電子產(chǎn)品組裝中的防靜電防護(hù)探討

摘要：電子信息技術(shù)在近幾年得到了飛速發(fā)展，不僅廣泛的應(yīng)用到日常生活所需的電子產(chǎn)品中，更是被高效應(yīng)用到航空、航天以及航海等領(lǐng)域。在電子產(chǎn)品廣泛普及的情況下，為保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)，就需要從根本上來做好生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的控制，避免各類問題的產(chǎn)生。本文主要是針對電子產(chǎn)品組裝中靜電問題，總結(jié)確定靜電產(chǎn)生原因，并探討確定防靜電防護(hù)策略，為提高電子產(chǎn)品組裝質(zhì)量提供保障。

關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品；組裝；防靜電；防護(hù)策略

電子產(chǎn)品組裝作業(yè)中最為主要的部分就是電路板，如果組裝操作不規(guī)范產(chǎn)生靜電，將會對電路板的元器件造成重大損傷，直接影響到電子產(chǎn)品性能?？偨Y(jié)電子產(chǎn)品組裝過程來看，存在較多不良因素會對電子產(chǎn)品的元器件受損，因此為保證電子產(chǎn)品質(zhì)量，必須要對電子產(chǎn)品組裝過程中產(chǎn)生靜電的原因進(jìn)行分析，且采取積極可靠的措施進(jìn)行防護(hù)，確保各元器件不會受到影響。

一、電子產(chǎn)品組裝靜電產(chǎn)生原因

1.物體間摩擦

靜電是通過電子或離子的轉(zhuǎn)移形成的，為物體表面過?；蛘卟蛔愕撵o止電荷，主要留存在物體表面，可以看作為正負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果。如果兩個相對絕緣的物體之間相互摩擦，其中一個物體中的部分電子就會轉(zhuǎn)移到另一個物體上，且該物體為失去電子的狀態(tài)，表面攜帶正電荷，而另一個物體則是得到電子，表面攜帶負(fù)電荷，進(jìn)而就產(chǎn)生了靜電，如圖1所示[1]。不僅不同物質(zhì)之間摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，相同物質(zhì)摩擦也會產(chǎn)生靜電，且所產(chǎn)生的靜電量是以物質(zhì)自身以及物體表面清潔程度、光潔程度、環(huán)境條件、表面大小以及摩擦分離速度等相關(guān)。

圖1 摩擦產(chǎn)生靜電的過程

2.感應(yīng)起電

如果靜電場中存在導(dǎo)體或者電介質(zhì)，便也會感應(yīng)產(chǎn)生靜電。假如帶靜電的物體附近存在導(dǎo)體，則在靜電場的作用下，該導(dǎo)體便會發(fā)生極化，并在極化后電介質(zhì)在電力線方向相對兩面出現(xiàn)大小相等但是極性相反的感應(yīng)電荷，成為新的電場源形成靜電[2]。如圖2所示為感應(yīng)產(chǎn)生靜電的過程。

圖2 感應(yīng)產(chǎn)生靜電過程

3.人體帶電

電子產(chǎn)品組裝過程中經(jīng)常會因為各種原因產(chǎn)生靜電，而人體就是主要的靜電發(fā)生源之一。人體靜電主要是因為行動過程中人體與衣服、鞋襪以及其他物體之間產(chǎn)生的摩擦、接觸分離、靜電感應(yīng)，或者是人體直接接觸發(fā)電電體而存在靜電，產(chǎn)品組裝時機(jī)會對元器件造成不良影響。

二、電子產(chǎn)品組裝靜電防護(hù)方法

1.導(dǎo)體靜電防護(hù)

對于導(dǎo)體帶靜電的問題進(jìn)行防護(hù)，即結(jié)合以往實踐經(jīng)驗，對存在可能產(chǎn)生甚至已經(jīng)產(chǎn)生靜電的導(dǎo)體部位進(jìn)行處理，包括生產(chǎn)線、屏蔽罩、設(shè)備以及儀表外殼等，均需要設(shè)置專門的通道來促使靜電有效泄放，最為常見的就是進(jìn)行可靠接地，避免靜電影響到電子產(chǎn)品的正常組裝。接地設(shè)計能夠?qū)щ婓w上積聚的靜電荷順利泄入到地下，以免對元器件放電造成損壞。一般在電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間，均需要設(shè)計專門的防靜電系統(tǒng)，并設(shè)置獨立防靜電接地線，將其與電源接地線有效分開，與靜電防護(hù)導(dǎo)體有效連接，例如可直接將設(shè)備外殼與防靜電地線進(jìn)行連接，保證良好的防護(hù)效果[3]。

2.非導(dǎo)體靜電防護(hù)

