電子設(shè)備靜電防護(hù)與研究

邱志勇

摘要：靜電放電過程中對(duì)人體的影響微乎其微，但在電子元件的生產(chǎn)時(shí)，或者在電子產(chǎn)品的安裝、調(diào)試還有檢驗(yàn)時(shí)如果不能及時(shí)消除靜電，將會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量，特別是半導(dǎo)體器件，因?yàn)殪o電放電更會(huì)導(dǎo)致器件失去本身的效果。基于此本文論述了靜電對(duì)人們平時(shí)生活的影響，進(jìn)一步研究了人體靜電的產(chǎn)生條件和產(chǎn)生原理，還有靜電對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生的不良影響，講述了防護(hù)靜電的詳細(xì)措施和方法。

關(guān)鍵詞：電子設(shè)備 靜電 晶體管 防治措施

各種類型電子計(jì)算機(jī)還有通訊設(shè)備中采取了不同的電子技術(shù)，采取眾多的半導(dǎo)體、大規(guī)模集成電路等電子元器件，各個(gè)器件都擁有著自身與眾不同的功能和特性。但是，這些元器件承受靜電等過電壓沖擊的能力卻千差萬(wàn)別，靜電會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備中的部分元器件出現(xiàn)損壞的情況，整個(gè)計(jì)算機(jī)或者通訊設(shè)備會(huì)發(fā)生諸多的故障，甚至系統(tǒng)癱瘓，給人們的工作和生活帶來了諸多的不便。就非常有必要研究電子設(shè)備所造成的一系列危害，避免經(jīng)典對(duì)計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的損害有著積極的作用。

一、靜電的產(chǎn)生

靜電的產(chǎn)生是因?yàn)椴牧媳砻骐姾傻牟痪鶆蚨a(chǎn)生的。正常物體中所擁有的正負(fù)電荷是平衡的，在電氣方面表現(xiàn)為中性狀態(tài)，當(dāng)正負(fù)電荷的一方超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)損壞等量和平衡狀態(tài)，物體表現(xiàn)為帶電性，這即為靜電。但是，因?yàn)槲矬w存在于電場(chǎng)等氛圍中，物體內(nèi)部電荷的分布不夠平衡，基于此，物體更多時(shí)候表現(xiàn)出來的一個(gè)方向的正電荷數(shù)量遠(yuǎn)超過負(fù)電荷，而另外一個(gè)方向則正好相反。

一旦兩個(gè)物體實(shí)施接觸和分離，就極易在各自物體上出現(xiàn)靜電，也就是一旦兩個(gè)物體相接處過程中載氣界面上出現(xiàn)電荷移動(dòng)，正、負(fù)荷相對(duì)排列形成雙電層，然后物體實(shí)施分離則導(dǎo)致雙電層的電荷分離，在兩個(gè)物體上分別出現(xiàn)急性不同的等量電荷。一般對(duì)正電荷約束能力大的物體會(huì)具有相對(duì)多的正電荷;反之負(fù)電荷約束能力強(qiáng)的則表現(xiàn)為電陰性。

一般靜電擁有超過干伏的高電壓，但因?yàn)槠潆娏糠浅Ｐ?，所以基本上不?huì)影響人們的身體健康，但對(duì)于電子元件，此種高電壓卻是會(huì)傷害人們的生命?；诖?，在計(jì)算機(jī)房中對(duì)人體產(chǎn)生的靜電所導(dǎo)致的危害非常顯著的。人體的靜電帶電可分為如下幾個(gè)方面：首先，因?yàn)槿梭w本身的行動(dòng)出現(xiàn)靜電而引起的帶電。人體行動(dòng)過程中，因?yàn)榇┲谌梭w上的衣服相互間出現(xiàn)接觸和摩擦從而有靜電產(chǎn)生，尤其是我國(guó)北方一些地方冬天氣候并不是非常濕潤(rùn)，所以大部分穿著的衣服均為化纖類制作而成的，很容易出現(xiàn)靜電。另外，人坐在凳子上，當(dāng)站立起來時(shí)，衣服和凳子間出現(xiàn)摩擦，讓衣服靜電帶電，結(jié)果讓人體也帶上了靜電。其次，因?yàn)槠渌膸щ娢矬w相碰觸，電荷轉(zhuǎn)移到人體上，導(dǎo)致人體帶電。懸浮的少量的帶電物體等附著于人體，讓人體形成等效的靜電帶電。最后，一般情況下，相比較其他地方，機(jī)房有著更強(qiáng)的電場(chǎng)，人體上出現(xiàn)了感應(yīng)電荷從而出現(xiàn)靜電。

當(dāng)人體靜電帶電過程中碰觸到電子設(shè)備，如計(jì)算機(jī)，或者是極易導(dǎo)電的物體時(shí)，會(huì)出現(xiàn)靜電放電的情況。靜電放電具體分為如下兩類。

空間放電：因?yàn)榻?jīng)典的電氣作用而導(dǎo)致的電離情況，基本上是位于帶電物體周圍的氣體，因?yàn)閹щ娢矬w的電場(chǎng)作用大于絕緣破壞的程度而電離，讓其出現(xiàn)放電。在出現(xiàn)放電情況的同時(shí)，大部分發(fā)生損壞聲響和發(fā)光。

