03 מרץ המדריך לבחירת הריצוף האנטיסטטי האופטימלי

היכן צריך להשתמש ברצפה אנטי-סטטית? ומהם הסטנדרטים בהם הריצוף והתקנתו צריכים לעמוד? מירב מקבלי ההחלטות מתקשים לענות בבטחה על השאלות העולות בעת אפיון רצפת אולם הייצור בסביבת הייצור האלקטרוני או החדר הנקי. הצדקת ההחלטה על ההוצאה הכספית הכרוכה בריצוף אנטיסטטי והבחירה במוצר האופטימלי עבור האתר אינם דבר של מה בכך. התשובה הפשוטה נעוצה מלכתחילה בעצם קבלת ההחלטה על תכנון ויישום נוהל לבקרת מפגעי חשמל סטטי, בין אם מדובר באזור ייצור של מעגלים ורכיבים הרגישים לחשמל סטטי, או ייצור באווירה "נקייה" תחת זרימה למינארית קבועה, או באזור מסוכן המכיל חומרים דליקים/נפיצים. להלן המדריך לבחירת הריצוף האנטיסטטי האופטימלי.

מדוע צריך רצפה אנטיסטטית שניתנת להארקה?

באזורי ייצור של רכיבים אלקטרוניים קיימת סכנת פריקה בלתי מבוקרת של חשמל סטטי (ESD – Electro Static Discharge). הלוגיקה בבסיס התקנת רצפה אנטיסטטית היא בכך שזהו בעצם האמצעי הגדול והאפקטיבי ביותר באזור העבודה (בגלל שטח הפנים) לפריקה מבוקרת של חשמל סטטי מהאוויר ומכל מה שמתחבר לרצפה. למעשה, ניתן לומר כי כמעט כל העצמים הנכללים באזור ה-EPA (Electro Static Protected Area) עשויים להתחבר לרצפה בדרך זו או אחרת:

• העובדים – מתחברים באמצעות רצועות הארקה לרגל או באמצעות רצועות הארקה ליד דרך משטחי העבודה.
• התשתיות – משטחי העבודה, משטחי האחסון, עגלות, מתחברים דרך כבל הארקה אנטיסטטי ייעודי.
• המוצרים הרגישים – בעצם היותם מוכלים או ארוזים בארגזים מוליכים, בקופסאות מוליכות או בשקיות שילדינג (שקית תקנית בצבע מתכתי כסוף להגנה על רכיבים ומעגלים מפני מטעני חשמל סטטי) המונחות על גבי התשתיות המוארקות.

באזורי ייצור באווירה "נקייה", נטרול מטעני חשמל סטטי הינו הכרח הגיוני וחיוני לא פחות. אופטימיזציה של איכויות הייצור בעבודה בחדרים נקיים, חופות ואוהלים נקיים, תאים ושולחנות למינאריים מחייבת מודעות למטרד של הידבקות חלקיקים אל פני המוצר, גם כאשר לא נדרשת הגנה על רכיבים ומעגלים. ידוע כי חלקיקי ה"אבק" המזהם המרחפים באוויר טעונים למעשה במטען אלקטרו סטטי מסוים, וכמותם טעונים גם משטחי העבודה והרצפה שאינם אנטיסטטיים. מאחר ומטענים מנוגדים נמשכים זה לזה בעוצמה הקשורה ישירות לעוצמת המטען החשמלי (ESA – Electro Static Attraction), ברור כי אפילו אם הזרימה הלמינארית תהיה במיטבה, חלקיקי האבק יידבקו בכוח המשיכה האלקטרו סטטית אל המשטחים הטעונים ולא ייפרדו מהם כמעט בשום מצב.

המסקנה: הרצפה האנטיסטטית שניתנת להארקה הינה חיונית לקיומה של בקרה אפקטיבית של מטעני חשמל סטטי.

התקנים הבין לאומיים החשובים וכן מכון התקנים הישראלי מכירים בצורך בהתקנת רצפה אנטיסטטית שניתנת להארקה ואף מגדירים את הערכים התקניים. כמו כן מעניין לעיין במסמך של הדר' אלכס טורצקי "דרישות בטיחות למתקנים אלקטרוניים במפעלי הייטק", בהוצאת המוסד הישראלי לבטיחות וגהות.

1. מדיניות ודרישות כלליות של  IEC – IEC 61340-5-1 – Electrostatics – Part 5-1: Protection of electronic devices from electrostatic phenomena – General requirements
2. מסמך טכני שיטות מדידה ומדדים נדרשים – IEC TR 61340-5-2 – Electrostatics – Part 5-2: Protection of electronic devices from electrostatic phenomena – User guide
3. תקן ישראלי על בסיס IEC – ת"י 61340 חלק 5.1 – אלקטרוסטטיקה: הגנה על התקנים אלקטרוניים מפני תופעות אלקטרוסטטיות – דרישות כלליות.
4. מדיניות ודרישות כלליות של  ESDA – ANSI/ESD S20.20-2014 – ESD Association Standard for the Development of an Electrostatic Discharge Control Program for Protection of Electrical and Electronic Parts, Assemblies and Equipment (Excluding Electrically Initiated Explosive Devices)

מה נדרש מן הרצפה האנטיסטטית התקנית?

