Principios de la electricidad débil y antiestática
ESD en inglés es Electro Static Discharge, que significa "descarga electrostática". Como todos sabemos, el contacto, separación o fricción de diferentes sustancias puede generar electricidad estática. Por ejemplo, apretar, cortar, manipular, mezclar y filtrar en el proceso de producción, así como caminar, levantarse, desvestirse, etc. en la vida diaria, generarán electricidad estática. Se puede ver que la electricidad estática está en todas partes de nuestra vida diaria. Nuestros cuerpos y nuestro entorno transportan voltajes de electricidad estática muy altos, que van desde varios miles de voltios hasta decenas de miles de voltios. Es posible que esta electricidad estática no tenga mucho impacto en el cuerpo humano, pero para algunos ESDS (componentes sensibles a la electrostática), puede hacer que pierdan directamente su rendimiento normal o incluso pierdan por completo sus funciones normales. Por tanto, la protección ESD es muy necesaria.
Basándome en el concepto de ESD y algo de experiencia acumulada en el trabajo, me gustaría hablar de la protección ESD desde cinco aspectos: humano, máquina, método, material y medio ambiente.
Hablar de personas. Se puede decir que el cuerpo humano es una fuente de alta electricidad estática, y la protección electrostática del cuerpo humano se basa en el blindaje y la liberación de electricidad estática. Estrictamente hablando, se requiere estar "completamente armado", es decir, usar gorros antiestáticos, máscaras antiestáticas, guantes antiestáticos, guantes, etc., ropa antiestática, zapatos antiestáticos y muñequeras. para proteger y disipar la electricidad estática. En resumen, trate de no exponer la piel humana.
En segundo lugar, hablemos de máquinas. La máquina también es una fuente de energía altamente estática. Debido a que las partes mecánicas de la máquina, especialmente el motor, son propensas a producir EMI (inducción electromagnética), también es muy necesario proteger la máquina de la electricidad estática. La protección contra la electricidad estática en las máquinas generalmente se logra eliminando los campos electromagnéticos, protegiendo los componentes altamente estáticos y conectando a tierra las máquinas. Generalmente, se utiliza un desmagnetizador para desmagnetizar y un soplador de iones para eliminar cargas.
El desmagnetizador es muy simple, así que no lo presentaré. Echemos un vistazo al soplador de iones. El soplador de iones puede producir abundantes iones positivos y negativos, que serán impulsados hacia objetos con alta estática y luego se neutralizará la electricidad estática de los objetos. Estos iones son generados por un ionizador dentro del ventilador de iones, que ioniza el aire. Un ionizador consta de un transformador de alto voltaje y baja corriente que se utiliza para ionizar el aire. El transformador contiene una resistencia limitadora de corriente para aumentar la estabilidad y seguridad de la ionización. La corriente alterna de alto voltaje que actúa sobre el circuito anular del punto de emisión de iones de acero inoxidable formará un fuerte campo eléctrico alterno en la parte superior del punto de emisión. Es este campo eléctrico el que ioniza el aire y produce iones que cambian de polaridad. Cuando el campo electromagnético no se puede eliminar o es difícil de eliminar, utilizamos equipos de protección electrostática para proteger equipos con alta estática o equipos con partes altamente estáticas, como motores. Todos sabemos que los motores son propensos a sufrir interferencias electromagnéticas, pero las máquinas no. Funciona sin motores, así que no te preocupes por protegerlo. También hay bancos de trabajo, cables de alimentación, teclados de computadora, etc., que se pueden conectar utilizando métodos de blindaje electrostático para protección ESD. Los productos de blindaje disponibles a este respecto incluyen tapetes antiestáticos, películas antiestáticas y cortinas antiestáticas. bolsas protectoras antiestáticas, cinta antiestática, etc. Finalmente, no importa qué tan bien blindada o desmagnetizada esté la máquina, es muy necesario conectar el cable de tierra ESD a la máquina.
En tercer lugar, hablemos de materiales, es decir, materiales. Para decirlo en términos absolutos, si su producto es muy sensible a la electricidad estática, entonces no se permiten materiales altamente estáticos en su línea de producción, especialmente en áreas cercanas al producto. Se deben usar materiales antiestáticos tanto como sea posible. como cajas de componentes, estantes, mesas de trabajo, equipos de transporte, equipos de limpieza, reactivos químicos, etc. Finalmente, incluso los bolígrafos y cuadernos que utilices deben utilizar bolígrafos y cuadernos antiestáticos, porque en caso de que los bolígrafos que utilices puedan entrar en contacto con el producto. Por supuesto, si su producto no es muy sensible a la electricidad estática, puede manejarlo a su discreción, pero es mejor utilizar experimentos de ESD para demostrar si es realmente seguro.
Los cuatro anillos parlantes son el entorno del área de trabajo. Un buen entorno de trabajo antiestático es muy importante para la producción. Dicho entorno generalmente se establece:
En primer lugar, configure un área de operación segura contra ESD, es decir, un área protegida contra ESD (EPA). preferiblemente en el lugar correspondiente. Hay señales de advertencia de protección ESD.
