Šta uzrokuje statički elektricitet tokom brisanja čiste sobe?

Statički naboj tokom brisanja čistih prostorija dolazi uglavnom od kontakta i razdvajanja između brisača i drugih materijala, kao što su njegovo pakovanje i površina koja se briše. Koliko se nakuplja ovisi o korištenim materijalima, vlažnosti, brzini brisanja i kontaktnom pritisku. Naboj može ostati na brisaču, na površini koja se briše ili oboje, a svaki slučaj je bitan iz različitih razloga.

Zašto kontakt i razdvajanje stvaraju naplatu

Kada se dva različita izolaciona materijala trljaju jedan uz drugog, a zatim se razdvoje, svaki može napustiti kontakt noseći električni naboj. Ovo je triboelektrično punjenje, isti efekat iza malog udara od kvake nakon hodanja po tepihu.

U radu s elektronikom i poluprovodnicima, nekontrolirano elektrostatičko pražnjenje (ESD) može oštetiti osjetljiva integrirana kola i patentnu literaturu ostatička kontrola čiste sobetakođer opisuje nabijene površine koje privlače prašinu koja završava na proizvodima. Te dvije brige, pražnjenje i privlačenje čestica, razlog su zašto je statika važna čak i u prostoriji dizajniranoj uglavnom za kontrolu čestica.

Nakon jednog brisanja: gdje se može pojaviti punjenje

Pomaže da prestanete zamišljati brisanje kao jedan događaj. To je niz koraka, a svaki korak nudi različitu priliku za formiranje naplate. Slijed ispod je naš način organiziranja objavljenih mehanizama; to je pomoć za rasuđivanje, a ne skup mjerenja.

1. Vađenje brisača iz torbe

Mnogi brisači čistih prostorija pleteni su od poliestera ili drugih sintetičkih vlakana i pakirani u plastične vrećice. Izvlačenje suhog brisača iz plastične vrećice pomiče jednu izolacijsku površinu na drugu, što je standardna postavka za triboelektrično punjenje. Napunjeni brisač koji se nosi u blizini nezaštićenog uređaja je vrsta situacije koju su programi za kontrolu ESD-a napravljeni da izbjegavaju.

2. Sklapanje i rukovanje

Preklapanje pritišće tkaninu o tkaninu, a svako rasklapanje je još jedno razdvajanje. Ruke dodaju još jedan par materijala: rukavicu protiv brisača. Mnogi operateri nose pletene rukavice sa tačkastom površinom za prihvat, kao nprAntistatičke rukavice sa tačkama, a par rukavica-brisač vrijedi uključiti kada razmišljate o tome odakle dolazi punjenje. Hoće li određena rukavica smanjiti punjenje ovisi o njenoj konstrukciji i testnim podacima, a ne o nazivu. Radna grupa za rukavice Udruženja ESD radila je na metodama ispitivanja triboelektričnog punjenja rukavica i krevetića za prste, a postoji i posebna standardna metoda ispitivanja za mjerenje električnog otpora rukavica i krevetića. Otpor i punjenje su različita svojstva, čemu se vraćamo u nastavku.

3. Vlaženje brisača

Prijavljeno je da navlaživanje brisača dejoniziranom vodom ili mješavinom deionizirane vode i izopropil alkohola (IPA) pomjera njegovo električno ponašanje od izolativnog ka disipativnom, a prethodno navlaženi brisači u potpunosti izbjegavaju korak uklanjanja suhe vrećice. To je korisno zapažanje, ali nije garancija. Količina tečnosti, rastvarača i koliko dugo je brisač bio van pakovanja, sve to menja šta znači "mokro", a nismo pronašli objavljena merenja koja prate punjenje kroz fazu sušenja. Stoga "močenje rješava problem" tretiramo kao tvrdnju za testiranje, a ne kao pretpostavku.

4. Stroke i Lift-Off

Budući da se razdvajanje naboja događa kada se kontakt završi, pokret brisanja se bolje prikazuje kao mnogo malih događaja kontakta i razdvajanja nego kao jedno dugo trljanje. Brzina, pritisak i uključeni materijali utiču na to koliko naboja svaki događaj ostavlja iza sebe.