如果是針對非導(dǎo)體的靜電防護(hù)設(shè)計，因為電荷無法在絕緣體上流動，無法采用與導(dǎo)體靜電防護(hù)相同的接地方式處理，而是要采用電荷中和的方法。例如離子風(fēng)扇能夠產(chǎn)生正、負(fù)離子，可以有效中和靜電源的靜電，適用于無法接地設(shè)計的靜電場所，能夠產(chǎn)生良好的靜電防護(hù)效果。另外，還可以選擇應(yīng)用靜電消除劑，以表面擦洗的方式來將儀表等非導(dǎo)體表面存在的靜電去掉。其中要注意環(huán)境條件對靜電的產(chǎn)生與重要影響，對于相同大氣環(huán)境中的物體，溫度更低的區(qū)域相對濕度會更大，并且隨著濕度的增加非導(dǎo)體材料的表面電導(dǎo)率也會增大，空氣導(dǎo)電性增強(qiáng)，非導(dǎo)體材料表面積聚的靜電荷能夠更加快速的泄露。這樣就表示低溫、高濕的環(huán)境更有利于靜電防護(hù)，在實際操作中，在不影響電子產(chǎn)品元器件的前提下，可以適當(dāng)?shù)脑黾訚穸群徒档蜏囟?，以免產(chǎn)生靜電，相比其他防護(hù)方法不僅效果良好且成本低廉。

3.靜電有效檢測

通過可靠的檢測來有效掌握電子產(chǎn)品組裝過程中靜電產(chǎn)生的主要區(qū)域，并綜合各項條件判斷產(chǎn)生原因，進(jìn)而采取有效措施來進(jìn)行防護(hù)，將靜電帶來的影響控制到最低。以可靠的檢測結(jié)果作為支持，對需要靜電防護(hù)的區(qū)域進(jìn)行確認(rèn)與量化，有針對性的來進(jìn)行人力與物力的集中，使得資源分配最優(yōu)化，減少不必要的成本支出[4]。在電子產(chǎn)品組裝的生產(chǎn)過程中，需要做好各項靜電負(fù)荷的密切關(guān)注，包括電荷量、靜電電位、電阻率以及電場強(qiáng)度等。其中，電荷量現(xiàn)場檢測難度大，可選擇以物體表面靜電電位的檢測結(jié)果為依據(jù)確定防護(hù)策略。實際檢測時刻選擇非接觸式靜電電壓表，不接觸被測物體，以免影響靜電檢測結(jié)果。

4.靜電防護(hù)器材

除了采取上述方式來進(jìn)行靜電防護(hù)以外，還可以選擇專業(yè)器材來進(jìn)行靜電防護(hù)，為電子產(chǎn)品組裝創(chuàng)造良好條件。一般在選擇靜電防護(hù)器材時必須要滿足兩個基本條件，一是具有導(dǎo)電性，既要減少自身靜電的產(chǎn)生，又可泄露外電場靜電。二是具有一定電阻性，降低靜電泄放速度，以免泄放電流過大損壞靜電敏感器件。一般電子產(chǎn)品組裝生產(chǎn)中可選擇表面電阻1×105Ω·cm以下的靜電導(dǎo)體或者表面電阻為1×105～1×108Ω·cm范圍內(nèi)的靜電亞導(dǎo)體作為靜電防護(hù)器材材料。比較常見的靜電防護(hù)器材如防靜電腕帶、工作服、帽子、鞋襪以及手套等，車間內(nèi)設(shè)置防靜電地坪以及防靜電操作系統(tǒng)等。應(yīng)用靜電防護(hù)器材還可以與防靜電地線進(jìn)行可靠連接的方式，及時將靜電泄放到大地中，一般泄放時間控制在1s內(nèi)，電壓降到100V以下的安全區(qū)，避免因為泄放時間過短、泄放電流過大造成元器件損壞。通常情況下可以采用1MΩ的限流電阻來與防靜電地線連接，且控制泄放電流不超過5mA，達(dá)到最佳靜電防護(hù)效果。

結(jié)束語：

對電子產(chǎn)品組裝中產(chǎn)生靜電的問題進(jìn)行分析，總結(jié)靜電產(chǎn)生的各類原因，然后根據(jù)實際生產(chǎn)特點和防護(hù)需求，對比選擇適應(yīng)性最強(qiáng)的靜電防護(hù)措施，以免產(chǎn)生的靜電對電子產(chǎn)品的元器件造成損壞。在實際生產(chǎn)中必須要提高對靜電防護(hù)的重視，不斷加深對防靜電方法的研究，爭取為產(chǎn)品組裝提供更大保障。

參考文獻(xiàn)

[1]胡長亮.電子產(chǎn)品組裝過程常見失效機(jī)理及預(yù)防措施[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（08）：104-105.

[2]殷壯.電子產(chǎn)品組裝中不良原因的分析及其處理[J].科技資訊，2017，15（29）：125-126.

[3]魏紹華.電子產(chǎn)品組裝中的防靜電防護(hù)[J].佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2015（05）：392+395.

[4]楊修嶺.論電子產(chǎn)品組裝中的防靜電防護(hù)[J].電子世界，2012（17）：45-46.

作者簡介：劉志通（1969-），男，助理工程師，2010年畢業(yè)于北京交通大學(xué)，主要從事電氣產(chǎn)品組裝工藝與管理工作。

（作者單位：北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司工藝裝備部）