En segundo lugar, está el diseño del área de operación segura ESD. Hablamos de ello desde tres aspectos: sistema de piso antiestático, sistema de eliminación de polvo, sistema de conexión a tierra y temperatura y humedad del aire. Los sistemas de pisos antiestáticos se colocan principalmente sobre pisos comunes. En términos generales, los pisos en esta área incluyen pisos antiestáticos de PVC, pisos antiestáticos de epoxi, etc. Para los pisos antiestáticos, los requisitos deben cumplir con los requisitos. Estándar de la Asociación Internacional Antiestática, por supuesto, el piso antiestático también debe conectarse al cable de tierra ESD.
Es muy importante tener un entorno de trabajo a prueba de ESD y libre de polvo, porque el polvo en el aire también producirá ESD durante el movimiento y la colisión. Si no hay polvo, será difícil encontrar la causa del problema de ESD. . Normalmente, utilizaremos un sistema de eliminación de polvo para solucionar este problema. En primer lugar, existen requisitos para los sistemas de filtración y eliminación de polvo del aire, tales como: cuarto de ducha de aire, canal de ducha de aire, cuarto de ducha de carga, plataforma de eliminación de polvo, rodillo de eliminación de polvo, filtro de aire, ventana de transferencia libre de polvo, aire de sala limpia. ventana de transferencia de ducha, etc. En segundo lugar, intente instalar lámparas de purificación, vidrio de purificación para salas limpias, techos de placas de acero de colores para salas blancas, esquinas de placas de acero de colores para salas limpias, columnas envolventes de placas de acero de colores para salas blancas, etc. Al seleccionar el equipo anterior, las empresas deben considerar la sensibilidad del producto a las descargas electrostáticas, y es mejor recurrir a las opiniones de profesionales. Para un entorno de trabajo con protección ESD completa, también es muy importante establecer un sistema de puesta a tierra ESD completo e independiente. Además, es necesario conectar diversos equipos, superficies de trabajo, etc. del lugar de trabajo al sistema de puesta a tierra ESD. Además, un entorno de trabajo ESD completo tiene ciertos requisitos de temperatura y humedad. Desde la perspectiva de la protección ESD, cuanto mayor sea la temperatura, mejor. Sin embargo, si la humedad es demasiado alta, corroerá el equipo, por lo que en general. Lo ideal es una humedad del 40% al 60%. Por supuesto, cada empresa también debe tomar decisiones en función de las características de sus propios productos. Al fin y al cabo, este aspecto del trabajo es relativamente engorroso. Además, se deben instalar salidas de aire en el techo y la pared, y se deben utilizar con frecuencia recolectores de polvo para limpiar la sala limpia.
De esta manera, en un entorno de trabajo así, nos preguntaremos si la electricidad estática del cuerpo humano se puede disipar y dirigir a tierra a través de ropa electrostática, zapatos electrostáticos o mediante muñequeras y conexión a tierra ESD. sistemas. La electricidad estática generada al controlar la temperatura y la humedad del aire en el ambiente también se disipa a través del sistema de piso y se dirige al suelo.
Por supuesto, si lo piensa detenidamente, las personas, las máquinas y los materiales mencionados anteriormente también deben pertenecer al entorno protegido. Siempre que todos los aspectos del trabajo se realicen bien, entonces se obtendrá una protección ESD completa. Se establecerá el ambiente de trabajo. Junto con especificaciones operativas razonables, es decir, el método correcto, básicamente puede pasar la prueba.
Cinco conferencias sobre métodos. Cuando hablamos de derecho, primero debemos aclarar los cuatro puntos anteriores. De hecho, el derecho consiste en establecer métodos y normas razonables para garantizar la realización efectiva de los cuatro puntos anteriores. Además, es necesario agregar que cuando no se puede aclarar la causa de la ESD, se deben diseñar los experimentos de ESD correspondientes de acuerdo con el proceso de producción para encontrar cuidadosamente la causa del problema de ESD. Finalmente, establecer los correspondientes procedimientos operativos y disciplinas de ESD para estandarizar la producción.
Por supuesto, una vez establecido el sistema de protección ESD, lo que el personal tiene que hacer es probar el sistema con frecuencia, descubrir imperfecciones constantemente y realizar las mejoras correspondientes para garantizar que el sistema pueda mantenerse eficazmente durante un tiempo. Mucho tiempo. Su efecto de prevención de ESD. De esta manera, establecer las funciones correspondientes de ESD, cultivar continuamente las habilidades profesionales y mejorar la propia conciencia sobre la protección de ESD también son partes indispensables de la protección de ESD.
En los últimos años, con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, la aplicación generalizada de la tecnología microelectrónica y el entorno electromagnético cada vez más complejo, los problemas de ESD se han vuelto cada vez más graves y prominentes también en la protección de ESD de las empresas. volverse cada vez más serio. Préstele más y más atención.
