Temiz Oda İçin ESD Zemin Kaplaması

İlk olarak, elektronik cihazlar küçülmeye ve daha güçlü hale gelmeye devam ettikçe ESD sorunu da yoğunlaşmaktadır. Cihaz ölçeklendirmesi olarak da bilinen minyatürleştirme, çip üstü koruma alanını azaltarak ESD'ye karşı kırılganlığı artırmakta ve statik kontrollü, hata toleranslı döşeme ihtiyacını vurgulamaktadır.

Buna ek olarak, ANSI (Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü) de dahil olmak üzere ESD standartlarında yapılan son ve önerilen değişiklikler, ISO sertifikası almak isteyen üretim tesislerinin karşılaştığı zorlukları artırmaktadır. Bu değişiklikler, revize edilmiş statik önleme performans parametrelerine uyma ihtiyacını ele almakta ve bunun yapılmaması şirketleri uyumsuzluk nedeniyle potansiyel iş kaybına maruz bırakmaktadır.

Temiz odalara döşenen zeminler, tesisiniz faaliyete geçtikten sonra doğru şekilde belirlenmiş yeni bir zemin döşemenin potansiyel maliyetlerini göz önünde bulundurduğunuzda çok büyük kar-zarar etkilerine sahiptir.

Başka bir deyişle, ESD zemin kaplamanızı ilk seferde doğru yapmak çok önemlidir ve temiz odaların değerli gayrimenkulleri içinde ödün vermeye yer olmamalıdır. Yine de sorunlar devam ediyor. Neden?

ILK DEĞERLENDIRMELER
Anlaşılır bir şekilde, birçok mühendis ve tesis yöneticisi fabrikaları için statik kontrol zeminleri seçme konusunda hayal kırıklığına uğramakta ve kafaları karışmaktadır. Genellikle elektrik şartnameleri ve standartları ile ilgilenecek ne zamanları ne de uzmanlıkları vardır. Zemin seçimi; bakım, dayanıklılık, ergonomi, güvenlik, kurulum prosedürleri ve en önemlisi de zeminin ayakkabılarına bağlı olarak insanlar üzerindeki statik yükleri nasıl kontrol ettiği gibi hususları içerir.

Temiz oda ortamlarında, süreç genellikle ESD, kontaminasyon kontrolü, iyon kromatografisi, malzeme gaz çıkışı testleri ve partikül analizi konularında uzmanlaşmış dış uzmanların yardımını gerektirir.

Genel olarak, uygulamaya ve saha hususlarına bağlı olarak, ESD zeminler eski zeminlerin üzerine, çıplak betonun üzerine veya yükseltilmiş erişim döşeme panellerinin üzerine döşenebilir. Bununla birlikte, kirlenme ve partikül kontrolü hususları nedeniyle, temiz oda ortamları için genellikle yalnızca üç ESD zemin kaplama türü uygun kabul edilir: kauçuk, vinil ve epoksi.

Bu çerçevede, aşağıda elektrik direnci, ayakkabı, temizlik, mekanik özellikler ve ergonomi dahil olmak üzere değerlendirme ve seçim sürecinde göz önünde bulundurulması gereken temel faktörlere odaklanılacaktır.

ELEKTRIKSEL DIRENÇ
Kauçuk, vinil ve epoksi zeminler iletken veya statik-dağıtıcı ohm aralığında üretilebilir. ESD Association'a göre, ANSI/ESD S7.1-2005 test yöntemi kullanıldığında iletken bir zemin bir milyon ohm'un (1.0 X 10 E6) altında ölçülür. Aynı test kullanıldığında, bir milyon ohm ile bir milyar ohm (1,0 X 10 E9) arasında ölçüm yapan bir zemin statik dağıtıcı olarak tanımlanır. Genel bir kural olarak, çoğu uzman 10 milyon ohm'un (1,0 X 10 E7) altında ölçülen zeminlerin elektronik üretim ve kullanım için en iyi statik kontrol performansını sunduğuna inanmaktadır. Statik dağıtıcı aralığın iletken veya alt ucunda (< 1,0 X 10 E7) ölçüm yapan zeminlere kıyasla 10 milyon ohm'un üzerinde ölçüm yapan zeminler statik elektriği daha yavaş boşaltır.

