關(guān)于某電子廠房的靜電防護(hù)措施

【摘要】本文在簡要介紹靜電的產(chǎn)生原理與危害的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，說明良好的接地系統(tǒng)、消散通道及環(huán)境控制在靜電防護(hù)系統(tǒng)的作用，并進(jìn)一步重點(diǎn)闡述某電子廠所建立的門禁與在線監(jiān)控系統(tǒng)在靜電防護(hù)中的實(shí)際應(yīng)用價值，這對一般電子工廠在靜電防護(hù)措施的建議與優(yōu)化，具有一定的參考與借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】靜電產(chǎn)生；靜電防護(hù)；靜電監(jiān)控

1.靜電的產(chǎn)生與危害

靜電是電子在材料內(nèi)部或者在材料之間移動（含極化和傳導(dǎo)） 的產(chǎn)物。兩種不同的材料互相接觸，它們之間的小于一定的距離，如10-25cm時，由于隧道效應(yīng)，兩種材料內(nèi)的電子穿過界面而相互交換。當(dāng)交換達(dá)到平衡時，材料間將產(chǎn)生一定的電勢差，界面兩側(cè)出現(xiàn)了等量正負(fù)電荷。若把接觸后的兩種材料分開，兩種材料將分別帶上等量正負(fù)電荷，這就是靜電產(chǎn)生的基本原理。

靜電的產(chǎn)生主要有以下三種方式：摩擦起電、傳導(dǎo)帶電、感應(yīng)帶電。

摩擦起電：因不同材料的物體接觸后再分離，由于不同原子核對電子的束縛能力不同，當(dāng)兩種不同材料物質(zhì)接觸或者摩擦?xí)r，外圍電子將轉(zhuǎn)移到束縛能力大的一方，導(dǎo)致一材料帶正電，另一材料帶負(fù)電。

傳導(dǎo)帶電：因?yàn)樵趯?dǎo)體而言，電子能在他的表面自由移動。當(dāng)與帶電體接觸時，電子會從發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致兩者電荷平衡，從而形成靜電現(xiàn)象。

感應(yīng)帶電：是指鄰近電場的感應(yīng)，對于導(dǎo)體，電子在導(dǎo)電材料表面自由移動，若將該導(dǎo)體放置在另一個靜電場中，由于同性電荷相互排斥，異性電荷相互吸引，正、負(fù)離子就會發(fā)生轉(zhuǎn)移，該導(dǎo)體因靜電場感應(yīng)導(dǎo)致正、負(fù)電荷不平衡而形成帶電。

從靜電產(chǎn)生的基本原理與方式可以看出，在一般電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造整個環(huán)節(jié)中，很多工序都可能產(chǎn)生靜電。電子制造工序中都可能使操作人員、工作臺面、工具、元器件及包裝等產(chǎn)生靜電，只要存在靜電，就一定會有一個ESD（Electro-Static Discharge靜電釋放）過程，主要是在瞬間放電電流對電路的感應(yīng)所產(chǎn)生的噪聲，以及放電電流使基準(zhǔn)地電位如產(chǎn)品地、信號地的電位發(fā)生偏移波動，從而導(dǎo)致對電路正常工作的干擾。

靜電危害與一般防雷或電磁干擾有一些不一樣的特點(diǎn)。

隱蔽性：一般的靜電放電人體并未感知，而元器件卻在不知不覺中受到損傷。

潛在性和累積性：一些元器件受靜電放電損傷后，僅表現(xiàn)出某些性能參數(shù)下降，但尚未失效，在繼續(xù)使用的情況下可能導(dǎo)致失效，所以靜電對器件的損傷具有潛在性。

隨機(jī)性：電子元器件的靜電放電損傷可能在產(chǎn)品從加工到制造到使用維護(hù)的任一環(huán)節(jié)、任一步驟、與任何有關(guān)帶電人體（或物體）接觸時發(fā)生，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性。

復(fù)雜性：些靜電損傷也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其他失效，從而做了錯誤判斷。

對于電子產(chǎn)品裝配來說，靜電的危害嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、成品率和可靠性，必須對用于電子產(chǎn)品裝配的凈化間進(jìn)行系統(tǒng)防靜電措施，將生產(chǎn)過程中的靜電危害程度降至最低。

2.靜電防護(hù)

良好的靜電防護(hù)通常需要遵循以下三個基本原則：

（1）減少或防止靜電荷積聚的機(jī)會；（2）搭建安全的靜電泄放通路；（3）引入必要且有效的靜電監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)靜電監(jiān)控。

2.1良好的接地系統(tǒng)

