Jaka jest różnica między podłogą antystatyczną a podłogą przewodzącą ESD?

Bardzo często jesteśmy konfrontowani z faktem, że klient wymaga od nas podłogi antystatycznej. Jednak często okazuje się, że prawie nikt nie wie dokładnie, co należy rozumieć pod tym terminem. Po rozmowie z klientem okazuje się, że w rzeczywistości potrzebuje on czegoś zupełnie innego. W większości przypadków klienci potrzebują podłogi przewodzącej ESD, która chroni delikatne komponenty elektroniczne. Wyjaśnijmy to sobie dokładniej.

Różnice w normach

Aby lepiej zrozumieć tę problematykę, należy powiedzieć coś więcej o normach. Określają one wymagania dla każdego rodzaju produktu wprowadzanego na rynek lub wymagania dla strefy aktywnej. Nie jest łatwo się w nich odnaleźć. Istnieje wiele krajowych i międzynarodowych norm, z których każda wymaga czegoś innego.

Podstawową normą określającą wymagania dotyczące wprowadzania produktów dla elastycznych wykładzin podłogowych, takich jak wykładziny PCW, jest międzynarodowa norma EN 14041 – Elastyczne, tekstylne i laminowane wykładziny podłogowe. Definiuje ona, między innymi, dwie podstawowe cechy, które producent musi spełnić, jeśli chce zdefiniować podłogę pod względem właściwości ESD:

1. Właściwości antystatyczne
2. Rezystancja elektryczna

Właściwości antystatyczne

Właściwości antystatyczne to takie, które zapewniają, że  ładunek elektryczny na ludzkim ciele generowany podczas chodzenia po takiej podłodze nie przekroczy 2,0 kV. W praktyce oznacza to, że osoba chodząca po podłodze PCW lub po dywanie nie wygeneruje ładunku elektrycznego większego niż 2000 V. Prawdopodobnie domyślasz się, że w zakresie ochrony komponentów elektrycznych są tu dwa podstawowe problemy.

Pierwszym problemem jest to, że ładunek elektrostatyczny jest generowany również podczas innych czynności wykonywanych przez człowieka,  takich jak chodzenie po podłodze. Wstając z krzesła biurowego, pracownik może wygenerować ładunek do 18 000 V. Dotykanie plastikowej torby może wygenerować ładunek do 17 000 V. Jeśli pracownik zdejmie zimą wełniany sweter, może wygenerować ładunek do 25 000 V. Zatem absolutnie nie wystarczy, że podłoga nie będzie generować ładunku. Może to nie wystarczyć do ochrony podzespołów elektrycznych.

Drugą kwestią jest to, że podłogi o właściwościach elektrostatycznych zdefiniowanych w normie EN 14041 zapobiegają naładowaniu ludzkiego ciała ładunkiem wyższym niż 2,0 kV. W poprzednich artykułach pisaliśmy jednak, że delikatną elektronikę może uszkodzić ładunek zaledwie 20 V. Tak więc, jeśli chodzi o ochronę delikatnych komponentów elektrycznych, nie wystarczy rozważać o podłodze, która spełnia właściwości antystatyczne tej normy.

Rezystancja elektryczna

Prawdopodobnie już się domyślasz, że najważniejszym wymogiem dla podłogi będzie jej rezystancja elektryczna, a konkretnie jak najniższa. Gwarantuje to, że powstały ładunek zostanie bezpiecznie uziemiony. Norma EN 14041 dzieli podłogi pod względem rezystancji na:

1. Wykładziny podłogowe rozpraszające ładunki elektryczne to takie, które mają rezystancję pionową R_v < 1 × 10⁹ Ω. 
2. Przewodzące wykładziny podłogowe – ich rezystancja pionowa R_v < 1 × 10⁶ Ω.

Podłoga przewodząca czy rozpraszająca?

Jak widzieliśmy, podłogi rozpraszające mogą mieć rezystancję do prawie 1 × 10⁹ Ω. Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę, że operatorzy muszą nosić buty ESD (które również mają pewną rezystancję), a samo ludzkie ciało ma własną rezystancję elektryczną, całkowita rezystancja „systemu” może być jeszcze wyższa. W przypadku pracy z delikatną elektroniką rezystancja ta może być zbyt wysoka dla bezpiecznego rozładowania ładunku elektrycznego.

Kto nam pomoże?

Do tej pory zajmowaliśmy się jedynie właściwościami określonymi w normie EN 14041, która definiuje wymagania dla podłogi jako takiej. Jednak w odniesieniu do ochrony komponentów elektrycznych równie ważne jest uwzględnienie normy EN 61340 – Ochrona komponentów elektronicznych przed zjawiskami elektrostatycznymi. Jak pisaliśmy w poprzednich artykułach, norma ta określa wymagania dotyczące ochrony delikatnych komponentów elektrycznych.

Zgodnie z nią rezystancja punktu uziemienia R_gp musi wynosić R_gp < 1 × 10⁹ Ω.  Jest to zasadniczo ten sam wymóg nałożony przez normę EN 14041. Jak więc z tego wybrnąć?

Jednak dla ochrony komponentów elektrycznych ważniejsza jest rezystancja systemu, tj. rezystancja między osobą – obuwiem – podłogą. Norma określa, że rezystancja systemu mierzona zgodnie z normą EN 61340-4-5 wynosi R_g < 1 × 10⁹ Ω, a jednocześnie napięcie generowane na ludzkim ciele musi wynosić < 100 V.

Z tego wynika, że jeśli rezystancja systemu ma być niższa niż 1 × 10⁹ Ω, to podłoga musi mieć o rząd wielkości niższą rezystancję. Jak już wskazaliśmy powyżej, należy również wziąć pod uwagę dodatkową rezystancję wytwarzaną przez obuwie i ludzkie ciało. Ze względów bezpieczeństwa zaleca się, aby sama podłoga dostarczana do systemów przewodziła prąd elektryczny. Oznacza to, że rezystancja pionowa podłogi R_v < 1 × 10⁶ Ω.

Podłoga przewodząca może skutecznie rozładować ładunek przewodzony przez ludzkie ciało, obuwie aż do punktu uziemienia systemu. Dzięki temu chroni delikatne komponenty elektryczne i jednocześnie zapobiega generowaniu napięcia elektrycznego na ludzkim ciele.

Podsumowanie – ESD a podłoga antystatyczna

Zakładamy, że widzisz teraz różnicę między tak zwaną podłogą antystatyczną a podłogą przewodzącą ESD. W rzeczywistości nie ma czegoś takiego jak antystatyczna podłoga – w normach nie ma takiej definicji. Jest to pozostałość po przestarzałych normach, które używały tego terminu. Nowoczesne i skuteczne trendy w ochronie komponentów elektrycznych wykorzystują takie pojęcia jak podłoga przewodząca lub podłoga rozpraszająca. Obie mają swoją specyfikę i przeznaczenie. Jeśli rozważasz zminimalizowanie ryzyka wyładowań elektrostatycznych, zalecamy Ci taką, która gwarantuje rezystancję systemu (osoba-obuwie-podłoga) mierzoną zgodnie z normą EN 61340-4-5, przy czym jej wartość jest mniejsza niż 1 × 10⁹ Ω.

Wskazówka: Poproś producenta o certyfikat niezależnej organizacji testującej potwierdzający, że podłoga spełnia określone parametry.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o programach agentury EPA w zakresie ESD i redukcji emisji, skontaktuj się z nami pod adresem info@fortelock.pl.