Ayrıca, çok iletken olan ESD zeminler güvenli kabul edilmeyebilir. Çoğu güvenlik mühendisi iletken zeminlerin minimum direncini tanımlamak için NFPA 99'a başvurur. NFPA 99'un 2005 versiyonuna göre, bir zemin 25.000 ohm'un (2,5 X 10 E4) altında ölçülmemelidir. Bununla birlikte, NFPA 99'a atıfta bulunurken bir uyarı vardır: Bu test, 500 volt çıkışlı bir ohmmetre kullanarak bir zeminin direncinin ölçülmesini gerektirir ve iletken zeminleri test etmek için kullanılan sayaçların çoğu 10 voltta çalışır. Ne yazık ki, bu durum şartname hazırlayanlar için potansiyel bir güvenlik ikilemi yaratmaktadır çünkü 10 voltta 25.000 ohm ölçen bir zemin, 500 voltta test edildiğinde NFPA'nın minimum 25.000 ohm değerinin çok altında ölçüm yapacaktır. Bu nedenle, iki farklı test yönteminin neden olduğu tutarsızlığı gidermek için minimum direnci 50.000 ohm'un üzerine ayarlamanızı öneririz.

Daha iyi: Önerilen taban aralığı: 50.000 ohm'dan büyük ve 10.000.000 ohm'dan küçük (5,0 X 10 E4 - 1,0 x 10 E7).

AYAKKABI
ESD zeminler asla sadece elektrik direnci parametrelerine göre değerlendirilmemelidir, çünkü bu hikayenin sadece bir kısmıdır. ANSI/ESD S20.20-2014 gibi ESD standartları, zeminin hem direnç özelliklerinin (ohm) hem de yük oluşturma özelliklerinin (volt) test edilmesini gerektirir. ESD Derneği, zeminin performansının statik kontrol ayakkabısı ile birlikte değerlendirilmesini şart koşmaktadır. S20.20'deki ilk gereklilik, ANSI/ESD S97.1 test yöntemi kullanılarak belirlenen "sistem direnci" adı verilen bir özelliği değerlendirir. Bu testte, ohm direnci bir kişinin elinden toprağa kadar vücut, ayakkabı, zeminin kendisi ve zemin üzerinden ölçülür. Kasım 2011 itibariyle, kabul edilebilir bir okuma için sistem direncinin 35 milyon ohm'un (3,5 X 10 E7) altında olması gerekmektedir. (Bu makaleyi yazmadan önce ANSI/ESD S20.20 komitesinin birkaç üyesiyle sistem direnci gereksinimindeki olası değişiklikler hakkında görüştük. Gereksinimin maksimum 1 milyar ohm'a (1.0 X 10 E9) çıkarılabileceği konusunda bilgilendirildik. Ancak, bu sistem direnci artırılırsa, aynı zamanda vücut voltajı testi yapılması gerekliliği muhtemelen bunu dengeleyecektir).

Vücut gerilimi üretimi, ANSI/ESD S97.2 test yöntemi kullanılarak statik yüklerin ölçülmesiyle belirlenir. Bu yöntemde, özel statik kontrol ayakkabısı giyen denekler ESD zemin üzerinde yürürken, deneğin ayakkabı ve topraklanmış zemin etkileşiminden ürettiği statik yük miktarını ölçen bir cihaza bağlanır. ANSI/ESD S20.20'yi karşılamak için onaylı, topraklanmış ayakkabı giyen bir kişi 100 voltun üzerinde statik yük üretemez. Ancak temiz odalarda bu parametreye ulaşmak, kontaminasyon kontrollü ayakkabı gereksinimlerine bağlı olarak zor olabilir. Standart temiz oda ayakkabı kılıfları 1.000 voltu aşan statik gerilimler üretir. Çeşitli tedarikçiler, alt tarafında iletken veya statik dağıtıcı malzeme bulunan tek kullanımlık ve kalıcı statik kontrol ayakkabı kılıfları sunmaktadır.