Cómo se genera la electricidad estática
La materia está compuesta de moléculas, y las moléculas están compuestas de átomos. Los átomos tienen electrones cargados negativamente y protones cargados positivamente. En circunstancias normales, un átomo tiene la misma cantidad de protones que de electrones, equilibrando lo positivo y lo negativo, por lo que el exterior del átomo parece no tener carga. Sin embargo, una vez que fuerzas externas actúan sobre los electrones alrededor del núcleo, abandonarán la órbita, abandonarán el átomo original e invadirán otros átomos B. El fenómeno de que un átomo esté cargado positivamente debido a una cantidad insuficiente de electrones se llama catión. y el átomo B está cargado positivamente debido a un aumento en el número de electrones. El fenómeno de la electricidad negativa se llama anión.
La razón de la distribución desequilibrada de los electrones es que los electrones se desprenden de la órbita y son afectados por fuerzas externas. Esta fuerza externa contiene una variedad de energía (como energía cinética, energía potencial, energía térmica). , energía química... etc.). En la vida diaria, la electricidad estática se puede generar cuando dos objetos cualesquiera de diferentes materiales entran en contacto y luego se separan.
Cuando dos objetos diferentes entran en contacto entre sí, un objeto pierde parte de su carga, como los electrones que se transfieren al otro objeto haciéndolo cargado positivamente, mientras que el otro objeto gana parte de la carga restante de El objeto. Los electrones están cargados negativamente. Si la carga es difícil de neutralizar durante el proceso de separación, la carga se acumulará, haciendo que el objeto se cargue electrostáticamente. Como resultado, los objetos se separan electrostáticamente cuando entran en contacto con otros objetos.
Un trozo de película plástica que generalmente se despega de un objeto es una electricidad típica de "separación por contacto". La electricidad estática generada al quitarse la ropa en la vida diaria también es una electricidad de "separación por contacto".
Sólidos, líquidos e incluso gases pueden cargarse electrostáticamente al separarse por contacto. ¿Por qué los gases también producen electricidad estática? Debido a que los gases también están compuestos de moléculas y átomos, cuando el aire fluye, las moléculas y los átomos también sufrirán una "separación por contacto" y se cargarán. Por lo tanto, habrá diversos grados de electricidad estática a nuestro alrededor e incluso en nuestro cuerpo. Cuando la electricidad estática se acumula hasta cierto nivel, se produce una descarga.
Adjunto:
1. ¿Qué es la ESD?
ESD es la abreviatura del inglés ElectroStatic Discharge, que significa “descarga electrostática”. ESD es un nuevo concepto formado desde mediados de este siglo. Estudia principalmente la generación y atenuación de electricidad estática, el modelado de descargas electrostáticas, los efectos de las descargas electrostáticas, como los efectos térmicos (chispas) actuales (como incendios y explosiones). causado por electricidad estática), descarga electromagnética. Incendios y explosiones) y efectos electromagnéticos (como interferencias electromagnéticas). En los últimos años, con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, la aplicación generalizada de la tecnología microelectrónica y el entorno electromagnético cada vez más complejo, cuestiones como los efectos del campo electromagnético de las descargas electrostáticas, la interferencia electromagnética (EMI) y la compatibilidad electromagnética (EMC) han atraído cada vez más atención.
2. ¿Cuál es el límite de la ignición electrostática?
El potencial de ignición de los no conductores electrostáticos es de aproximadamente 30 kV. La norma nacional "Pautas generales para la prevención de accidentes electrostáticos" 5.2.3 estipula que los no conductores electrostáticos no se encenderán cuando el potencial sea inferior a 15 kV. y la energía mínima de ignición es superior a 0,2 mJ de gas inflamable. Pero en algunos casos, el valor crítico de ignición también es muy pequeño y algunas normas estipulan que es de aproximadamente 5 kV. El potencial para proteger el cuerpo humano de descargas electrostáticas no conductoras es de aproximadamente 10 kV o menos.
3. ¿Cuáles son los parámetros de las características electrostáticas?
La cantidad de carga de un objeto se usa comúnmente para medir la carga electrostática y el voltaje electrostático. Las propiedades antiestáticas de materiales como plásticos, caucho, pisos (superficies) antiestáticos, alfombras, etc. generalmente se mide por resistividad, resistividad de volumen, resistividad de superficie, vida media de carga (o voltaje), capacitancia electrostática, constante dieléctrica, etc. Pero los más utilizados y fiables son la resistencia y la resistividad.
4. ¿Cuál es el impacto de la electricidad estática en el cuerpo humano?
Si la electricidad estática del cuerpo humano supera los 2-3 kV, se producirá una descarga electrostática cuando la persona toque un metal conectado a tierra. Si el voltaje electrostático es muy alto, tendrá ciertos efectos psicológicos y fisiológicos. el cuerpo humano.