Антистатическое оснащение рабочего места

Антистатическое оснащение рабочего места

В рамках требования международного стан­дар­та IEC61340-5-1, де­кла­ри­ру­ю­ще­го ос­нов­ные пра­ви­ла ан­ти­ста­ти­че­ской без­о­пас­но­с­ти, осо­бое вни­ма­ние уде­ля­ет­ся ор­га­ни­за­ции ра­бо­чих мест и ло­гис­ти­ке ком­по­нен­тов и го­то­вых из­де­лий. В этом клю­че важ­ней­шим эле­мен­том про­грам­мы по за­щи­те от ста­ти­че­ско­го элек­три­че­ст­ва яв­ля­ет­ся упа­ков­ка: бла­го­да­ря ей, ком­пью­тер­ные ком­плек­ту­ю­щие и по­лу­про­вод­ни­ко­вые ком­по­нен­ты за­щи­ще­ны от вли­я­ния элек­т­ро­маг­нит­ных по­лей да­же на­хо­дясь вне EPA-зо­ны. Для то­го чтобы ми­ни­ми­зи­ро­вать вли­я­ние ста­ти­ки, рас­смот­рим ва­ри­ан­ты вы­бо­ра за­щи­ты в за­ви­си­мос­ти от за­яв­лен­ных тре­бо­ва­ний.

Антистатическая упаковка

Металлизированные антистатические пакеты

Металлизированные антистатические пакеты имеют 4-x слойную структуру, состоящую из полиэстера, фольги, ан­ти­ста­ти­че­ско­го полиэтилена, покрытого специальным составом. Фольгированный полиэстер, обладая отличными ди­э­лек­т­ри­че­ски­ми свойствами, обеспечивает эффект клетки Фарадея и защищает содержимое антистатического па­ке­та от воз­дей­ст­вия внешних электромагнитных полей. Антистатическое покрытие, сводит к минимуму возможность воз­ник­но­ве­ния ста­ти­че­ско­го заряда на границе «материал–изделие».

Коэффициент непрозрачности материала, из которого изготовлен антистатический пакет, составляет примерно 40%, что визуально воспринимается как полупрозрачная упаковка. Это удобно для инспекции ее содержимого без рас­па­ков­ки или разгерметизации пакета.

Металлизированные антистатические пакеты имеют 4-x слойную структуру на основе полиэтилена, состоящую из полиэстера и фольги, покрытых специальным антистатическим составом

По конструкции антистатические пакеты делятся на открытые (без застежки) и за­кры­тые (с застежкой типа «струна»). В номенклатуре изделий компании 3M пер­вые мар­ки­ру­ют­ся как серия 100, а закрытые пакеты имеют маркировку 300. Обыч­но, про­из­во­ди­тель наносит на поверхность антистатических пакетов свой ло­го­тип и ус­ло­вия эксплуатации. Для контрактных производств выпускаются ан­ти­ста­ти­че­ские па­ке­ты без маркировки под брендирование, нанесение ESD-разметки и пред­у­пре­ж­да­ю­щих стикеров.

Толщина металлизированной упаковки колеблется от 70 микрон до 90 микрон, что сразу отражается на цене готовых изделий. В частности, антистатический пакет из плотного фольгированного полиэтилена доступен по цене от 0,10$ за штуку. Облегченная упаковка дешевле при­бли­зи­тель­но на 20-25%.

Диссипативные антистатические пакеты

Диссипативные антистатические пакеты из цветного (прозрачного) антистатического полиэтилена не накапливают и не создают электростатический заряд при трении (транспортировке). Свойство рассеивать статику стало именем на­ри­ца­тель­ным для этого вида упаковки: такие пакеты зачастую маркируются литерой «D» (Dissipative). Для рас­се­и­ва­ния за­ря­дов статического электричества используются материалы с поверхностным сопротивлением до 100GΩ, если замеры выполняются при напряжении 100V постоянного тока.

Изначально розовый краситель использовался, как индикатор антистатических свойств LDPE-полиэтилена, в отличие от обычного полиэтилена низкого давления. В настоящее время выпускается антистатик все цветов, в том числе и бес­цвет­ный, с аналогичными свойствами, однако термин Pink Poly Bags («розовый по­ли­э­ти­ле­но­вый ан­ти­ста­ти­че­ский пакет») исторически закрепился за этим видом упаковки. Толщина материала диссипативных антистатических па­ке­тов не превышает 90 микрон.

Диссипативные антистатические пакеты пользуются огромным спросом в силу своих ценовых качеств. Такая упаковка дешевле антистатических пакетов из проводящего черного углеполиэтилена и существенно дешевле ме­тал­ли­зи­ро­ван­ных антистатических пакетов.

Особо популярными стали в последнее время рассеивающие пакеты, из­го­тов­лен­ные из антистатического по­ли­э­ти­ле­на с использованием пузырьковой («bubble») технологии, что позволяет уп­ро­с­тить биз­нес-про­цес­сы в ло­гис­ти­ке, со­блю­дая требования ESD-безопасности. История их возникновения неразрывно связана с историей компании IBM и до­стой­на отдельного повествования. Как были изобретены ячеистые покрытия, открывшие новую эру упаковочных ма­те­ри­а­лов, читайте в статье «Антистатическая история».