5. Nakon brisanja

Od čega je napravljena obrisana površina u velikoj meri odlučuje šta će se desiti sa bilo kojim nabojem koji je zaostao. Pozadinski tekst patenta na antistatičkim brisačima napominje da brisanje plastike, stakla i drugih izolacijskih površina može ostaviti naboj na površini koji ponovno privlači prašinu i prljavštinu, te da izolator, po definiciji, ne može biti uzemljen.

Četiri varijable za snimanje, a ne za pogađanje

Široko korišteni ESD dobavljač pitanja i odgovori raspravlja o četiri faktora koji utiču na statičku generaciju:

Materijali:Tamo gdje brisač i površina koju dodiruje sjede jedan u odnosu na drugi u triboelektričnoj seriji.

Vlažnost:Generisanje punjenja se generalno opisuje kao efikasnije pri niskoj relativnoj vlažnosti, a mnoge čiste prostorije su istrošene.

brzina:Koliko brzo se brisač kreće po površini.

Kontaktni pritisak:Koliko je jako pritisnuta.

Uslovi na nivou sobe doprinose tome. Članak stručnjaka za ESD ističe da se predmeti brišu prije ulaska u čistu prostoriju, da niska vlažnost povećava stvaranje naboja i da se joni privlače HEPA filterskim medijima i uklanjaju iz dolaznog zraka, što ograničava jedan od načina na koji se naboj normalno neutralizira.

Tri pitanja, ne jedno

"Da li ovaj brisač uzrokuje statiku?" spaja tri različita pitanja:

A.Da li se brisač sam puni?

B.Da li brisač ostavlja punjenje na površini koju briše?

C.Može li napunjeni brisač ili površina uzrokovati pražnjenje ili događaj izazvan poljem u blizini osjetljivog predmeta?

Odgovori zavise od toga šta se briše. Tabela u nastavku odnosi se na opšte principe ESD; to su konceptualne smjernice, a ne podaci testa.

Za izolatore koji su potrebni u procesu u blizini predmeta osjetljivih na ESD, smjernice ESD programa na koje se pozivaju dobavljači opreme zahtijevaju mjerenje polja i, gdje je ono iznad granica programa, odvajanje predmeta ili korištenje jonizacije ili drugih tehnika za ublažavanje naelektrisanja.

Šta vam površinski otpor govori – a šta ne

Podaci o brisačima obično navode površinski otpor, često u rasponu od 10⁸ do 10¹¹ oma, a ponekad i maksimalni napon tribo punjenja. Ovi brojevi dolaze iz različitih vrsta testova.

ANSI/ESD STM11.11 opisuje kako se mjeri površinski otpor ravnih materijala i primjenjuje mjerenje bez obzira na mehanizam provodljivosti materijala. To je mjerenje otpora. Akumulacija triboelektričnog naboja pokrivena je posebnim dokumentom ESD Asocijacije, ESD ADV11.2. IEST-RP-CC004.3, preporučena praksa za ocjenjivanje materijala za brisanje, uključuje vlastiti odjeljak o statičkom testiranju.

U praktičnom smislu, površinski otpor opisuje koliko se lako punjenje može kretati kroz ili preko površine brisača. Sam po sebi ne govori koliko se naboja generiše na interfejsu, a gore citirana pozadina patenta tvrdi da otpor brisača nije direktno povezan sa smanjenjem naelektrisanja na izolacionoj površini koja se ne može uzemljiti. Tretirajte otpor kao jedan ulaz, a ne kao odgovor na sva tri pitanja iznad.

Malo je vjerovatno da će se naplata ravnomjerno rasporediti. U radu NIST-a na mapiranju naboja na krpicama za brisanje, istraživači su otkrili da se neki materijali za brisanje ne pune u velikoj mjeri, dok drugi akumuliraju naboj putem kontakta i da domeni naboja nisu ujednačeni. Ta studija se ticala uzorkovanja brisanja, a ne brisanja čiste sobe, tako da je ne bi trebalo direktno primjenjivati, ali je podsjetnik da očitavanje u jednoj tački možda ne opisuje cijeli brisač.

Čitanje statičkih podataka brisača: šest pitanja

Prije nego uporedite jedan broj tablice s podacima, pitajte:

Kolika je bila relativna vlažnost i temperatura tokom testa?

O čemu su brisači trljali i da li je taj materijal bio isti u oba testa?

