Kaj povzroča statično elektriko med brisanjem čistih prostorov?

Statični naboj med brisanjem čistih prostorov izvira predvsem iz stika in ločitve med brisalcem in drugimi materiali, kot je embalaža in površina, ki jo brišete. Koliko se nabere, je odvisno od uporabljenih materialov, vlažnosti, hitrosti brisanja in kontaktnega pritiska. Naboj lahko ostane na brisalcu, na površini, ki jo brišete, ali na obeh, vsak primer pa je pomemben iz različnih razlogov.

Zakaj stik in ločitev ustvarjata naboj

Ko dva različna izolacijska materiala drgneta drug ob drugega in se nato razmakneta, lahko vsak zapusti stik, ki nosi električni naboj. To je triboelektrično polnjenje, enak učinek za majhnim udarcem kljuke po hoji po preprogi.

Pri delu z elektroniko in polprevodniki lahko nenadzorovana elektrostatična razelektritev (ESD) poškoduje občutljiva integrirana vezja in patentna literatura ostatični nadzor čistih prostorovopisuje tudi naelektrene površine, ki privlačijo prah, ki konča na izdelkih. Ta dva pomisleka, izpust in privlačnost delcev, sta razlog, zakaj je statika pomembna tudi v prostoru, ki je zasnovan predvsem za nadzor delcev.

Po enem brisanju: kje se lahko pojavi naboj

Pomaga, če si nehate predstavljati brisanje kot en dogodek. Gre za zaporedje korakov in vsak korak ponuja drugačno priložnost za nastanek naboja. Spodnje zaporedje je naš način organiziranja objavljenih mehanizmov; je pripomoček pri sklepanju in ne niz meritev.

1. Jemanje brisalca iz torbe

Številni brisalci za čiste prostore so pleteni iz poliestra ali drugih sintetičnih vlaken in pakirani v plastične vrečke. Povlečenje suhega brisalca iz plastične vrečke premakne eno izolacijsko površino proti drugi, kar je standardna nastavitev za triboelektrično polnjenje. Napolnjen brisalec, ki ga nosite blizu nezaščitene naprave, je situacija, ki so se ji programi za nadzor elektrostatičnega razpada izognejo.

2. Zlaganje in ravnanje

Prepogibanje pritisne blago na blago in vsako odvijanje je še eno ločevanje. Roke dodajo še en materialni par: rokavico proti brisalcu. Mnogi operaterji nosijo pletene rokavice s pikčasto površino oprijema, kot nprAntistatične rokavice s pikami, in par rokavica-brisalec je vreden vključitve, ko pomislite, od kod izvira polnjenje. Ali določena rokavica zniža napolnjenost, je odvisno od njene konstrukcije in testnih podatkov in ne od njenega imena. Delovna skupina za rokavice združenja ESD je delala na testnih metodah za triboelektrično polnjenje rokavic in naprstnikov, poleg tega obstaja ločena standardna preskusna metoda za merjenje električnega upora rokavic in naprstnikov. Upornost in naboj sta različni lastnosti, k čemur se vrnemo spodaj.

3. Močenje brisalca

Poročali so, da vlaženje brisalca z deionizirano vodo ali mešanico deionizirane vode in izopropilnega alkohola (IPA) spremeni njegovo električno obnašanje iz izolacijskega v disipativno, predhodno namočeni brisalci pa se popolnoma izognejo koraku suhega odstranjevanja vrečke. To je koristno opazovanje, vendar ni zagotovilo. Količina tekočine, topilo in čas, ko je bil brisalec zunaj embalaže, spremenijo, kaj pomeni "mokro", in nismo našli objavljenih meritev, ki bi sledile polnjenju skozi fazo sušenja. Zato "močenje reši zadevo" obravnavamo kot trditev za testiranje, ne kot predpostavko.

4. Zaveslaj in vzlet

Ker se ločitev naboja zgodi, ko se stik konča, je gibanje brisanja bolje prikazano kot več majhnih dogodkov stika in ločevanja kot kot eno dolgo drgnjenje. Hitrost, pritisk in vključeni materiali prispevajo k temu, koliko naboja pusti za sabo vsak dogodek.

