vyriešiť výmenou chybného komponentu.
6. Antistatické oblečenie (oblečenie, obuv, rukavice atď.):
Antistatické oblečenie je vyrobené zo špeciálnych syntetických vlákien, ktoré pri trení alebo leštení vo všeobecnosti nevytvárajú statickú elektrinu. Nie je to však statický-tieniaci odev a nedokáže eliminovať statickú elektrinu generovanú iným odevom. Správnym spôsobom nosenia je preto nosiť pod ňou len košeľu alebo spodnú bielizeň s antistatickým oblečením navrchu. Nosenie viacerých vrstiev syntetického alebo vlneného oblečenia v zime nie je s antistatickým oblečením veľmi efektívne. Preto je kontrola okolitej teploty a vlhkosti a nosenie antistatických remienkov na zápästie dôležitejšie ako nosenie antistatického oblečenia. Antistatické rukavice sa používajú na zabránenie vzniku statickej elektriny. Slúži na viaceré funkcie, vrátane izolácie ruky od výrobku (izolácia) a zabránenia kontaminácii výrobku škvrnami od potu, čo je nevyhnutné.
7. Antistatický náramok:
Antistatické náramky pozostávajú z plášťa z nehrdzavejúcej ocele, ktorý tesne prilieha k zápästiu, je spojený s drôtom s odporom 1MΩ vo vnútri a uzemnený železnou sponou. Jeho účelom je vybiť statickú elektrinu z tela a zároveň zabrániť iskrám z rýchleho výboja, ktoré by mohli poškodiť zariadenia citlivé na statickú elektrinu-, a poskytnúť izoláciu. Prerušený drôt alebo slabý kontakt spôsobuje, že antistatický náramok je neúčinný. Tak-takzvané bezdrôtové náramky nedokážu vybiť statický náboj prenášaný telom.
(1). Správny spôsob nosenia a upínania antistatických náramkov:
a. Plášť antistatického náramku z nehrdzavejúcej ocele by sa mal nosiť na vnútornej strane ľavého zápästia, kde je kontaktný odpor najnižší.
b. Musí byť v tesnom kontakte s pokožkou, nesmie byť voľný a nesmie byť oddelený oblečením.
c. Krokosvorka by sa mala použiť na upnutie odkrytej časti statického uzemňovacieho vodiča na základni, nie na predné zuby.
d. Pri odchode z práce alebo pri chôdzi si operátori môžu stiahnuť náramky. Mobilný personál (kádre, kontrola kvality) by mal odstrániť spony a omotať si náramok okolo zápästia pre mobilné použitie.
(2) Statické náramky by sa mali testovať a zaznamenávať dvakrát denne, ráno a popoludní, pričom tesnosť by sa mala určiť na základe úspešného testu. Tie, ktoré zlyhajú, by sa mali okamžite upraviť alebo vymeniť.
(3) Bezdrôtové náramky nie sú povolené.
8. Nainštalujte iónový ventilátor:
Teplota predhrievania vlnovej spájkovacej pece je 80 ~ 120 stupňov. Statická elektrina sa ľahko vytvára pri takej vysokej teplote a suchom horúcom vzduchu. Iónový ventilátor využíva vysoké napätie na ionizáciu vzduchu na kladné a záporné ióny, ktoré sú potom vháňané do pece, aby sa neutralizovala statická elektrina generovaná na doske plošných spojov a komponentoch vysokou teplotou a horúcim vzduchom. Preto by mal byť na vstupe do pece na spájkovanie vlnou nainštalovaný iónový ventilátor. Pri vstupe do anti-statickej pracovnej oblasti by mal byť nainštalovaný ventilátor... Podľa potreby je možné pridať iónový ventilátor na začiatočný bod alebo nad dopravný pás.
