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LEENOL告诉您工业上有哪些静电防护措施
发布时间:2019-08-28

工业上如何预防静电的产生,LEENOL告诉您,首先要了解何为静电,它是如何产生的其有哪些特点?

1.静电产生:自然界的所有物质都是由原子组合而成,它存在于我们生活和工作中的每个角落。而原子含有质子和中子,质子具有正电荷,电子具有负电荷,通常任何物体带有的正负电荷是等量的,当其发生运动(摩擦、接触、冷冻、电解、温差等),一种物体积聚正电荷,另一物体积聚负电荷,在各物体上产生静电。可以这样说:静电是无处不有,无时不在,时时刻刻存在我们生活和工作的一切周围。

2.静电特点:

(1).具有高电位(10万伏)、低电量(毫微库仑)、小电流(微安),作用时间短(微秒)的(2).受湿度影响。

3.静电产生的物理效应

(1).力学效应:同极性排斥;异极性相吸.

(2).放电效应,ESD伴随着产生焦耳热,宽频带电磁辐射以及响声,瞬间放电电流峰会可达几安培以上。

(3).感应效应,感应电位可达数千伏以上.

静电的发生是一种非常普遍的自然现象,在很多操作过程中,不产生静电是不可能的,由表一可看出工作人员在不同工作位置和湿度环境中产生的静电状况。另外,顺便指出,人体活动时产生的静电大小与下列因素有关:活动激烈的强度、穿着的服装种类、人体对地泄漏电阻和环境湿度。

 

       静电对电子和微电子制造业的加工有着严重的破坏作用,我们在过去已吃过不少苦头,现在许多单位和人们对此已有深刻认识和体会。下面将防护措施作以具体介绍:

(一).静电耗散与接地

将各种操作运行过程中产生的静电迅速耗散是防止静电危害行之有效的方法。静电耗散(泄漏)就是将防静电材料或导体上积累的静电荷用某些导静电方式,将其泄漏到大地。

2.接地

 (1).几种接地概念

a.保护接地

保护接地,就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。

b.工作接地

将电力系统中的某一点(通常是中性点)直接或经特殊设备(如消弧线圈、阻抗、电阻等)与大地作金属连接,称为工作接地。

c.重复接地

重复接地(并联),则接地电阻值很低,零线断路点后面碰相外壳的对地电压就很小,对人身的危险就会大大减轻。

d.防雷接地

为把雷电流迅速导入大地以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。

e.防静电接地

将带静电物体或有可能产生静电的物体(非绝缘体)通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫静电接地。

静电接地电阻一般要求不大于10欧姆。{YD/T754-1995《通信机房静电防护通则》、SJ/T10533-1994《电子设备制造防静电技术要求》规定静电接地电阻值不大于10欧姆}。

(3)防静电工作区(EPA)防静电接地要求

a.静电接地方式

静电接地有软接地和硬接地之分,软接地是指地线串接阻值较高的电阻器后再与大地相连。软接地的目的在于将对地电流限制在人身安全范围之下(通常为5毫安)和保证IC不被损坏。软接地所需要的电阻值大小,取决于靠近接地点的人员可能接触到的交、直流电压值。很多标准将软接地电阻值定为1兆欧。硬接地是指将地线直接接地或通过一低电阻接地。一般情况,硬接地用于静电屏蔽或仪器设备、金属体的接地。

b.需要接地的范围

加工、检测、返修、试验、储存、周转装置、工具、设备和器具等,对于所有由静电而会产生

危害的地方都应进行静电接地。

 

(二). 静电中和

静电中和就是将正负离子与静电源上的正负电荷中和,从而消除静电源上积累的静电。

静电中和是消除静电的重要措施之一,下列情况就是必须利用的:不能使用静电耗散材料和方法将静电去除从而损坏产品的地方;一些高绝缘材料因传动而产生静电,并影响产品质量的工艺线(印钞厂、印刷厂、纺织厂等)。为了保证产品质量就必须对操作环境采取静电中和措施。

静电中和是通过静电消除器来实现的。消除器其的种类很多,可根据不同要求进行选用。

静电消除器的工作原理:电离器件在高压发生装置所产生的低电流、高电压的作用下,形成一个稳定的高强电场,用以电离并产生离子体,通过电扇的气流作用,将离子送到物体表面,从而达到对正负电荷的中和目的。

在某些特殊情况下,还可采用防静电剂(喷剂等)来实现静电中和。

此外还应注意到电晕放电的泄放方式,比如,防静电无绳手腕带,防静电工作服也部分利用了电晕放电的原理。对于无绳手腕带建议不用,因为目前还无法证明能够提供对静电敏感产品的保护作用。无绳手腕带的防护原理是利用电晕放电,通常这样的放电要达到上千伏时才可能发生并并使人有所感觉(参看表四),因此工作人员带着无绳手腕带操作时,只有当静电压积累到上千伏时才可能通过手腕带泄放静电荷。而电子生产中,这样高的静电压早已损伤静电敏感器件了。

(三). 静电屏蔽

静电屏蔽及接地通常用于对高压电源产生的静电场屏蔽、某些对静电极敏感电路的屏蔽,从而避免静电场对SSD器件和SSD组件的感应和静电放电产生的宽频带干扰。

屏蔽的作用是通过将一个区域封闭起来的壳体实现的。各种屏蔽体的性能,均用屏蔽效果来表示。屏蔽效果优与劣,不仅与屏蔽材料的性能有关,也与屏蔽体与静电源距离,以及壳体上可能存在的各种不连续的孔洞

大小和数量有关。静电屏蔽效果与接地有很大关系,只有将屏蔽体接地,才能保证屏蔽体上感应的静电荷泄漏,使屏蔽体内的电路不受静电场干扰。

防静电屏蔽包装袋、盒可以用屏蔽电压的数值来判定其性能,GJB2605-96 规定施加在外表面1000伏的脉冲电压时,屏蔽袋内的屏蔽电压要小于等于30伏。

静电屏蔽及接地是很多种仪表电路上防静电干扰的重要措施之一。

(四).增湿

湿度增加则非导体材料的表面电导率增加,使物体积蓄的静电荷可以加快泄漏,静电发生的程度就降低。因此,将环境湿度控制在一定的水平上,在很多情况下成为控制静电发生的有效措施。对于有静电危险场所,在工艺条件许可时,可以安装空调设备、喷雾器以提高空气的相对湿度消除静电。

当然,有些工艺和测量环境,例如电子器件的装配间、精密仪器测量间等,出于控制IC产品电极间短路、漏电等因素而引起废次品的发生,以及保证仪器测试结果准确性的需要,其湿度不允许过大,通常要求将相对湿度RH控制45~75%的范围内。

另外,作为防静电产品的生产环境,对环境湿度的监控要充分重视,决不能过低。北方秋冬是干燥季节,室内相对湿度可低至百分之十几,长时间处于这样的湿度下,防静电材料(如地板、涂料)的电阻特性会提高很多,这将会出现防静电性能下降甚至失去的潜在危险。

(五). SSD器件设置保护网络

    对静电放电的防护,还可以从提高IC产品自身的抗静电能力着手,对SSD器件设置保护网络,是防止器件损害的有效手段之一。目前国内外已研制出多种保护网络。这些网络提供的防护ESD电压已达800伏,而在某些MOS器件的保护网络可达4000伏以上。当然,对于非静电控制条件来说,静电电压的发生仍可远高于器件本身保护网络的能力,还要求组件和整机的设计、生产、使用、维护等所有相关环节采取其它静电防护措施。


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