表面放電：順著非導(dǎo)體表面出現(xiàn)的。表面放電是放電能量大、極其強(qiáng)烈的一種放電，一般會(huì)出現(xiàn)電弧，與此同時(shí)會(huì)伴隨有損壞聲響和發(fā)光的情況。它一般在非導(dǎo)體的帶電量較大有接地體過程中出現(xiàn)。當(dāng)人體靜電放電時(shí)會(huì)出現(xiàn)靜電電擊情況，在正常情況下人體的帶電點(diǎn)位大概超過3KV時(shí)能夠出現(xiàn)靜電電擊。

二、靜電的危害

因?yàn)殡娮佑?jì)算機(jī)等電子設(shè)備大部分采取大規(guī)模集成電路和不同類型的晶體管實(shí)施控制，而大規(guī)模集成電路和晶體管大部分是以MOS-FET為輸入級(jí)的電路、器件，輸入阻抗非常高。MOSFET的柵級(jí)和其他極間有so等材料絕緣隔離，絕緣電阻超過1012。此種高度絕緣的柵級(jí)極易受到靜電感應(yīng)積累靜電荷，一旦有少量的景點(diǎn)和就會(huì)出現(xiàn)高壓的情況，很容易擊穿，導(dǎo)致輸入柵無法起到應(yīng)有的作用。雖然電路設(shè)計(jì)人員實(shí)施連接低阻值的電阻，來以此減少輸入阻抗或者是采取保護(hù)電路進(jìn)行保護(hù)，但過高的靜電仍舊可以讓其受到損壞，稍輕者則會(huì)導(dǎo)致電路的誤觸而讓機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)失去控制，而嚴(yán)重情況下就會(huì)引起器件燒毀甚至火災(zāi)的蔓延。

三、常用靜電防護(hù)器材

（一）采取接地避免帶電

將金屬導(dǎo)體直接接地，采取此種措施，將所產(chǎn)生的靜電以最快的速度向大地泄露，以防止其靜電電壓的升高而防止靜電帶電。

（二）帶電物體屏蔽

這里所講的屏蔽，主要是采取金屬板等金屬材料將帶電的物體的表面實(shí)施包覆并接地。屏蔽的根本目標(biāo)更多是為了約束帶電物體的周圍產(chǎn)生的電氣作用。但按照條件有時(shí)也可以防止靜電帶電，雖然是消極的但是還同時(shí)具有作為非導(dǎo)體的防止靜電帶電的目標(biāo)。

（三）采取防靜電地板

為了讓人體的靜電可以通過地面以最快的速度泄露于大地，工作地面的泄露電阻一般以越小越好為衡量標(biāo)準(zhǔn)。一般要求計(jì)算機(jī)機(jī)房工作地面的泄露電阻不應(yīng)超過1011。擦求防靜電地板并接地能夠滿足其所提出的要求。

（四）增加濕度

濕度所帶給靜電的影響，與增加物體的電導(dǎo)率有著密不可分的關(guān)系。增加濕度的裝置豐富多樣，特別以超聲波加濕器最為耐用、實(shí)惠，而且能夠較為顯著的效果。

（五）工作服的要求

應(yīng)穿著混有導(dǎo)電性纖維防止帶電的防靜電工作服，在防靜電工作服里面盡可能不要穿著較厚的毛衣，盡量避免穿著化纖類的衣服。

（六）佩戴人體接地腕帶

硬件維修人員在維修設(shè)備過程中，可以在手腕上佩戴由導(dǎo)電材料制作的人體接地腕帶，讓人體接地。如電烙鐵等工具應(yīng)該實(shí)施有效的接地。

四、生產(chǎn)中的防靜電操作措施

（一）靜電警告標(biāo)識(shí)

靜電警告標(biāo)識(shí)主要用來表示極易受到ESD損害的電子電器設(shè)備，敏感組件。

（二）生產(chǎn)前準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)確進(jìn)入生產(chǎn)車間前一定要穿防靜電工作服，直接接觸元器件等操作者應(yīng)該確定戴好接地環(huán)。防靜電腕應(yīng)完好無缺。手腕帶和身體之間應(yīng)該接觸良好，檢查ESD裝備是否完好無缺。

（三）操作時(shí)注意事項(xiàng)

拿元器件之前兩只手觸摸工作臺(tái)面，讓手上的靜電通過防靜電臺(tái)面?zhèn)鬏數(shù)酱蟮?，將期間引腳向下置放在消散靜電的臺(tái)面上。不要在任意一個(gè)表面上拖動(dòng)。全集成電路過程中盡可能不要碰觸引腳，非導(dǎo)體應(yīng)該和靜電安全工作區(qū)保持超過l米的距離。只有在靜電安全工作范圍內(nèi)才可以將元器件還有電路板從防靜電包裝盒中取出。將靜電敏感元器件置放在包裝盒中。盡最大程度上降低搬運(yùn)次數(shù)。

五、結(jié)束語(yǔ)

為了更好的實(shí)施切實(shí)有效的防止靜電災(zāi)害措施還有安全管理，就需要按照機(jī)房現(xiàn)階段存在的狀況實(shí)施綜合評(píng)估，定期向工作者培訓(xùn)相關(guān)靜電方面的基礎(chǔ)知識(shí)。如情況許可下，可采取靜電計(jì)等測(cè)量?jī)x表實(shí)施測(cè)試。一旦發(fā)現(xiàn)問題就需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，防止靜電災(zāi)害的出現(xiàn)，確保機(jī)器能夠有序展開工作。

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