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ESD常识

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静电防护知识
日期:2014/6/17 访问:

 

 

     从前面的分析可知静电是由于物体接触分离,甚至没有接触的感应等方式产生的,就连我们周围的空气也是由原子组成的,当这些空气流动时也会产生静电,可以说:在任何时间、任何地点都可能产生静电。要完全消除静电几乎不可能的,但可以采取一些措施控制静电在不危害的程度之内,其产生的基本过程可归纳为:接触→电荷→转移→偶电层形成→电荷分离.设备或人体上的静电最高可达数万伏为至数十万伏,要正常操作条件下也常达数百至数千伏,人体由于自身的动作及与其它物体的接触—分离、磨擦或感应等因素,可以带上几千伏甚至上万伏的静电.静电是正、负电荷在局部范围内失去平衡的结果.它是一种电能,留存在物体表面,具有高电位、低电量、和作用时间短的特点.

     静电控制的主要措施有:静电的泄漏和耗散、静电中和、静电屏蔽与接地、增湿等.

     静电放电引起的元件击穿损害是电子工业最普遍、最严重的静电危害,静电敏感元件和印制电路板在生产过程中工序间的传递和储放,必须使用防静电上料箱、元件盒、周转箱、周转托盘等.以防止静电积累造成的危害.作为成品进行包装时必须采用防静电屏蔽袋、包装袋、包装盒、筐等,避免运输过程中的静电损害.

     电子产品在生产过程中,其元器件,组件,成品,经常与设备工具等发生接触、分离、磨擦而产生静电,必须使用防静电坐垫、周转小车、维修包、工具、工作椅等,并通过适当的接地,使静电迅速泄放.

     磨擦起电和人体静电是电子、微电子工业中的两大危害源,但产生静电并非危害所在,危害在于静电积累及由此产生的静电电荷放电,带电的物体,在其周围形成静电场,会产生力学效应,放电效应和静电感应效应,因此必须加以控制.

     由于静电的力学效应,空气中的浮游的尘粒会吸附到硅片等元器件上,严重影响电子产品的质量,因此,对净化空间必须采取防静电措施.净化室的墙壁、天花板和地板等都应采用防静电的不发尘材料,对操作人员及工件、器具也应采取一系列的静电防护措施.

     为了解生产过程静电起电情况,判别生产过程中静电的影响程度以及检验静电防护用品、装备质量都需要测量静电及有关参数.

     按照静电学上的分类一般材料可分为三大类:

     1 静电导体, 电阻率10^6Ω- cm;

     2 静电半导体, 电阻率 10^6Ω-cm ~ 10^10Ω-cm;

     3 静电绝缘体, 电阻率 10^10 Ω – cm.

     其中电阻率在电阻率 10^5Ω-cm ~ 10^9Ω-cm的称为静电泄放体而绝大部分合成材料的电阻率大于10^10Ω-cm,因而是静电绝缘体,对于绝缘体而言一旦产生静电,其本身几乎无放电的通路,使静电荷长期驻留积聚,电荷积聚到一定程度后就可能随机放电造成危害.

     在工作环境中主要的静电源:

     1 人(移动静电源)-人在活动时产生的静电电压从几千伏到几万伏不等;

     2 地板工作台面,鞋,服装,普通塑料包装袋,文件袋,泡沫包装盒,没有静电防护条件下直接插拨印制电路板,不接地电烙铁,吸锡器,绝缘材料制作的操作工具等;

     3 打印机,复印机,变压器,发电机等工作时也会产生感应静电。

     静电的测量,主要是对静电电压、材料电阻、接地电阻、静电关衰期、静电电量、静电消除器消电性能、布料电荷面密度等的测量.

     静电防护工作作为一项系统工程,任何环节的疏漏或失误,都将导致静电防护工作的失败,必须时时防范,人人防范.