5. Po brisanju

Iz česa je obrisana površina, je v veliki meri odvisno, kaj se bo zgodilo z nabojem, ki ostane za seboj. Besedilo v ozadju patenta na antistatičnih brisalcih ugotavlja, da lahko brisanje plastičnih, steklenih in drugih izolacijskih površin pusti naboj na površini, ki ponovno pritegne prah in umazanijo, in da izolatorja po definiciji ni mogoče ozemljiti.

Štiri spremenljivke, ki jih je treba zabeležiti, ne ugibati

Pogosto uporabljena vprašanja in odgovori dobaviteljev ESD obravnavajo štiri dejavnike, ki vplivajo na nastajanje statike:

Materiali:Kjer se brisalec in površina, ki se je dotika, nahajata relativno drug proti drugemu v triboelektrični seriji.

Vlažnost:Generiranje polnjenja je na splošno opisano kot učinkovitejše pri nizki relativni vlažnosti, veliko čistih prostorov pa je na suhem.

Hitrost:Kako hitro se brisalec premika po površini.

Kontaktni tlak:Kako močno je pritisnjeno.

K temu pripomorejo pogoji na ravni sobe. Članek strokovnjaka za ESD poudarja, da se predmeti obrišejo, preden vstopijo v čisti prostor, da nizka vlažnost poveča nastajanje naboja in da ione pritegne filtrirni medij HEPA in jih odstrani iz vhodnega zraka, kar omejuje enega od načinov normalne nevtralizacije naboja.

Tri vprašanja, ne eno

"Ali ta brisalec povzroča statiko?" združuje tri različna vprašanja:

A.Ali se brisalec sam polni?

B.Ali brisalec pušča naboj na površini, ki jo briše?

C.Ali lahko napolnjen brisalec ali površina povzroči razelektritev ali dogodek, ki ga povzroči polje, v bližini občutljivega predmeta?

Odgovori so odvisni od tega, kaj se briše. Spodnja tabela uporablja splošna načela ESD; gre za konceptualno vodilo, ne za testne podatke.

Za procesno potrebne izolatorje v bližini elementov, občutljivih na ESD, smernice programa ESD, na katere se sklicujejo dobavitelji opreme, zahtevajo merjenje polja in, kjer je nad mejami programa, ločevanje predmetov ali uporabo ionizacije ali drugih tehnik za zmanjšanje naboja.

Kaj vam površinski upor pove in česa ne

Podatkovni listi za brisalce običajno poročajo o površinskem uporu, pogosto v razponu od 10⁸ do 10¹¹ ohmov, in včasih o največji napetosti tribo-naboja. Te številke izhajajo iz različnih vrst testov.

ANSI/ESD STM11.11 opisuje, kako izmeriti površinski upor ravnih materialov, meritev pa uporablja ne glede na mehanizem prevajanja materiala. To je merjenje upora. Akumulacija triboelektričnega naboja je zajeta v ločenem dokumentu združenja ESD, ESD ADV11.2. IEST-RP-CC004.3, priporočena praksa za ocenjevanje materialov za brisanje, vključuje svoj razdelek o statičnem testiranju.

V praksi površinski upor opisuje, kako hitro se lahko naboj premika skozi ali čez površino brisalca. Samo po sebi ne pove, koliko naboja se ustvari na vmesniku, in zgoraj navedeno ozadje patenta trdi, da upornost brisalca ni neposredno povezana z zmanjšanjem naboja na izolacijski površini, ki je ni mogoče ozemljiti. Odpor obravnavajte kot en vnos, ne kot odgovor na vsa tri zgornja vprašanja.

Tudi naboj verjetno ne bo enakomerno porazdeljen. V delu NIST o kartiranju naboja na krpah za brisanje so raziskovalci ugotovili, da se nekateri materiali za brisanje ne naelektrijo v veliki meri, medtem ko drugi kopičijo naboj s stikom, in da domene naboja niso enotne. Ta študija se je nanašala na vzorčenje robčkov in ne na brisanje čistih prostorov, zato je ne bi smeli uporabiti neposredno, vendar je opomnik, da branje v eni točki morda ne bo opisalo celotnega brisalca.

Branje statičnih podatkov brisalca: šest vprašanj

Preden primerjate eno številko podatkovnega lista z drugo, vprašajte:

Kakšni sta bili relativna vlažnost in temperatura med preskusom?

Ob kaj se je drgnil brisalec in ali je bil ta material pri obeh testih enak?