Koja brzina, pritisak i broj udaraca su korišteni?

Da li je brisač testiran suv ili mokar i kako je prethodno kondicioniran?

Koje je lice brisača i koje mjesto na njemu mjereno?

Koji standard ili metoda je korištena i da li je dostupan kompletan izvještaj?

Ovo su razumna pitanja koja treba postaviti svakomeProizvođač ESD čistih maramicaprije poređenja brojeva. Dvije brojke mjerene pod različitim uslovima nisu direktno uporedive, a broj bez navedenih uslova teško je uopšte protumačiti.

Čišćenje – punjenje – ponovno privlačenje petlje

Brisanje ima za cilj uklanjanje čestica. Ako maramica također ostavlja naboj na izolacijskoj površini, to punjenje može povući čestice nazad, a patenti za kontrolu statičkog elektriciteta čistih prostorija opisuju taloženje prašine uzrokovano statikom kao uzrok neispravnih proizvoda. Da li će se to dogoditi u datom procesu zavisi od materijala, vlažnosti i tehnike brisanja, tako da je koristan korak izmjeriti oba ishoda nakon brisanja: nivo čestica i elektrostatičko polje. Gledanje samo jednog može sakriti kompromis.

Kada su u pitanju rastvarači

Prethodno zasićeni IPA brisači se koriste za praktičnost i ponovljivo vlaženje, ali i dalje nose zdravstvene i sigurnosne probleme isparljivih rastvarača, uključujući zapaljivost i izloženost osoblja. U čistim prostorijama koje rukuju zapaljivim supstancama, statički elektricitet se također tretira kao problem zapaljenja. Ako su zapaljiva otapala dio vašeg procesa brisanja, slijedite sigurnosno-tehnički list i sigurnosnu procjenu vaše lokacije i uključite svoje koordinatore za sigurnost i ESD u odluke o vrsti brisača i rukovanju.

Praktična kontrolna lista za vlasnike procesa

Zabilježite relativnu vlažnost, tip brisača, suho ili mokro stanje, rastvarač i materijal koji se briše.

Izmjerite elektrostatičko polje u blizini obrisane površine prije i nakon brisanja mjeračem polja, na stalnoj udaljenosti.

Mijenjajte jednu po jednu varijablu, kao što su brzina, pritisak, tip brisača ili nivo vlaženja, i zabilježite rezultat.

Provjerite ima li na putu uzemljenja provodljivih predmeta prije nego što pretpostavite da se punjenje može isprazniti.

Tamo gdje je potrebna izolacijska površina u blizini osjetljivih predmeta, razgovarajte o odvajanju ili neutralizaciji sa svojim ESD koordinatorom.

Čuvajte očitanja zajedno sa njihovim uslovima kako bi kasnija poređenja imala smisla.

Često postavljana pitanja

Da li vlaženje brisača čiste sobe zaustavlja statiku?

Prijavljeno je da vlaženje deioniziranom vodom ili mješavinom vode i IPA mijenja električno ponašanje brisača od izolativnog ka disipativnom. To nije garancija. Otapalo, nivo vlažnosti, isparavanje i površina koja se briše mogu promijeniti rezultat, pa provjerite to za svoj proces.

Da li je brisač niskog otpora isto što i brisač sa niskim punjenjem?

Ne. Površinski otpor i akumulacija triboelektričnog naboja mjere se različitim metodama. Otpor malo govori o tome koliko se naboja stvara na kontaktnom sučelju ili šta ostaje na izolacijskoj površini.

Zašto statičnost izgleda gore u hemijskim čistionicama?

Generisanje statičkog naboja općenito se opisuje kao efikasnije pri niskoj relativnoj vlažnosti, a mnoge čiste prostorije se održavaju suhim.

Kako mogu provjeriti napunjenost nakon brisanja?

Mjerač elektrostatičkog polja je jedan uobičajeni alat. Mjerite na dosljednoj udaljenosti, snimajte vlažnost i materijale koji su uključeni i slijedite ograničenja i procedure u programu ESD kontrole vašeg objekta.

Može li statika od brisanja privući čestice natrag?

Tekst u pozadini patenta opisuje ovo za izolacijske površine. Koliko je to bitno ovisi o vašim materijalima, vlažnosti i tehnici, stoga mjerite radije nego pretpostavljajte.