Пузырьковые антистатические пакеты

Использование антистатических пакетов изготовленных по пузырьковой технологии из диссипативных марок розового (бесцветного) полиэтилена обеспечивает решение следующих задач, возникающих при транспортировке ком­пью­тер­ных ком­плек­ту­ю­щих и электронных компонентов:

  • рассеивание электростатических зарядов с поверхности упаковки;
  • защита от механических повреждений печатных плат и смонтированных на них компонентов;
  • предотвращение разрядов статического электричества, в процессе трения упаковок.

Это достигается за счет антистатических свойств розового полиэтилена, из которого в два слоя формируются воз­душ­ные пузырьки, демпфирующие ударные воздействия механической природы. Полученный материал с воз­душ­ной про­слой­кой хорошо держит термосварные швы, обладая великолепными прочностными характеристиками.

Из полученного антистатического материала выпускаются пакеты, аналогичные Pink Poly Bag, упаковочные конверты с напуском, а также оберточные прокладки для защиты от механических повреждений чувствительных к воздействию статики компонентов. Роль антистатика с демпфирующими воздушными прослойками невозможно переоценить в ло­ги­с­ти­че­ских задачах, призванных обеспечить сохранность дорогостоящих электронных плат и готовых изделий. Для по­ни­ма­ния тонкостей логистических задач при соблюдении требований антистатической безопасности по­зна­ва­тель­ным может оказаться каталог продукции компании STOROpack, использующей патентованную технологию AIRplus.

Антистатические пакеты из углеполиэтилена

Антистатические пакеты из проводящего черного углеполиэтилена являются бюджетной альтернативой ме­тал­ли­зи­ро­ван­ным антистатическим пакетам при выполнении ряда условий:

  • исключено влияние мощных электромагнитных полей;
  • стоит задача препятствовать образованию зарядов статического электричества при транспортировке (трении);
  • ожидается стекание электростатического заряда по поверхности и внутри упаковки.
Антистатические пакеты из проводящего черного углеполиэтилена являются бюджетной альтернативой металлизированным защитным пакетам

В производстве известно четыре основых типа антистатического углеполиэтилена:

  1. черный непрозрачный антистатик с защитой от внешних полей не более 30% и толщиной материала около 80 микрон (средний на фото вверху);
  2. двойной черный непрозрачный антистатик с прослойкой воздушных пузырей («bubble») для безопасной транспортировки;
  3. цветной (прозрачный) Pink Poly Bag с нанесенной клеткой Фарадея из проводящего черного углеполиэтилена;
  4. диссипативные антистатические пакеты с применением «пузырьковой» технологии и нанесением клетки Фарадея.

Выбор и применение антистатических пакетов из проводящего черного углеполиэтилена диктуется поставленными за­да­ча­ми, в числе которых защита от слабых магнитных полей, а также безопасная транспортировка, как в элек­тро­ста­ти­че­ском, так и в механическом смыслах.

Использование Pink Poly Bag с нанесенной клеткой Фарадея обес­пе­чи­ва­ет не­пло­хие условия для инспекции содержимого антистатического пакета без его вскрытия. Такого рода упаковка близ­ка по своих характеристикам к полупрозрачной и коэффициент непрозрачности материала составляет не более 20%.

Примечание: Фактически, диссипативные антистатические пакеты с применением «пузырьковой» технологии и нанесением клетки Фарадея являются суперпозицией разных типов упаковки.

Антистатические стикеры

Антистатические стикеры самого разнообразного содержания находят свое применение в технологическом процессе производства электронных изделий. Они также востребованы на всех этапах складского хранения и логистики. Их при­ме­не­ние диктуется общими положениям стандарта по электростатической безопасности и является непреложным ус­ло­ви­ем при разметке границ зон сборки электронной аппаратуры и компьютерной техники.

Антистатические стикеры выпускаются как на стойкой к воздействию агрессивных сред и температур основе, так и в ви­де саморазрушающихся этикеток. В последнем случае их применение становится гарантией соблюдения тре­бо­ва­ний антистатической безопасности.

Наиболее востребованная продукция — антистатические стикеры на бумажной основе применяются для мар­ки­ров­ки упакованных изделий электронной промышленности и печатных плат, чувствительных к электростатическим воз­дей­ст­ви­ям.

Широкое применение получили антистатические стикеры производства американской компании Brady благодаря до­ступ­ной цене и высокому качеству. На рынке они продаются рулонами по 1000 шт. в каждом.

Средства по уходу за цифровой техникой

В процессе эксплуатации компьютерной техники значительное внимание следует уделять антистатическим ме­ро­при­я­ти­ям при уходе за ней. В частности, важное место занимают требования к обтирочным материалам и к чистящим жи­д­кос­тям. Стандарт регламентирует качество таких изделий наряду с требованиями санитарной безопасности. Кро­ме ги­ги­е­ни­че­ских и гигроскопических свойств салфетки по уходу за изделиями цифровой техники должны га­ран­ти­ро­вать при­ем­ле­мые диссипативные свойства на фоне способности к утечке электростатических зарядов.