Ayakkabı kılıfı özellikleri ne olursa olsun, her zaman topraklanmış zemin ile test edilmelidir. Testler, birçok iletken ve statik dağıtıcı vinil ve epoksi zeminin, bu tür patik ve galoş giyen test deneklerinde maksimum 100 voltun çok üzerinde elektrik üreteceğini göstermiştir. Aynı testler, iletken kauçuk zeminin çoğu statik kontrollü temiz oda ayakkabısı ile birlikte 100 voltun çok altında üreteceğini kanıtlamıştır. Bunun nedeni, iletken kauçuk zeminin, ayakkabıdan bağımsız olarak vinil veya epoksi zeminden önemli ölçüde daha az statik oluşturmasıdır.

Upshot: Current system resistance requirement: < 35 million ohms (3.5 X 10 E7). Proposed requirements: system resistance < 25 million ohms and body voltage < 100 volts.

TEMİZLİK
Zemin kaplaması gibi yapı malzemeleri ile temiz oda süreçleri arasındaki uyumluluğu belirlerken göz önünde bulundurulması gereken çok sayıda husus vardır. Burada ana faktörlere değineceğiz: gaz çıkışı ve partikül transferi. Rochester, Minnesota'daki Microstat Laboratories ve River's Edge Technical Services'in başkanı ESD ve kontaminasyon kontrol danışmanı Carl Newburg'a göre, "Gaz çıkışı, bir malzemeden ısıtılırken salınan uçucu kimyasalların miktarının bir ölçümüdür. Yoğunlaştırılabilir uçucu kalıntı (CVR), Statik Tepe Boşluğu ve Dinamik Tepe Boşluğu, gaz çıkaran malzemeleri ölçmek için kullanılan tipik testlerdir. Test sonuçları, malzemenin havadaki moleküler bileşiklerle kontrollü bir ortamda yüzeyleri kirletme eğiliminin bir göstergesini sunar."

Çoğu vinil zemin kaplama malzemesi, zemin kaplama malzemesine plastikleştiricilerin dahil edilmesi nedeniyle sıkı, yüksek sıcaklıkta gaz çıkışı testlerinde başarısız olur. Plastikleştiriciler sorunludur çünkü döşeme malzemesinden dışarı göç edebilir ve optik ve MR kafası üretimi gibi temiz oda uygulamalarında önemli kontaminasyon sorunları yaratabilirler. Hepimiz "yeni araba kokusu" olarak adlandırdığımız plastikleştirici migrasyonunu deneyimlemişizdir. Bu koku, bir otomobilin iç kısmında kullanılan çeşitli plastiklerden havaya yayılan plastikleştirici gazının sonucudur. Kapsamlı testler olmadan bu plastikleştirici göçünü tanımlamak ve ölçmek zor olacaktır. Birçok döşeme üreticisi, döşemelerinin ortam sıcaklığında tüm gaz çıkışı gereksinimlerini karşılayacağını belirtir, ancak çoğu kontaminasyon kontrol uzmanı ortam testinin yeterli olduğuna inanmaz.

Kurulum için herhangi bir zemin kaplaması belirlemeden önce, uygulamayı kontaminasyon kontrolü ve ESD konusunda bir uzmanla görüşmenizi öneririz. Genel bir kural olarak, iletken kauçuk zemin ve iletken epoksi zemin, yüksek sıcaklıkta gaz çıkışı testlerinde en iyi performansı gösterecektir. Vinilden farklı olarak kauçuk ve epoksi plastikleştiriciler olmadan üretilir.

Upshot: Floors that pass elevated temperature outgassing tests: conductive rubber and conductive epoxy.

MEKANİK ÖZELLİKLER
Çoğu temiz oda zemini, epoksi kaplamalarla elde edilebilen kesintisiz bir zemin oluşturan yöntemler kullanılarak kurulur, çünkü malzeme zemine sıvı halde kaplanır ve yüzey boyunca akmasına izin verilir. Eksiz epoksi kaplamaların dezavantajı, çizik veya çatlamadan kaynaklanan hasar durumunda onarım yapmak için gereken zorluk ve zamanı içerir. ESD epoksi zemin için tipik bir kürlenme süresi, katman sayısına bağlı olarak 24 ila 72 saat arasındadır. Operasyonel bir temiz odada bir onarım gerçekleştirilirse, epoksi sıvı halinden sertleşmesi için gereken süre boyunca kirlenme veya koku sorunları yaratabilir. Ayrıca, epoksi onarımları genellikle yüzeyi yeniden kaplamaya uygun hale getirmek için bir tür aşındırıcı zemin hazırlığı gerektirir. Aşındırıcı zemin hazırlığı, armatürleri ve HEPA filtrelerini kirleten partiküller üretebilir.

