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静电防护的技术与管理

国际先进的静电防护理念是:技术与管理两种方法同样重要。

技术方面分为以下四个方向进行:

一、静电危害评价技术:如何定量地表述静电的危害,不同行业有不同的评价方法。对易燃易爆物质的静电危害评价采用静电敏感度来表述,静电敏感度是静电能量触发爆炸的阈值,可用静电能量和静电电压两种参数表述。评价电子元器件的静电危害,采用静电敏感度来表述,静电敏感度是导致电子元器件失效的最低静电电压,一般采用人体模型,判断失效的方法分为立即失效和性能下降两种,目前对性能下降(也称潜在失效)的测量依据和测量方法正在研究之中。电磁兼容EMC测试中,用静电抗扰度来描述电子设备和产品耐受静电放电影响的程度,在另一种HBM下,用直接接触放电和不接触的空气放电两种状况下测试。静电敏感度和静电抗扰度两个概念出现在不同的标准中,使用的HBM是不同的。静电危害评价技术是一项基础性研究工作,需要采用科学的方法,做大理试验,积累大量数据,才能得到具有指导意义的静电防护数据,也是静电防护技术最困难的环节,电子行业中已经有了HBM、MM、CDM,成为静电防护技术的基础。

二、静电防护工程技术:静电防护工程技术是针对接触分离起电和感应起电以及静电放电的特点,从静电源和静电危害途径两方面进行静电防护的技术,主要依靠对电阻率有要求的特殊材料和复合材料,采用泄放、屏蔽、静电中和以及抑制起电的方法,达到静电防护的目的。如接地、防静电地面、工作台、防静电椅子、工具、人体防静电用品、离子风机、防静电涂料、静电放电屏蔽包装等静电防护工程和防护用品,这些工程技术已经有相应的技术标准支撑,工业化生产和应用已经相当普及,形成了静电防护产业。

三、静电防护测试技术:测量是工业的眼睛,没有眼睛就什么也不知道了。静电防护工程和产品是否合格,要用数据说话,测量仪器以及仪器的计量校准方法也是静电防护的关键技术。目前能测量的技术参数有静电电荷、静电电压、表面电阻、体电阻、接地电阻、静电衰变时间、静电放电的电流波形和静电放电的能量。这些仪器是依据技术标准中的指标要求设计的。由于静电现象可观测性和重复性较差,受环境影响大,受材料影响大,受测试人员自身影响也很大,现有的静电防护测量仪器不是以静电现象为被测对象,而是以静电防护产品和工程为被测象。

四、静电防护设计技术:提高电子产品耐受静电放电和静电场的能力,是电子产品设计应该关注的问题,静电防护设计分为芯片级、PCB级和整体结构级。早期的理念是不断提高单个电子元器件的静电敏感度电压,通过串联保护电阻、并联瞬态抑制二极管、增厚加宽内部结构等方法。然而,这些设计与电子产品要求小型化,高速、宽带的发展方向相矛盾。现在已经不再追求提高单个电子元器件的静电敏感度电压,转而强调生产过程中满足静电防护要求,而将静电防护功能设计到整体结构上。用机电一体化的设计思路解决静电防护设计问题。

管理是静电防护的重要手段。人能感知到3KV以上的静电电压,在我们不知不觉中,很多电子产品已经被破坏了,所以提高人们的静电防护意识是管理的关键环节。管理上加强培训,做到“心里有静电,才能看到静电”、“心理有所畏惧,才能自我约束”的境地。

人是最的静电源,人的操作也是最危险的静电放电途径,所以管理好人是静电防护的关键。标准的管理体系是当今最有效的管理方式,静电防护管理也需要这种标准化的模式,便于电子产品的上游、下游企业之间建立相互认同的静电防护管理模式,实现技术标准和管理模式的统一,便于产品流通,增强对产品质量的信心。

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