減少或防止靜電荷積聚的機(jī)會以及搭建安全的靜電泄放通路的基礎(chǔ)，就需要構(gòu)建良好的靜電接地系統(tǒng)，靜電接地是指將帶靜電物體或有可能產(chǎn)生靜電的物體（非絕緣體）通過導(dǎo)電體與大地構(gòu)成電氣回路， 使它與大地處于同等電勢位。其目的是在于加快靜電流動與泄漏，使帶電材料的靜電荷得到有效且順利地釋放，以避免靜電積聚。

2.2環(huán)境控制

靜電的產(chǎn)生及大小與環(huán)境濕度和空氣中的離子濃度存在密切的關(guān)系。靜電電勢與濕度成反比，同時與在普通場合相比，空氣越純凈的場所（如無塵車間）內(nèi)，由于空氣中的離子濃度低，所以靜電更易產(chǎn)生。

同樣的動作在不同的濕度下，產(chǎn)生的靜電電壓可以相差一個數(shù)量級以上。但值得注意的是，并不是濕度越高越好，濕度過高會導(dǎo)致設(shè)備易結(jié)露水，因此濕度應(yīng)控制在一個合理范圍內(nèi)，如30%～75%。

3.靜電監(jiān)控

高濕度雖能夠?qū)a(chǎn)生之靜電降低到人體無法接觸感應(yīng)到，但是仍足以將敏感組件毀損。正確的觀念是高濕度能抑制靜電產(chǎn)生量，而低濕度則反之，所以針對某些產(chǎn)品裝配對靜電控制的嚴(yán)格要求，除了采取傳統(tǒng)的靜電防護(hù)措施外，還需對靜電產(chǎn)生環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控、記錄。根據(jù)實(shí)際情況，可采用防靜電門禁系統(tǒng)和靜電在線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對靜電的有效監(jiān)控與記錄。

3.1 防靜電門禁系統(tǒng)

為了對靜電防護(hù)更為有效，須從靜電來源進(jìn)行源頭控制。為此對關(guān)鍵區(qū)域?qū)敕漓o電門禁系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)能檢測出每個進(jìn)入防靜電區(qū)域的工作人員的防靜電措施或裝備是否合格。系統(tǒng)功能模塊包括：身份與權(quán)限確認(rèn)、防靜電腕帶和防靜電鞋的檢測、電平控制板等。

進(jìn)一步為確保防靜電門禁的有效性，對于一些要求工作環(huán)境潔凈度的生產(chǎn)企業(yè)，可以將門禁系統(tǒng)與通往工作區(qū)的風(fēng)淋除塵系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，即將門禁信號融入風(fēng)淋門控制系統(tǒng)中，采用此類模式，從進(jìn)入工作區(qū)域的第一關(guān)就能保證防靜電裝備是合格有效的。

3.2 防靜電實(shí)時在線監(jiān)控系統(tǒng)

通常情況下，一般電子制造行業(yè)，一般都用靜電測試儀對員工的防靜電手腕進(jìn)行檢測，為了保證符合ISO9001要求，再在一個表單上作畫圈或畫其他符號以確認(rèn)有檢測且檢測是合格的。但是，員工的防靜電手腕帶在操作過程中，若失效了，或整個接地系統(tǒng)的某一環(huán)帶突然異常斷開了，或沒有有效連接了，這個時候，就很難發(fā)現(xiàn)防靜電系統(tǒng)已失效了。于是某一電子廠對所有接地系統(tǒng)中再引入一個實(shí)時在線監(jiān)控模塊，利用接地系統(tǒng)回路的完整性特點(diǎn)，只要哪一個環(huán)節(jié)開路或連接阻值過高（大于10Ω），則這個控制面板上的紅燈立即閃亮，必要時還可以加入蜂鳴報(bào)警功能。這個系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是實(shí)時監(jiān)控，對靜電防護(hù)的工作不再是一件虛事，也無需作一些繁瑣而又形式的紙張記錄。

4.結(jié)束語

靜電一般情況下是“難以看見，且不易摸著”，但其又近乎是無處不在、無時不有，所以靜電防護(hù)是一項(xiàng)綜合的系統(tǒng)工程，從原則上說靜電防護(hù)應(yīng)從控制靜電的產(chǎn)生和控制靜電的消散兩方面進(jìn)行，控制靜電產(chǎn)生主要是控制工藝過程和工藝過程中材料的選擇，控制靜電消散則主要是快速而安全地將靜電釋放和中和。

本文通過對靜電的產(chǎn)生原理與危害的簡要介紹，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，說明良好的接地系統(tǒng)與環(huán)境控制在靜電防護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)作用，并進(jìn)一步重點(diǎn)闡述某電子廠所建立的門禁與在線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)在靜電防護(hù)中的實(shí)際應(yīng)用價值，這兩種方式簡單易行，投資低、見效快，對一般電子工廠在靜電防護(hù)措施具有一定的參考與借鑒意義。

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