בישראל מוצעים בעיקר שני סוגי חומרים לריצוף אנטיסטטי תקני: חיפוי אפוקסי (פולימר אפוקסידי עם תוספים אנטיסטטיים) וחיפוי PVC (פוליויניל כלוריד, או "ויניל" בשמו הישן). בשני הסוגים, התקנה אנטיסטטית דורשת אבזור ושיטת הנחה שאינם סטנדרטיים כביישום הרגיל שלהם. ה-PVC מגיע בצורת גלילי יריעות או אריחים חתוכים מראש, ואילו החיפוי האפוקסי מגיע כחומר נוזלי או אבקתי לפיזור על הרצפה והקשיה (Hardening) באמצעות זרז נפרד.

מעבר למבחני איכות הנוגעים לחוזק מכני, עמידות הצבע, דליקות וכד', חיפוי רצפה אנטיסטטי תקני נדרש לעמוד בשני מבחנים נוספים.

אישור החומר

אישור תאימות החומר כחומר אנטיסטטי מותנה בתוצאת המדידה של ההתנגדות החשמלית של פני השטח –Surface Resistivity – כקטנה מ- 1.0 x 109 ohms/sqr (במדידה על פי התקן האמריקאי ANSI/ESD STM97.1 או מקבילו האירופי IEC 61340-4-5, בתנאי טמפרטורה ולחות העונים לתקן). המדידה מתייחסת לתנאי השטח ולא למדידה במעבדה. תאימות החומר עצמו יכולה להתבסס על הצהרות היצרנים המתפרסמים במפרט הטכני הרשמי של החומר.

לאחר ההתקנה

בדיקת תקינות הרצפה לאחר ההתקנה היא בעצם הבדיקה המכרעת עבור המשתמש. אישור הרצפה המוכנה לשימוש מותנה בתוצאת המדידה של ההתנגדות החשמלית מפני השטח לנקודת הארקה – Resistance To Ground  –  כקטנה מ- 1.0 x 109 ohms בתנאים מסוימים, וכקטנה מ- 3.5 x 107 ohms בתנאים אחרים (במדידה על פי התקן האמריקאי  ESD TR53, flooring section, או מקבילו האירופי IEC 61340-4-5, בתנאי טמפרטורה ולחות העונים לתקן). המדידה מתייחסת לתנאי השטח ולא למדידה במעבדה. יישום תקין של החיפוי הינו בעל חשיבות עילאית לתקינות החשמלית של הרצפה, ונדרשת הקפדה על איכות החומרים והעבודה כאחד. מתקינים מיומנים ובעלי ניסיון אף מציעים בדיקת תקינות לאחר סיום ההתקנה, על מנת לוודא ולהוכיח את איכות ההתקנה.

ואחרי ההתקנה? תחזוקה וניקיון

ברור ש"הגירה" של לכלוך וחומרים שומניים אל פני רצפת היצור, כגון סולר ושמנים מתחנות דלק, בוצה תעשייתית, אבק וחומרי ניקוי המכילים סיליקון להברקה יפגעו מיד במוליכות הרצפה ובאיכותה החשמלית. לאחר התקנת הרצפה האנטיסטטית, על המשתמש הנבון להקפיד על אחזקה נכונה של החיפוי. שטיפה יום-יומית בחומר שטיפה אנטיסטטי, ניקוי תקופתי באמצעות מסיר-שכבות אנטיסטטי ויישום וקס אנטיסטטי מייד לאחריו.

ניטור ופיקוח

בהתאם לדרישות התקנים, מדידה של ערכי ההתנגדות החשמלית של חיפוי הרצפה להארקה הינם תנאי הכרחי לבקרת ESD ולמניעת מפגעי חשמל סטטי באזורי היצור. חשוב מאד לקיים שגרת מדידות תפקודיות של הרצפה באמצעות ציוד הניטור המתאים ולתעד את הממצאים בנספח הרלוונטי בתוכנית בקרת ESD הארגונית. ביצוע קפדני של נהלי הניקיון והמדידה באופן שוטף בוודאי ימנעו את התדרדרות התכונות החשמליות של החיפוי וישמרו על אזור היצור תקין לאורך שנים רבות.

משה גרופר מוסמך בישראל לביצוע מדידות וסיקורים של חומרים אנטיסטטיים ואזורים מוגנים בפני פריקה אנטיסטטית, חבר מן המניין באיגוד ESDA ארה"ב, חבר (על פי זימון) בועדות תקינה רלוונטית של מכון התקנים. מתמחה מאז 2002 בכל הקשור לבקרת מפגעי חשמל סטטי בתעשיית האלקטרוניקה בפרט ובתעשייה בכלל. הפעילות כוללת ייעוץ לארגונים בהצטיידות הרלוונטית, ביצוע הדרכות והכשרות לקבוצות ויחידים, עזרה בבניית תוכנית בקרת ESD ארגונית, עריכת סקרי ESD (Audits), ביצוע מדידות ובדיקות חשמליות לציוד ותשתיות שנועדו לבקרת חשמל סטטי, איתור ומניעת מפגעים אפשריים ופתרון בעיות איכות בייצור הנובעות מהצטברות ופריקה בלתי מבוקרת של מטענים אלקטרוסטטיים.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]