Салфетки по уходу за изделиями цифровой техники должны гарантировать приемлемые диссипативные свойства

 

Антистатические свойства гелей и жидкостей, используемых для мобильной гигиены, как правило декларируются на этикетах этих товаров либо в сопроводительных листах. Пригодность к ESD-защите должна подтверждаться сер­ти­фи­ка­том OHSAS 18001. Гели и жидкости различают по пригодности для использования на непористых поверхностях. На­ря­ду с перманентным антистатическим эффектом чистящие жидкости обеспечиваю дополнительную защиту кор­пу­сам вы­чис­ли­тель­ной техники. После высыхания они не должны оставлять наслоений, изменяющих по­верх­но­ст­ное со­про­тив­ле­ние деталей устройства.

Одежда и обувь для ESD-защиты

Требования к зонам, защищенным от ESD-воздействия давно известны. У гигантов промышленности этот процесс ав­то­ма­ти­зи­ро­ван: вход в производственные помещения строго контролирует автоматика. Малейшее отклонение в оце­нке электростатической характеристики сотрудника закрывает ему дорогу в цех. На предприятиях малого бизнеса тре­бо­ва­ния не столь строги. Можно сказать, что для EPA-зон выполняется программа-минимум по ESD-за­щи­те: нужен толь­ко антистатический браслет, диссипативная одежда и обувь. Рассмотрим подробнее эту оснастку.

Антистатический браслет

Антистатическим браслетом, соединенным с шиной заземления при помощи шнура (через резистор сопротивлением 1MΩ), заземляется персонал как источник и переносчик электростатического заряда. Важным требованием его при­ме­не­ния является обязательный контакт с телом. При использовании перчаток необходимо сле­дить, что­бы браслет на ох­ва­ты­вал кисть поверх них, а плотно прилегал к оголенному предплечью.

Антистатический браслет

 

Хотя антистатический браслет и является первичным способом стационарного заземления, обязательным атрибутом ESD-защиты должна стать дополнительной цепь заземления, функцию которой выполняет антистатические одежда и обувь.

Антистатическая одежда

С недавних пор сложилась традиция использовать в качестве пошивного материала ткань голубого цвета с вотканной металлизированной нитью. Несмотря на то, что в настоящее время выпускаются однотонные тканные антистатики, по­ло­са­тые изделия стали промышленным эталоном. Обычно, ткани состоят из 65% полиэстера, 33% хлопока и 2% то­ко­про­во­дя­ще­го волокна. Одежда из них противодействует наводке статического электричества, возникающего в про­цес­се работы.

В минимальной комплектации для работы в EPA-зоне используются только халаты, хотя для «чистой комнаты» дей­ст­ву­ет максимальный дресс-код. Антистатический халат выполняет три основных функции по комплексной защите от статического электричества, выдерживая в процессе эксплуатации до полусотни стирок при температуре 60°С без утраты качества:

  1. Не создает и не накапливает электростатический заряд.
  2. Экранирует внешние объекты от воздействия электростатических полей, возникающих на внутренней одежде, при условии, что халат постоянно застегнут на все пуговицы.
  3. Служит проводником для стекания заряда на землю с тела сотрудника через антистатическое оснащение ра­бо­че­го места.

Антистатические бахилы

Доступ в защищенную от влияния электростатических полей зону предусматривает заземление в первую очередь по­дошв персонала. Сертифицированное производство даже низшего уровня ESD-защиты предъявляет особые тре­бо­ва­ния к обуви. Наиболее бюджетным решением в этом плане выглядит использование бахил вместо дис­си­па­тив­ных ту­фель. При условии, что покрытие рабочей зоны выполнено антистатическим материалом, либо рабочие места ос­на­ще­ны напольными ковриками в периметре передвижения сотрудника.

Сменные чехлы для обуви с антистатическими свойствами также хороши, когда необходимо обеспечить требование антистатической защиты при визитах в EPA-зоны посетителей и приглашенных гостей. В этом случае сложно обес­пе­чить визитеров специальной обувью, и бахилы становятся незаменимым атрибутом электростатической без­о­пас­нос­ти. Антистатические бахилы у посетителей выглядят эстетично и вселяют чувство сопричастности тем, кто даже на не­про­дол­жи­тель­ное время оказался в защищенной зоне производства электронной аппаратуры.

В некоторых случаях ан­ти­ста­ти­че­ские бахилы оснащаются дополнительным ремешком заземления, плотно ох­ва­ты­ва­ю­щим лодыжку. По требованиям электробезопасности, не связанными с ESD-защитой, контакт ремешка с по­лом осу­ще­ст­вля­ет­ся через встроенный резистор сопротивлением 1MΩ.

Резюме

Каким бы строгими ни были правила антистатической безопасности, всегда найдется тот, кто безнаказанно их иг­но­ри­ру­ет. Если данный материал действительно нашел своего читателя, он (читатель) без труда найдет признаки на­ру­ше­ния производственной дисциплины.

Тим Кук на производственной линии предприятия Foxconn, выпускающего iPhone

Фото из интервью Тима Кука изданию «Washington Post»