9. Nainštalujte antistatické čistiace valčeky na dopravný pás:
Domáce jednoduché zariadenie: Omotajte kus tvrdej plastovej hadice (o niečo kratšej ako je šírka dopravného pásu) uterákom (mala by byť relatívne plochá), namočte ju a potom vložte železnú tyč (ako hriadeľ) do stredu, aby ste ju pripevnili na oba konce dopravného pásu. Použite fľašu coly naplnenú vodou, aby ste ju nepretržite zvlhčovali, podobne ako infúzny kvapkadlo v nemocnici. Keď sa pásový dopravník spustí, valec sa otáča vlastnou váhou, čím zabezpečuje čistenie, zvlhčovanie a anti{2}}statické účinky. Toto jednoduché domáce zariadenie môže v určitých situáciách fungovať ako iónový ventilátor pre dopravný pás.
10. Dosky plošných spojov by mali byť umiestnené pod anti-statickými špongiovými podložkami na montážnej linke (hlavne s odkazom na DIP post{2}}spájkovanie, testovanie, montáž atď.), aby sa predišlo statickej elektrine a poškriabaniu povrchu dosky. Anti-vozíky alebo boxy na skladovanie dosiek by sa mali používať na medzi-procesné prenosy. (Jeho povrchový odpor je pod 10⁶ Ω) a mal by byť správne uzemnený pomocou odporu 1 MΩ.
Je dôležité rozlišovať medzi elektrostatickými tieniacimi materiálmi (sáčky) a antistatickými materiálmi (sáčky). Antistatické materiály (sáčky, podložky) sú väčšinou ružové a používajú sa len ako lacná výplň a medziobal pre elektrostaticky citlivé zariadenia. Len sú menej náchylné na samotnú tvorbu statickej elektriny; ak dôjde k elektrostatickému výboju, môže preniknúť do týchto antistatických materiálov a spôsobiť poškodenie. Obaly s elektrostatickým tienením sú väčšinou strieborné, čierne alebo sivé a zahŕňajú materiály v tvare nepriehľadnej hliníkovej fólie -a čierne alebo sivé polo-priehľadné materiály. Teraz sú k dispozícii aj plne priehľadné materiály-v tvare mriežky. Základným princípom je vákuovo{8}}naniesť na antistatický materiál hliníkovú vrstvu ako vodivú elektrostatickú tieniacu vrstvu. Keď sa vytvorí elektrostatický potenciál, tieniaca vrstva rovnomerne rozdelí indukovaný elektrostatický potenciál po celom povrchu obalu, čím sa zníži rozdiel povrchového potenciálu a zabráni sa lokalizovaným výbojom s vysokým rozdielom potenciálu. Poskytuje tiež dobré tienenie{11}}vysokofrekvenčným silným elektromagnetickým poliam. V závislosti od úrovne ochrany sa vodivá vrstva elektrostatických tieniacich obalových materiálov tiež delí na: vonkajšiu odporovú vrstvu – izolačnú fóliu – vrstvu hliníkovej fólie – izolačnú fóliu; Existujú rôzne druhy izolačnej fólie – vrstva hliníkovej fólie – izolačná fólia; vákuovo{13}}pokovovaná vrstva – izolačná fólia; vrstva vodivej mriežky s potlačou – izolačná fólia atď. Bližší pohľad odhalí, že okrem 2-3 vrstiev elektrostatického tieniaceho materiálu vo vonkajšom obale sú všetky vnútorné podporné materiály (ako sú podnosy a podávacie pásky) čierne, vysokoodporový vodivý materiál, približne 106 MΩ. Ich jedinou funkciou je tienenie a neutralizácia elektrostatického potenciálu kolíkov, čím poskytuje cestu pre elektrostatický výboj. Elektrostaticky citlivé komponenty (ako sú integrované obvody) a hotové výrobky musia byť pri preprave zabalené s elektrostatickým tieniacim materiálom, nie s antistatickými vreckami.
11. Regulácia teploty a relatívnej vlhkosti: Elektronické operácie, najmä SMT, majú vysoké požiadavky na teplotu a vlhkosť. Vo všeobecnosti by sa teplota mala regulovať medzi 18 a 28 stupňami. Príliš vysoká alebo príliš nízka teplota ovplyvní normálnu prevádzku a presnosť zariadenia. Relatívna vlhkosť by mala byť medzi 50% a 85%. Príliš nízka vlhkosť môže ľahko vytvárať statickú elektrinu (pozri tabuľku 1). Príliš vysoká vlhkosť ľahko spôsobí kondenzáciu na zariadení, čím sa zvýši obsah vody v spájkovacej paste. Preto by sa malo posilniť monitorovanie a kontrola. Na antistatické účely je možné na jeseň a v zime, keď je relatívna vlhkosť nízka, použiť na vyriešenie problému zvlhčovač vzduchu alebo vlhkú handričku.
