שיטת הארקה אלקטרוסטטית מלאה עבור מפעל אלקטרוניקה
1. התקנה של חוט הארקה אנטי-סטטי: (1). מוט הברקים של בניין המפעל מרותך לרוב לבטון מזוין של הבניין ומוארק כהלכה. כאשר ברק מכה, נקודת ההארקה ואפילו הקרקע של הבניין כולו יהפכו לנקודת פריקה של מתח גבוה וזרם גבוה. נהוג להאמין ש"מתח צעד" יווצר בטווח של 20M מנקודת הארקת הפריקה, כלומר, זה כבר לא פוטנציאל אפס אידיאלי בטווח זה. בנוסף, לחוט הניטראלי של ספק הכוח התלת--פאזי נוצר גם זרם לא מאוזן ויזרום לנקודת ההארקה של החוט הנייטרלי מכיוון שאי אפשר להיות מאוזן לחלוטין. לכן, נקודת ההתקנה של חוט ההארקה האנטי{10}}סטטי צריכה להיות רחוקה מהבניין. (1) עומק הארקה צריך להיות במרחק של לפחות 20 מטרים מהאובייקט ומהציוד.
(2) שיטת קבורה: כדי להבטיח הארקה אמינה, צריכות להיות לפחות שלוש נקודות הארקה. זה כרוך בחפירת בור בעומק של לפחות 1.5 מטר כל 5 מטר, העברת צינור ברזל או ברזל זווית בעומק של לפחות 2 מטר לתוך הבור (כלומר, יש להכניס את ברזל הזווית לפחות 2 מטר מתחת לאדמה), ולאחר מכן ריתוך את שלוש הנקודות הללו יחד עם פס נחושת בעובי 3 מ"מ. יש לרתך חוט נחושת מבודד בגודל 16 מ"מ ולהכניס אותו לחדר בתור הקו הראשי.
(3) יש למרוח כמות מתאימה של אבקת פחם ומלח תעשייתי על הבור כדי להגביר את מוליכות הקרקע. לאחר מילוי חוזר, מדוד את התנגדות ההארקה באמצעות בודק התנגדות הארקה. התנגדות הארקה צריכה להיות<4Ω (see Figure 2) and tested at least once a year.
2. התקנה ובדיקה של חוטי הארקה אנטי-סטטים:
(1) כל חוטי הארקה אנטי-סטטיים צריכים להשתמש בחוט מבודד בליבת נחושת בגודל 6 מ"מ רב-. כל רצפה או חלק מתאים צריכים להשתמש בפסי נחושת או מתגים של 40A ומעלה המחוברים לקו הראשי לבדיקה ותחזוקה קלה.
(2) כבל ההארקה האנטי-סטטי צריך להיות מבודד היטב ממארזי ציוד, מסגרות שולחן עבודה, מעמדי תאורת עבודה וכו', כדי למנוע קצר חשמלי, גישור או חיבורים פגומים. (3) הנח חוט בדיקה נוסף (1.5~2 מ"מ) ב"קצה הקו הראשי" של פס הנחושת המפולח או המתג. הגדר 2~3 נקודות בדיקה בכל סדנה, תקן אותן בצורה מאובטחת ותווית ברורה.
(4) מדידה: השתמש במולטימטר מסוג-מצביע במצב התנגדות.
א) ההתנגדות בין כל נקודת בדיקה אנטי-סטטית לבין חוט ההארקה האנטי-סטטי היא 5~15Ω, באופן אידיאלי היא צריכה להיות 0Ω. עם זאת, ההתנגדות הנמדדת בפועל היא סכום ההתנגדות של חוט 2 מ"מ מנקודת הבדיקה לנקודת ההארקה + 6 מ"מ, וההתנגדות של החוט מנקודת ההארקה לנקודת הבדיקה. ערך זה הוא בערך 5-15Ω ונשאר קבוע בעצם. אם תוצאת המדידה נוטה לאינסוף, היא מעידה על... אם אחד מחוטי ההארקה האנטי-סטטיים או חוטי המדידה נשבר, יש לתקן אותו מיד.