Kakšna hitrost, pritisk in število gibov so bili uporabljeni?

Ali je bil brisalec testiran suh ali moker in kako je bil predhodno kondicioniran?

Katera stran brisalca in katero mesto na njem je bilo izmerjeno?

Kateri standard ali metoda je bila uporabljena in ali je na voljo celotno poročilo?

To so razumna vprašanja, ki jih lahko zastavite vsemProizvajalec čistilnih robčkov ESDpreden primerjate številke. Dve številki, izmerjeni pod različnimi pogoji, nista neposredno primerljivi, številko brez navedenih pogojev pa je sploh težko interpretirati.

Zanka za čiščenje–napolnitev–ponovno privabljanje

Namen brisanja je odstraniti delce. Če robček pusti naboj tudi na izolacijski površini, lahko ta naboj potegne delce nazaj, patenti za nadzor statike v čistih prostorih pa opisujejo odlaganje prahu, ki ga povzroča statika, kot vzrok za okvarjene izdelke. Ali se to zgodi v določenem procesu, je odvisno od materialov, vlažnosti in tehnike brisanja, zato je koristno izmeriti oba izida po brisanju: raven delcev in elektrostatično polje. Gledanje samo enega lahko skrije kompromis.

Ko so vpletena topila

Brisalci, predhodno nasičeni z IPA, se uporabljajo za udobje in ponovljivo vlaženje, vendar še vedno povzročajo pomisleke glede zdravja in varnosti hlapljivih topil, vključno z vnetljivostjo in izpostavljenostjo osebja. V čistih prostorih, kjer delujejo vnetljive snovi, se statična elektrika obravnava tudi kot nevarnost vžiga. Če so vnetljiva topila del vašega postopka brisanja, upoštevajte varnostni list in varnostno oceno vašega mesta ter vključite svoje koordinatorje za varnost in ESD v odločitve o vrsti brisalcev in ravnanju z njimi.

Praktični kontrolni seznam za lastnike procesov

Zabeležite relativno vlažnost, vrsto brisalca, suho ali mokro stanje, topilo in material, ki ga brišete.

Izmerite elektrostatično polje v bližini obrisane površine pred in po brisanju z merilnikom polja na dosledni razdalji.

Spremenite eno spremenljivko naenkrat, na primer hitrost, tlak, vrsto brisalca ali stopnjo namočenosti, in zabeležite rezultat.

Preverite ozemljitveno pot za prevodne predmete, preden domnevate, da lahko naboj odteče.

Če je v bližini občutljivih predmetov potrebna izolacijska površina, se o ločevanju ali nevtralizaciji pogovorite s svojim ESD koordinatorjem.

Odčitke hranite skupaj z njihovimi pogoji, da bodo kasnejše primerjave smiselne.

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali močenje brisalca čistih prostorov ustavi statiko?

Poročali so, da vlaženje z deionizirano vodo ali mešanico vode in IPA spremeni električno obnašanje brisalcev iz izolacijskega v disipativno. To ni garancija. Topilo, stopnja vlažnosti, izhlapevanje in površina, ki jo obrišete, lahko spremenijo rezultat, zato ga preverite za svoj postopek.

Ali je brisalec z nizkim uporom enak brisalcu z nizko stopnjo polnjenja?

Ne. Površinski upor in kopičenje triboelektričnega naboja se merita z različnimi metodami. Odpornost malo pove o tem, koliko naboja se ustvari na kontaktnem vmesniku ali kaj ostane na izolacijski površini.

Zakaj se zdi, da je statika v kemičnih čistilnicah hujša?

Generiranje statičnega naboja je na splošno opisano kot učinkovitejše pri nizki relativni vlažnosti, zato je veliko čistih prostorov suhih.

Kako lahko preverim polnjenje po čiščenju?

Merilnik elektrostatičnega polja je eno od običajnih orodij. Merite na dosledni razdalji, zabeležite vlažnost in uporabljene materiale ter upoštevajte omejitve in postopke v programu za nadzor ESD v vaši ustanovi.

Ali lahko statična elektrika zaradi brisanja pritegne delce nazaj?

Besedilo v ozadju patenta opisuje to za izolacijske površine. Koliko je pomembno, je odvisno od vaših materialov, vlažnosti in tehnike, zato raje merite kot domnevajte.