12. Iné
(1) Spájkovačky by mali byť čo možno najviac anti{1}}statické nízkonapäťové{2}}konštantné{3}}teplotné spájkovačky a správne uzemnené.
(2) Používajte nízkonapäťové elektrické skrutkovače s jednosmerným napätím (elektrické skrutkovače) s uzemňovacími vodičmi.
(3) Pri malých-sériách čistenia PCB by sa mali používať anti-statické kefky; nemali by sa používať bežné plastové kefy.
(4) V niektorých situáciách by sa na stropy a steny mali použiť anti-statické materiály. Vo všeobecnosti sú prijateľné aj obyčajné sadrokartónové dosky a steny pokryté vápnom-, ale plastové stropy a obyčajné alebo plastové tapety sú zakázané.
13. Tester statickej elektriny:
Ak to podmienky dovoľujú, zvážte zakúpenie ručného bez{0}}testovača statickej elektriny. To umožňuje-monitorovanie generovania statickej elektriny a jej veľkosti v reálnom čase, sledovanie negatívnych účinkov spôsobených statickou elektrinou a pochopenie účinnosti vylepšení. Pre jeho vysokú cenu však väčšina spoločností s jeho kúpou váha.
14. Monitorovanie a zaznamenávanie:
Anti{0}}statické opatrenia musia byť implementované určeným personálom a formalizované do systému, aby sa zabezpečila efektívna implementácia. V opačnom prípade môžu byť všetky investície do hardvéru neúčinné.
(1) Personál: Za riadenie, testovanie a zaznamenávanie by mali byť zodpovední dvaja ľudia. Vo väčšine prípadov by dvaja ľudia mali spolupracovať, aby sa predišlo fluktuácii zamestnancov a poruchám.
(2) Testovanie a zaznamenávanie: V súhrne by sa tieto testy a záznamy mali vykonávať denne:
a. Testovací bod statickej elektriny -------- Uzemnenie statickej elektriny Ukazovateľ multimetra
Zem statickej elektriny ----------- Zem zariadenia Meranie odporu
b. Uzemnenie hrotu spájkovačky/meranie teploty hrotu spájkovačky.
c. Uzemnenie malej spájkovacej nádoby/meranie teploty spájkovacej nádoby.
d. Meranie uzemnenia skúšobného prístroja.
e. Test uzemnenia náramku statickou elektrinou. Tester náramku na statickú elektrinu.
f. Meranie a riadenie vnútornej teploty/relatívnej vlhkosti. Teplomer/vlhkomer.
(3) Skontrolujte oblečenie personálu v anti-statickej pracovnej oblasti a dodržiavanie všetkých anti-statických predpisov.
(4) Ak je to možné, použite tester statickej elektriny na meranie napätia statickej elektriny za rôznych podmienok na pracovisku a na výrobnej linke.
Elektrostatické napätie by malo byť vo všeobecnosti menšie ako 100 V a v špeciálnych prípadoch menej ako 25 V.
15. Školenie a etiketa:
Anti-statické znalosti a opatrenia by mali byť dôležitou súčasťou školení všetkých-zamestnancov, aby sa zabezpečilo, že im každý zamestnanec porozumie a bude im rozumieť a vytvorí si dobré profesionálne návyky. Napríklad: Oblečenie, kresby a iné materiály by nemali prísť do kontaktu s komponentmi; kresby a materiály by sa mali vložiť do antistatických vrecúšok na dokumenty a zavesiť; plastové škatule, koža, kartón, sklo a iné predmety, ktoré ľahko generujú statickú elektrinu, by sa nemali hromadiť na antistatický bezpečnostný pracovný stôl; Pred manipuláciou s komponentmi si musíte nasadiť antistatické remienky a rukavice; pri manipulácii s DPS alebo citlivými komponentmi ich držte za okraje, aby ste sa vyhli kontaktu s vodičmi a konektormi.