ב) ההתנגדות בין ההארקה האנטי-סטטית להארקת הציוד מחושבת כך: ההתנגדות של חוט ההארקה האנטי-סטטי עצמו + ההתנגדות של חוט ההארקה של הציוד עצמו + ההתנגדות בין שני חוטי ההארקה. עם זאת, ההתנגדות בין שני חוטי ההארקה מורכבת מאוד בגלל גורמים כמו יובש או רטיבות הקרקע והשפעת זרם האדמה. זרם הקרקע, בפרט, משתנה ללא הרף בגודל, בכיוון ובתדירות, והוא קובע בעיקר את תוצאת המדידה. לכן, ניתן להשתמש רק במולטימטר אנלוגי למדידה, וערכים הנעים בין עשרות אוהם למאות קילוהם נחשבים נורמליים, פשוט מצביעים על כך שאין קצר חשמלי או מעגל פתוח בין שני הקרקעות.
3. ריצוף אנטי-סטטי
לריצוף האנטי-סטטי הסטנדרטי ביותר יש מבנה מורכב הדומה לגומי אנטי-סטטי. השכבה התחתונה היא שכבה מוליכה המחוברת לאדמה האנטי-סטטית, והשכבה העליונה היא שכבה אנטי{4}}סטטית מבודדת, המונעת ייצור חשמל סטטי מחיכוך במהלך ההליכה. במהלך ההתקנה יש להפריד את השכבה המוליכה מרצפת הבניין ומקירות הבניין על ידי רפידות בידוד כדי למנוע מהרצפה להיטען סטטית בעת פגיעות ברק. לאחר מכן, השכבה המוליכה מחוברת להארקה האנטי-סטטית דרך נגד של 1MΩ 20W, המספקת מיגון אלקטרוסטטי ואלקטרומגנטי כאחד. ריצוף מסוג זה יקר מאוד, אך הוא מונע למעשה נזקים שונים של ברק וייצור חשמל סטטי.
בדרך כלל, מפעלי אלקטרוניקה משתמשים לרוב ברצפות אנטי- פשוטות (עם בידוד בלבד). שכבות אנטי-סטטיות (לעיתים קרובות צבע או דבק רצפות) מונחות ישירות על רצפות הבניין, מפחיתות משמעותית את העלויות ומספקות הגנה מפני חשמל סטטי שנוצר בהליכה. עם זאת, הם מציעים הגנה גרועה מפני אינדוקציה אלקטרוסטטית במתח גבוה במיוחד-ואינדוקציה אלקטרומגנטית חזקה מפגיעות ברק.
4. שולחן עבודה אנטי סטטי:
הצד הירוק של הגומי האנטי-סטטי הוא השכבה האנטי-סטטית, בעלת התנגדות גבוהה יחסית (10⁸~10¹⁰ Ω).
הצד השחור של הגומי האנטי סטטי בעל התנגדות נמוכה יותר (10⁴~10⁶ Ω) ומתחבר היטב לצד הירוק, מה שמבטיח הארקה נכונה. הוא משמש כמיגון ופריקה אלקטרוסטטית. ניתן להשיג הארקה באמצעות חיבור-הצמד באמצעות כבל ייעודי לרצועת יד אנטי-סטטית (המכיל נגד 1MΩ). לחלופין, ניתן להניח לוחית ברזל בעובי 0.2 מ"מ או רדיד נחושת על משטח מבודד, וניתן להלחים את חוט ההובלה כדי להתחבר לחוט ההארקה האנטי-סטטי דרך נגד של 1MΩ. לאחר מכן, ניתן להניח גומי אנטי{12}}סטטי (הצד השחור כלפי מטה, בחוזקה כנגד הסדין המוליך) שטוח. נגד 1MΩ זה מספק גם נתיב לפריקה סטטית, מונע פריקה מוגזמת וקשתות, ומשמש כבידוד.
יש לשקול אפילו כיסאות (שרפרפים). פסי ייצור רבים משתמשים בשרפרפי פלסטיק רגילים, אשר מייצרים בקלות חשמל סטטי באמצעות חיכוך עם בגדים. יש להשתמש בחומרים אנטי-סטטים במידת האפשר. כסאות צריכים להיות מוארקים באמצעות נגד של 1MΩ, ולפחות שרפרף הפלסטיק צריך להיות מכוסה במטלית אנטי- סטטית.
5. הארקה ובדיקה של ציוד חשמלי כגון מלחמים, סירי הלחמה קטנים ומכשירי בדיקה:
ברזי הלחמה, סירי הלחמה קטנים ומכשירי בדיקה חייבים להיות מוארקים כהלכה באמצעות שלושה-תקעי קצה. זה לא קשה לביצוע, אבל עקב אירועים תכופים כמו מסופי הארקה רופפים, חוטים שבורים וקצות מלחם המתנתקים מהמארז (נקודת הארקה) עקב חמצון, יש לבדוק אותם בכל משמרת. נורית חיווי המשכיות פשוטה תוצרת בית יכולה לשמש לבדיקה, ויש לטפל בכל בעיה שנמצאה על ידי החלפת הרכיב הפגום באופן מיידי.