     为了消除静电所产生的危害,就必须采取措施。消除静电的方法很多,但最简单和最有效的办法是采取接地措施。在电子生产厂房中,对所有会产生静电的设备都应保证可靠接地。为了防止积聚在设备和人身上的静电荷达到危险电位,在主要生产场合采用了防静电地坪。在这类地坪的防护材料中,分布有铜线构成的网络,这些金属网络彼此形成电气通路,用于防静电地坪的静电传导。作为电气设计配合,应在防静电地坪所在空间的建筑柱上,适当预留接地端子。在地坪敷设完毕后,将防静电地坪内的金属线与该接地端子相连。另外,接地端子须通过柱内主筋与接地极连通,以使静电通过接地端子沿柱内主筋流向接地极。

     硬接地:使物体直接或通过一个低阻抗同大地相连接。

     软接地:使物体通过一个足够高的阻抗接往大地,以便发生触电事故时把电流限制在人身安全电流之下。

     直接接地:将金属导体与大地进行导电性连接,从而使金属导体的电位接近于大地电位的一种接地类型。

     间接接地:为了使金属导体外部的静电导体和静电亚导体进行静电接地,将其表面的全部或局部与接地的金属导体紧密相接,将些金属作为接地电极的一种接地类型。

     跨接接地:通过机械或化学方法把金属物体间进行结构固定,从而使两个或两个以上相互绝缘的金属导体进行导电性连接,以建立一个供电流动的低阻抗通路,然后再接地的一种接地类型。

     静电单独地线,不能与设备接地共用(设备异常时可能导致静电反向释放),也不能与防雷接地(反倒引来雷电)连用。

     人体是最普遍存在的静电危害源。对于静电来说,人体是导体,所以可以对人体采取接地的措施。

     1 使用防静电地面/ 防静电鞋/ 袜(静电从脚导到大地),通过脚穿防静电性地面、地垫、地毯,人员穿上防静电鞋袜,形成组合接地;

     2 佩戴防静电腕带并接地(静电从手导到大地),通过手用以泄放人体的静电。它由防静电松紧带、活动按扣、弹簧软线.保护电阻及插头或夹头组成。松紧带的内层用防静电纱线编织,外层用普通纱线编织。

     上述两项措施都是实用而有效的,应视不同的场合选择使用.

     仅从防静电的角度考虑时,人体总的对地电阻越小越好,但最小值受到安全方面的限制,人体必须具有一定值的对地电阻,以便万一发生金属设备或装置与工频电源短接的情况下,该电阻能够限制流过操作的人体上的电流,确保人体安全。通常腕带的限流电阻在1MΩ,防静电鞋的最小电阻应不应小于1MΩ,最大不超过10^9Ω。

     使用腕带操作时不允许断开,否则会失去接地作用 。各种腕带使用的主要问题是开路,有时是临时性的,有时是长时间断开,使失去接地作用。有的人因此使用腕带检测器测量其通断状态,有的用监测仪器测量腕带的开路及电阻变大。腕带扣得不紧造成人体皮肤与腕带的接触电阻变大。有些腕带的电阻就是带子本身的,当带触及地时使其电阻大大减小,有可能因此造成对人体电击的危 险。有些自称是无线的腕带,其效果远不如有线的好。防静电鞋在穿用时应有防静电袜/鞋垫,并在防静电地面上工作才能使人体所带的静电导到大地,任何一部分电阻过大或断开都会使人体带上危害的静电。所以在重要的部门应有人体电阻测试仪随时检测人体所穿的鞋/袜/鞋垫及与人体的总电阻是否能起到泄漏静电的要求。

     腕带应用专门的带插座的接地线与地连结,不能夹在桌面或桌边的金属体上,因为这些金属体对地的电阻可能很大。要经常检查腕带的电阻。

     静电防护应利用一些必要的有效的静电防护手段,选用优质的防护技术产品,制定完善的静电防护管理规程并切实有效地贯彻执行.

     A其基本原则是:

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