實(shí)驗(yàn)室中的靜電防護(hù)

陳元輝　賈曉菲

摘 要：電子技術(shù)的發(fā)展對(duì)靜電防護(hù)提出了越來越高的要求，重視靜電防護(hù)對(duì)于電子產(chǎn)品的安全使用，和實(shí)驗(yàn)室靜電污染的防治有著重要意義。文章具體分析了實(shí)驗(yàn)室常見的靜電放電現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)室中靜電放電造成的危害進(jìn)行了深入的分析說明，闡明了實(shí)驗(yàn)室靜電的來源和防靜電的原理，最后理論聯(lián)系實(shí)際，特針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的靜電放電現(xiàn)象，靜電污染及危害，提出了相應(yīng)的靜電防護(hù)措施與保護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：靜電放電（ESD）；靜電防護(hù)體系；靜電消除

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.185

1 前言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，靜電放電（ESD）現(xiàn)象日益嚴(yán)重，造成的影響和危害也越來越大。實(shí)驗(yàn)室中靜電的污染和危害也是相當(dāng)?shù)膰?yán)重，實(shí)驗(yàn)室是人們進(jìn)行科學(xué)研究的重要場(chǎng)所，隨著實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的補(bǔ)充和更新，各類電子儀器產(chǎn)品的涌入，加重了實(shí)驗(yàn)室靜電污染危害程度，造成很多不必要的損失和危害[1]。所以，目前在實(shí)驗(yàn)室的管理和建設(shè)中，需要著重研究如何減輕靜電污染，降低靜電放電造成的危害。

2 靜電在實(shí)驗(yàn)室中的危害

實(shí)驗(yàn)室因靜電造成的主要危害：一是會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗[2]；二是受靜電影響，儀器設(shè)備易使灰塵附著，增加器件的腐蝕或磨損，影響儀器的使用壽命；三是靜電放電形成的電火花，會(huì)有引燃實(shí)驗(yàn)中易燃易爆品的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，若靜電電位過高可能對(duì)實(shí)驗(yàn)人員造成電擊傷害。

3 實(shí)驗(yàn)室的靜電來源及基本的防靜電原理

通常實(shí)驗(yàn)室有害靜電的來源有：實(shí)驗(yàn)人員自身所攜帶的靜電，或是實(shí)驗(yàn)室人員的活動(dòng)致使靜電生成；實(shí)驗(yàn)室因操作人員不規(guī)范操作而生成靜電；實(shí)驗(yàn)室中大量帶有靜電的塵埃；由于帶電設(shè)備的工作感應(yīng)帶電，而產(chǎn)生靜電。眾多的靜電防護(hù)措施總原則是：要么是減少靜電源頭，盡量減少靜電的生成；要么設(shè)法減少已產(chǎn)生的靜電荷，讓已有的靜電荷盡快的泄放掉，使之不能大量累積；或是進(jìn)行靜電屏蔽作用[3]。

4 電子實(shí)驗(yàn)室靜電放電防護(hù)措施

實(shí)驗(yàn)室有著大量實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其是在物理電子實(shí)驗(yàn)室中，靜電放電的危害極大，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)室提出以下靜電防護(hù)措施，以減小靜電在實(shí)驗(yàn)中的危害。

4.1 接地泄流

接地系統(tǒng)是最方便有效的措施，通過接地將ESD產(chǎn)生的靜電荷導(dǎo)入大地，來達(dá)到靜電防護(hù)效果；具體做法是將實(shí)驗(yàn)室的操作臺(tái)、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室地面及墻面等部分按區(qū)域和特點(diǎn)順次與地線相接。使產(chǎn)生的靜電及時(shí)有效地被安全泄放掉。但需注意的是：應(yīng)有專門的接地線路，地線不可與水管、暖氣管、避雷線路、或輸油管道相連。