6. בגדים אנטי סטטיים (בגדים, נעליים, כפפות וכו'):
ביגוד אנטי סטטי עשוי מסיבים סינתטיים מיוחדים שבדרך כלל אינם מייצרים חשמל סטטי בעת שפשוף או ליטוש. עם זאת, זה לא ביגוד מגן- סטטי ואינו יכול לחסל חשמל סטטי שנוצר על ידי ביגוד אחר. לכן, הדרך הנכונה ללבוש אותו היא ללבוש רק חולצה או תחתונים, עם הלבוש האנטי-סטטי למעלה. לבישת שכבות מרובות של בגדים סינתטיים או צמר מתחת בחורף אינה יעילה במיוחד עם בגדים אנטי סטטיים. לכן, שליטה בטמפרטורת ולחות הסביבה, וחבישת רצועות יד אנטי-סטטיות חשובים יותר מלבישת בגדים אנטי-סטטיים. כפפות אנטי סטטיות משמשות למניעת יצירת חשמל סטטי. הוא משרת מספר פונקציות, כולל בידוד היד מהמוצר (בידוד) ומניעת כתמי זיעה מלזהם את המוצר, מה שהופך אותו לחיוני.
7. צמיד אנטי סטטי:
צמידים אנטי-סטטיים מורכבים ממעטפת נירוסטה שמתאימה היטב לפרק כף היד, מחוברת לחוט עם התנגדות של 1MΩ בפנים, ומוארקת על ידי תפס ברזל. מטרתו היא לפרוק חשמל סטטי מהגוף תוך מניעת ניצוצות מפריקה מהירה שעלולים לפגוע במכשירים רגישים-סטטיים, ולספק בידוד. חוט שבור או מגע גרוע הופכים את הצמיד האנטי-סטטי ללא יעיל. מה ש-נקרא צמידים אלחוטיים לא מצליחים לפרוק מטענים סטטיים הנישאים על ידי הגוף.
(1). שיטת לבישה והידוק נכונה עבור צמידי יד אנטי סטטיים:
א. יש לענוד את מעטפת הנירוסטה של הצמיד האנטי סטטי על החלק הפנימי של פרק כף היד השמאלית, היכן שהתנגדות המגע היא הנמוכה ביותר.
ב. זה חייב להיות במגע הדוק עם העור, לא רפוי, ולא מופרד על ידי לבוש.
ג. יש להשתמש בקליפס התנין כדי להדק את החלק החשוף של חוט ההארקה הסטטי בבסיס, ולא את השיניים הקדמיות.
ד. ביציאה מהעבודה או בהליכה, המפעילים יכולים להסיר את צמידי היד שלהם. אנשי סלולר (קדרים, בקרת איכות) צריכים להסיר את הקליפים ולכרוך את הצמיד סביב פרק כף היד שלהם לשימוש נייד.
(2) יש לבדוק ולתעד צמידים סטטיים פעמיים ביום, בוקר ואחר הצהריים, כאשר ההידוק נקבע על ידי עמידה בבדיקה. את אלה שנכשלו יש להתאים או להחליף מיד.
(3) אין להכניס צמידים אלחוטיים.
8. התקן מאוורר יונים:
טמפרטורת החימום מראש של תנור הלחמת הגל היא 80 ~ 120 מעלות. חשמל סטטי נוצר בקלות תחת טמפרטורה כה גבוהה ואוויר חם יבש. מאוורר יונים משתמש במתח גבוה כדי ליינן אוויר ליונים חיוביים ושליליים, אשר לאחר מכן מועפים לתוך התנור כדי לנטרל את החשמל הסטטי שנוצר על ה-PCB והרכיבים על ידי הטמפרטורה הגבוהה והאוויר החם. לכן יש להתקין מאוורר יונים בכניסה לתנור הלחמת גלים. בכניסה לאזור העבודה האנטי-סטטי יש להתקין מאוורר... ניתן להוסיף מאוורר יונים לנקודת ההתחלה או מעל המסוע לפי הצורך.
