淺談工業(yè)維修車間的靜電防護

王瀟　牛余朋　李偉　王元芝　張鵬里

摘要：文章闡述了電子工業(yè)靜電防護的意義以及靜電放電對工業(yè)維修廠房的危害，介紹了靜電防護在工業(yè)維修車間的具體措施，并提出了針對ESD來保證工業(yè)維修質量安全的解決方案。

關鍵詞：電子工業(yè)；工業(yè)維修車間；靜電防護；靜電放電；ESD；靜電事故 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM151 文章編號：1009-2374（2015）11-0151-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.075

由于工業(yè)產品在維修作業(yè)以及使用過程中因ESD（靜電放電）而引起的電火工品擊穿而導致的產品損毀的事故不斷發(fā)生；另外，隨著工業(yè)產品維修水平的不斷成熟，工業(yè)維修的數量和種類愈來愈多，伴隨著產品質量問題、人員安全問題也越顯嚴重。分析工業(yè)維修廠房的靜電放電危害，制定相應的靜電防護方法以及擬定有效的防靜電放電實施方案對于確保工業(yè)維修車間的質量安全具有十分重要的意義。

1 電子工業(yè)靜電防護的意義

靜電防護與靜電危害是相對的，靜電防護是為了防止靜電造成傷害。隨著電子技術的發(fā)展，微電子元件的集成度越來越高。一個極端微弱的靜電電壓就可能擊穿元器件，造成斷路或短路，使器件失效或者報廢，電子器件的損傷進一步影響到組件、設備和系統(tǒng)的可靠性。在電子工業(yè)中進行靜電防護，對減少靜電事故提高成品率，具有重要的意義。靜電防護是針對靜電危害而言的。靜電危害主要有五個方面：靜電對電子產品的危害；靜電對潔凈工藝和環(huán)境的危害；靜電放電產生電磁干擾；靜電放電引燃易燃易爆氣體和粉塵；靜電對人的傷害。靜電危害對安全生產、公共安全、產品質量產生了極大的影響，因此，靜電防護具有重要的意義。

2 ESD對工業(yè)維修的危害

在工業(yè)維修過程中，操作號手利用工裝工具對火工品等工業(yè)產品進行分解再裝；裝運各單機及其零部件，利用桁吊轉移工業(yè)產品；操作號手接觸并且離開操作對象時等相關維修的活動都存在著兩物體相接觸、分離，因此，在任何時候都會產生ESD。靜電放電產生的電磁脈沖，起頻帶寬度超過1GHz，這種高頻強輻射電磁場對電火工品的危害十分嚴重。ESD多數是高電位、強電場、瞬間大電流的過程，脈沖寬度一般是ns級或μs級，脈沖電流可達幾十安培甚至上百安培。在靜電放電過程中會產生上升沿極陡、持續(xù)時間極短的大電流脈沖，并產生強烈電磁輻射，形成靜電放電電磁脈沖（ESD EMP），它的電磁能量會引起電火工品的誤點火、爆炸，造成事故。

某年某型導彈由于靜電放電，在發(fā)射時使計算機停止工作，姿態(tài)失控，發(fā)射失?。荒衬昴承惋w機上的導彈突然點火，造成重大經濟損失，并有上百人受傷。經調查，事故原因是導彈屏蔽接頭不合格，靜電突然放電引起點火。眾多的靜電事故一次次地強調著ESD防護的重要性。

3 工業(yè)維修車間靜電防護措施

3.1 保護地

保護地是為了安全目的而把工業(yè)維修車間的工裝設備和電源外部接地系統(tǒng)連接起來的導線，也就是在單相三線制系統(tǒng)中電源插座的地線。利用電源保護地系統(tǒng)實現靜電接地。

首先EPA（防靜電工作區(qū)）內的操作號手、工裝設備、工作椅等通過防靜電地板（涂有防靜電涂料的地面）接地，防靜電地板連接在公共接地母線上。防靜電工作手環(huán)、工作臺面、不可移動設備、儲物貨柜等都并聯連接到公共接地母線上；再將公共接地母線與配電箱的保護地連接。

3.2 防靜電手環(huán)系統(tǒng)

操作號手在對電火工品的操作時應當使用防靜電手環(huán)，通過防靜電手環(huán)系統(tǒng)將人體電荷泄放。人體電荷經手腕、手環(huán)、限流電阻、手環(huán)插孔流入到公共接地母線，從而保證了操作號手的人體電荷的安全泄放。

3.3 防靜電工作服

普通的服裝可能會積聚大量的靜電電荷，導致靜電危害工業(yè)產品，防靜電工作服利用金屬纖維、亞導電纖維或防靜電合成纖維的電暈放電與泄露放電機理，減少衣服或人體上的電荷積聚，因此要求進入維修廠房的人員必須穿著防靜電工作服。

防靜電服上的靜電電荷要通過人體、防靜電鞋、地板流入到公共接地母線，要求必須保證防靜電服與皮膚緊密接觸。最好是緊身的防靜電服，針對領口、袖口和下擺采用收緊的結構，并且不使用襯里，以保證防靜電服與皮膚的緊密接觸，使服裝上的電荷可以通過人體向大地泄露，不允許穿著短袖的防靜電工作服。

3.4 防靜電工作臺

操作號手在操作火工品時要求必須在防靜電工作臺面上操作。防靜電工作臺的工作表面要為工業(yè)產品提供靜電泄放通路，同時考慮到操作人員的安全性，一般采用靜電耗散材料，防靜電工作表面直接與工業(yè)產品相接觸，是除人員接地以外最重要的ESD防護措施。

3.5 其他防靜電設備

維修廠房中的其他工裝設備也應具備防靜電要求。例如防靜電儲物架、工具推車、專用工裝設備等。其表面均應采用靜電耗散材料并可靠接地。在未配置防靜電地板的區(qū)域運送產品，裝卸時，必須保證操作人員、產品、轉運車等可靠接地或者處于同一電位。

3.6 濕度控制

由于相對濕度提高到70%以上，大多數物體表面都顯出較好的導電性，由靜電起電原理可知，接觸分離產生靜電的幾率大大降低，靜電起電率減少很多。因此，環(huán)境濕度對防靜電材料物品技術性能的影響是客觀事實。嚴格控制維修車間的相對濕度可以保證靜電防護效果。我國航天標準規(guī)定一般EPA保持40%RH～60%RH，極限范圍30%RH～70%RH。要求維修車間在EPA區(qū)域內安裝溫濕度傳感器對環(huán)境進行測量，避免發(fā)生ESD事件。

4 維修車間靜電防護系統(tǒng)的監(jiān)視與測量

維修車間的靜電防護相關設施設備由于過期、技術方面或者周圍環(huán)境變化的原因，會出現性能下降或者失效的情況，為了確保其使用狀態(tài)持續(xù)良好，制定維修車間靜電防護系統(tǒng)的監(jiān)視與測量方案，可以為車間管理人員和車間操作人員提供正確的指導。

4.1 每日需要監(jiān)視與測量的項目

4.2 每月需要監(jiān)視與測量的項目

4.3 每半年需要監(jiān)視與測量的項目

參考文獻

[1] 劉尚合，徐曉英，武占成，魏光輝.靜電防護理論與技術[A].中國物理學會靜電專業(yè)委員會第十次學術年會論文集[C].2002.

[2] 劉尚合，宋學君.靜電及其研究進展[J].自然雜志，2007，（2）.

[3] 王俊濤.人體ESD模擬器的研究[J].生物醫(yī)學工程，2008，（6）.

（責任編輯：蔣建華）