Kauçuk ve vinil, levha zemin döşemesinin veya bitişik karoların etkileşimlerinden kaynaklanan boşlukları dolduran ve birleştiren dikiş kaynağı adı verilen bir teknik kullanılarak dikişsiz olarak da döşenebilir. Hem karolar hem de levha zeminler dikiş kaynağıyla (kalafatlamaya benzer şekilde) kaplanabilir, ancak çoğu şartname hazırlayıcısı kaynak yapılacak daha az dikiş olduğu için levha döşemeyi tercih eder. Kauçuk levha döşemedeki kaynaklar vinil kaynaklara kıyasla daha az görünür çünkü vinilin aksine kauçuk büzülmez. Kauçuk ve vinil zeminler, aşındırıcı zemin hazırlama teknikleri gerektirmeyen basit teknikler kullanılarak epoksiye göre daha kolay onarılabilir. İletken kauçuk levha döşeme, genellikle operasyonel bir temiz odada uygulanabilen hızlı kuruyan, basınca duyarlı yapıştırıcılarla kurulabilir. Basınca duyarlı yapıştırıcılar, onarımdan sonraki bir saat içinde yaya trafiğine izin verir.

ERGONOMİ
En yaygın üç temiz oda döşeme seçeneği arasında kauçuk, ıslak veya kuru, kaymaya karşı en dayanıklı yürüme yüzeyini sunar. Kauçuk ayrıca ayak altında daha yumuşaktır ve ortam gürültüsünü sert epoksi ve vinil yüzeylerden daha iyi emer. Yorgunluk önleyici paspas gibi formlarda kullanılan genel kauçuktan çok daha sert olmasına rağmen, kauçuk, üzerinde ağır yüklerin yuvarlanması nedeniyle hasar görebilir. Epoksi ile karşılaştırıldığında, binlerce kilo ağırlığındaki ağır rafları kauçuk üzerinde yuvarlamak da daha zordur. Bazı durumlarda epoksi, sertliği ve yuvarlanan yükleri ve kimyasal dökülmeleri kaldırabilme kabiliyeti nedeniyle tek pratik zemin kaplama seçeneği olabilir.

Sonuç: Kauçuk, ergonomi açısından en uygun çözümü sunar.

SEÇİM SÜRECİNİN BASİTLEŞTİRİLMESİ
Gerçekten de kontrollü ortamlarda statik elektriksiz zemin kaplaması seçerken dikkate alınması gereken çok sayıda teknik bilgi vardır ve bu süreçte kestirme yollar aramak dar görüşlülük olacaktır. Son tahlilde, anahtar kavramlar önleme ve korumadır.

ESD sorunlarını önlemek için, mevcut ve beklenen endüstri spesifikasyonlarını en iyi karşılayan zemin kaplama seçeneğini seçin. Farklı değişkenler olsa da, endüstri kaynaklarının temiz odalar ve elektronik üretim tesisleri için önerdikleri aşağıda verilmiştir:

• Sınıf-0 Kalifiye olarak onaylanmış tek ESD zemin kaplaması olan İletken Kauçuk "ideal" olarak derecelendirilmiştir; ayrıca düşük vücut gerilimi üretimine sahiptir.
• İletken Vinil Karo ve İletken Epoksi de uygun olabilir.
• Diğer döşeme seçenekleri tavsiye edilmez.

Koruma konusunda, başlangıçtan itibaren akıllıca plan yaparsanız, daha sonra maliyetli sorumluluk sorunlarından kaçınabilirsiniz. Zeminin güvenli olup olmadığını belirlemek için kurulum zemini denetimlerini teşvik ediyoruz.

Kısacası, kontrollü ortamlarda ESD zemin kaplaması söz konusu olduğunda, maksimum kontrol uygulamak mantıklıdır.