9. התקן גלילי ניקוי אנטי-סטטיים על המסוע:
מכשיר פשוט תוצרת בית: עוטפים חתיכת צינור פלסטיק קשיח (קצת קצר יותר מרוחב המסוע) במגבת (היא צריכה להיות שטוחה יחסית), הרטיבו אותה ואז הכנס מוט ברזל (כפיר) באמצע כדי לקבע אותו לשני קצוות המסוע. השתמש בבקבוק קולה מלא במים כדי להרטיב אותו ברציפות, בדומה לטפטוף IV בבית חולים. כאשר המסוע מתחיל, הרולר מסתובב עם המשקל שלו, ומספק השפעות ניקוי, לחות ואנטי-סטטיות. מכשיר ביתי פשוט זה יכול לתפקד כמאוורר יונים עבור המסוע במצבים מסוימים.
10. יש למקם את לוחות ה-PCB מתחת לרפידות ספוג אנטי-סטטיות בקו הייצור (הכוונה בעיקר להלחמה, בדיקה, הרכבה, בדיקה, הרכבה וכו') (הכוונה בעיקר להלחמה, בדיקה, הרכבה וכו') כדי למנוע חשמל סטטי ושריטות משטח הלוח. יש להשתמש בעגלות או קופסאות לאחסון לוחות אנטי-סטטיים להעברות בין-תהליכים. (התנגדות פני השטח שלו היא מתחת ל-10⁶ Ω), והוא צריך להיות מוארק כהלכה באמצעות נגד 1 MΩ.
חשוב להבחין בין חומרי מיגון אלקטרוסטטי (שקיות) לחומרים אנטי-סטטיים (שקיות). חומרים אנטי-סטטיים (שקיות, רפידות) הם לרוב ורודים ומשמשים רק כריפוד זול ואריזת ביניים עבור מכשירים רגישים לאלקטרוסטטיים. הם רק פחות מועדים לייצר חשמל סטטי בעצמם; אם מתרחשת פריקה אלקטרוסטטית, היא עלולה לחדור לחומרים האנטי-סטטיים הללו ולגרום לנזק. אריזות מיגון אלקטרוסטטי הן לרוב כסף, שחור או אפור, וכוללות רדיד אלומיניום אטום- חומרים בצורת-חומרים שחורים או אפורים למחצה-שקופים. ישנם גם חומרים שקופים לחלוטין בצורת רשת-. העיקרון הבסיסי הוא לשאוב-שכבת אלומיניום על גבי החומר האנטיסטטי כשכבת מיגון אלקטרוסטטית מוליכה. כאשר נוצר פוטנציאל אלקטרוסטטי, שכבת המיגון תפזר באופן שווה את הפוטנציאל האלקטרוסטטי המושרה על פני כל משטח האריזה, תקטין את הפרש הפוטנציאל של פני השטח וימנע פריקות מקומיות של הבדלי פוטנציאל גבוהים. הוא גם מספק מיגון טוב מפני{11}שדות אלקטרומגנטיים חזקים בתדר גבוה. בהתאם לרמת ההגנה, השכבה המוליכה של חומרי אריזה מיגון אלקטרוסטטי מחולקת גם ל: שכבת התנגדות חיצונית - סרט בידוד - שכבת רדיד אלומיניום - סרט בידוד; ישנן דרגות שונות של סרט בידוד - שכבת רדיד אלומיניום - סרט בידוד; שכבת ואקום-מצופה - סרט בידוד; שכבת רשת מוליכה מודפסת - סרט בידוד וכו'. מבט מקרוב מגלה שמלבד 2-3 השכבות של חומר מיגון אלקטרוסטטי באריזה החיצונית, חומרי התמיכה הפנימיים (כגון מגשי דחיפה וסרטי הזנה) הם כולם חומר מוליך שחור- בעל התנגדות גבוהה, כ-106MΩ. תפקידם היחיד הוא לסכך ולנטרל את הפוטנציאל האלקטרוסטטי של הפינים, ולספק נתיב לפריקה אלקטרוסטטית. רכיבים רגישים לאלקטרוסטטים (כגון ICs) ומוצרים מוגמרים חייבים להיות ארוזים עם חומר מגן אלקטרוסטטי, לא שקיות אנטי-סטטיות, בעת המשלוח.