4.2 防止人體帶電

（1）佩戴防靜電手環(huán)（或腕帶）：實(shí)驗(yàn)操作人員必須佩戴防靜電手環(huán)（或腕帶），并且防靜電手環(huán)與皮膚接觸要好，對(duì)地的阻值夠大；（2）穿特制的防靜電裝束：在重要實(shí)驗(yàn)區(qū)域，進(jìn)出的相關(guān)人員須穿防靜電工作裝和防靜電工作鞋，甚至佩戴防靜電指套；（3）加強(qiáng)防靜電知識(shí)的培訓(xùn)：嚴(yán)格人員的活動(dòng)，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)人員進(jìn)行關(guān)于靜放電防護(hù)知識(shí)的培訓(xùn)，提高靜電防護(hù)的意識(shí)，鍛煉靜電防護(hù)技能。

4.3 建立防靜電安全工作環(huán)境

（1）控制環(huán)境溫濕度：人體靜電模式易受環(huán)境濕度和溫度影響[4]，在不致導(dǎo)致設(shè)備或器件腐蝕生銹或其它危害的前提下，盡量加大室內(nèi)相對(duì)濕度，可以安裝空調(diào)加濕等來提高空氣的相對(duì)濕度，另外，溫度會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，通常較低的溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)室的靜電防護(hù)更有利；（2）實(shí)驗(yàn)室內(nèi)塵埃的控制：塵埃上容易帶靜電，所實(shí)驗(yàn)室要保持清潔干凈，盡可能的減少塵埃，就可以有效減小附著（吸附）靜電帶來危害；（3）盡量使用防靜電的材料，實(shí)驗(yàn)室的包裝材料，容器盒子、操作臺(tái)墊、儀器臺(tái)墊都需由特制的防靜電材料制成；（4）規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)操作要規(guī)范，防止因不當(dāng)?shù)牟僮餍袨槎斐伸o電的生成和累積；（5）定期進(jìn)行離子風(fēng)?。合啾葘?dǎo)體，絕緣體更容易產(chǎn)生靜電，針對(duì)絕緣體的特性，接地泄流的方法難以奏效，最好使用離子中和法，通過噴放大量陰陽(yáng)離子來中和掉絕緣體上的靜電荷；（6）在防靜電安全工作區(qū)明顯處，張貼相關(guān)防靜電警標(biāo)志，嚴(yán)格限制實(shí)驗(yàn)室中人員的進(jìn)出，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)器件進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)檢查。

4.4 電子設(shè)備的靜電放電的防護(hù)設(shè)計(jì)

對(duì)于電子設(shè)備常用屏蔽機(jī)箱，使用金屬制成的機(jī)箱和屏蔽罩，可以將靜電的放電電流限制在機(jī)箱外表面上，從而阻止靜電電弧和相應(yīng)的電磁場(chǎng)對(duì)器件設(shè)備造成影響和傷害。

5 結(jié)束語(yǔ)

靜電放電現(xiàn)象造成的影響及危害越來越明顯，靜電的防護(hù)已越來越多的被人們所重視。本文從實(shí)驗(yàn)室中靜電的危害和產(chǎn)生出發(fā)，針對(duì)物理電子實(shí)驗(yàn)室提出了部分靜電防護(hù)的措施。靜電防護(hù)尤為重要，靜電放電普遍而又消除，并且極具危害性，故需電路設(shè)計(jì)人員、靜電防護(hù)人員應(yīng)深入研究，敢于創(chuàng)新，盡快提出更好的靜電防護(hù)方法。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王翠霞，許維勝，于有靈，吳啟迪，范學(xué)峰.CMOS集成電路中ESD保護(hù)技術(shù)的研究[J].集成電路與材料，2008（08）：1-3.

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[4]周光茜.實(shí)驗(yàn)室的靜電污染與防治[J].中國(guó)物理學(xué)會(huì)第八屆靜電學(xué)術(shù)年會(huì).

基金項(xiàng)目：安康學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（2016akxy029）

作者簡(jiǎn)介：賈曉菲（1984-），女，陜西渭南人，碩士研究生，副教授，主要研究方向：應(yīng)用物理教學(xué)工作。