11. בקרת טמפרטורה ולחות יחסית: לפעולות אלקטרוניות, במיוחד SMT, יש דרישות גבוהות לטמפרטורה ולחות. בדרך כלל, יש לשלוט בטמפרטורה בין 18 ל-28 מעלות. טמפרטורה גבוהה מדי או נמוכה מדי תשפיע על הפעולה הרגילה והדיוק של הציוד. הלחות היחסית צריכה להיות בין 50% ל-85%. לחות נמוכה מדי תיצור בקלות חשמל סטטי (ראה טבלה 1). לחות גבוהה מדי תגרום בקלות לעיבוי על הציוד, ויגדיל את תכולת המים של משחת ההלחמה. לכן יש לחזק את המעקב והבקרה. למטרות אנטי-סטטיות, בסתיו ובחורף כאשר הלחות היחסית נמוכה, ניתן להשתמש במכשיר אדים או במטלית לחה כדי לפתור את הבעיה.
12. אחר
(1) ברזי הלחמה צריכים להיות אנטי-סטטיים במתח נמוך-קבוע בטמפרטורה-בטמפרטורה ככל האפשר, ומוארקים כהלכה.
(2) השתמש במתח נמוך- במברגים חשמליים DC (מברגים חשמליים) עם חוטי הארקה.
(3) עבור פעולות ניקוי-קטנות של PCB, יש להשתמש במברשות אנטי-סטטיות; אין להשתמש במברשות פלסטיק רגילות.
(4) במצבים מסוימים, יש להשתמש בחומרים אנטי-סטטים עבור תקרות וקירות. באופן כללי, אפילו לוח גבס רגיל וקירות מצופים סיד- מקובלים, אבל תקרות פלסטיק וטפטים רגילים או פלסטיים אסורים.
13. בודק חשמל סטטי:
אם התנאים מאפשרים זאת, שקול לרכוש מכשיר כף יד ללא-מגע בודק חשמל סטטי. זה מאפשר ניטור-בזמן אמת של ייצור וגודל חשמל סטטי, מעקב אחר השפעות שליליות הנגרמות מחשמל סטטי, והבנת היעילות של שיפורים. עם זאת, בשל מחירו הגבוה, רוב החברות מהססות לרכוש אחת כזו.
14. ניטור והקלטה:
יש ליישם אמצעים אנטי-סטטים על ידי צוות ייעודי ולעצב אותם למערכת כדי להבטיח יישום יעיל. אחרת, כל ההשקעה בחומרה עלולה להיות לא יעילה.
(1) כוח אדם: שני אנשים צריכים להיות אחראים לניהול, בדיקה והקלטה. ברוב המקרים, שני אנשים צריכים לעבוד יחד כדי למנוע תחלופה של צוות והפרעות.
(2) בדיקה ורישום: לסיכום, יש לבצע את הבדיקות והרישומים הבאים מדי יום:
א. נקודת בדיקת חשמל סטטי -------- הארקת חשמל סטטי מולטימטר מצביע
הארקת חשמל סטטי ----------- הארקת ציוד מדידת התנגדות
ב. הארקת חוד מלחם/מדידת טמפרטורת חוד מלחם.
ג. הארקת סיר הלחמה קטן/מדידת טמפרטורת סיר הלחמה.
ד. מדידת הארקה של מכשיר בדיקה.
ה. בדיקת הארקה של צמיד חשמל סטטי. בודק צמידי חשמל סטטי.
ו. מדידה ובקרה של טמפרטורה/לחות יחסית. מד חום/מד לחות.
(3) בדוק את הלבוש של הצוות באזור העבודה האנטי-סטטי ואת התאימות לכל התקנות האנטי-סטטיות.
(4) במידת האפשר, השתמש בבודק חשמל סטטי למדידת מתח החשמל הסטטי בתנאים שונים באתר העבודה ובפס הייצור.
המתח האלקטרוסטטי צריך להיות בדרך כלל פחות מ-100V, ובמקרים מיוחדים, פחות מ-25V.
15. הדרכה וכללי התנהגות:
ידע ואמצעים אנטי-סטטיים צריכים להיות חלק חשוב בכל-הכשרת הצוות כדי להבטיח שכל עובד מבין אותם ומבין אותם, ויוצר הרגלים מקצועיים טובים. לדוגמה: בגדים, שרטוטים וחומרים אחרים לא צריכים לבוא במגע עם רכיבים; יש להניח שרטוטים וחומרים בשקיות מסמכים אנטי-סטטיים ולתלות אותם; קופסאות פלסטיק, עור, קרטון, זכוכית ופריטים אחרים המייצרים בקלות חשמל סטטי אין להערם על ספסל הבטיחות האנטי-סטטי; יש ללבוש רצועות וכפפות אנטי-סטטיות לפני הטיפול ברכיבים; בעת טיפול ב-PCB או רכיבים רגישים, החזק אותם בקצוות כדי למנוע מגע עם מובילים ומחברים.