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静电的危害和防护知识

1、为什么要提高ESD防护意识

ESD(Electro-Static discharge)的意思是“静电释放”。

在本世纪70年代以前,很多静电问题都是由于人们没有ESD意识而造成的,即使现在也有很多人怀疑ESD会对电子产品造成损坏。这是因为大多数ESD损害发生在人的感觉以下,因为人体对静电放电的感知电压约为3KV,而许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏,通常电子器件被ESD损坏后没有明显的界限,把元件安装在PCB上以后再检测,结果出现很多问题,分析也相当困难。特别是潜在损坏,即使用精密仪器也很难测量出其性能有明显的变化,所以很都电子工程师和设计人员都怀疑ESD,但近年实验证实,这种潜在损坏在一定时间以后,电子产品的可靠性明显下降。

2、谁应该参加ESD培训?

 培训谁? 管理培训部门,管理部门的支持,流水线管理培训,工人,技术员等都应该受到防静电知识培训。最新的美国国家标准和国际静电放电协会标准(ANSI/ESD S20.20-2014)把静电培训计划和培训要求及认证专门列出一节。静电培训的重点在领导管理人员、流水线管理人员和工程技术三种人,但内容和要求各不相同。对于领导和管理人员,除要求懂得静电安全管理要求外,对静电基本知识、防静电工作区的要求、静电敏感标记等也应有所了解。而对设计师、现场工程师、维修技术人员等对静电就要有全面的了解。目前,我国各类院校除少数专业有静电专业研究生课程外,中专、大专及本科均没有开设静电专业课程,仅是物理的电学中介绍了有关静电基本原理一些知识。但是只要有了这个基础,您就能学好静电防护基本知识。

3、静电对电子产品损害有哪些形式?

静电的基本物理特性为:吸引或排斥,与大地有电位差,会产生放电电流。这三种特性能对电子元件的三种影响:

1.静电吸附灰尘,降低元件绝缘电阻(缩短寿命)。

2.静电放电破坏,使元件受损不能工作(完全破坏)。

3.静电放电电场或电流产生的热,使元件受伤(潜在损伤)。

4.静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏/米)频谱极宽(从几十兆到几千兆),对电子产器造成干扰甚至损坏(电磁干扰)

如果元件全部破坏,必能在生产及品管中被察觉而排除,影响较小,如果元件轻微受损,在正常测试下不易发现,在这种情形下,常会因经过多层之加工,甚至已在使用时,才发现破坏,不但检查不易,而且其损失亦难以预测。要耗费多少人力及财力才能清查出所有问题,而且如果在使用时才察觉故障,其损失将可能巨大。

4、静电对电子产品损害有哪些物点?

(1). 隐蔽性

人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感知的静电放电电压为2-3 KV,所以静电具有隐蔽性。

(2). 潜在性

有些电子元器件受到静电损伤后的性能没有明显的下降,但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患。因此静电对器件的损伤具有潜在性。

(3). 随机性

电子元件甚么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说,从一个元件产生以后,一直到它损坏以前,所有的过程都受到静电的威胁,而这些静电的产生也具有随机动性性。其损坏也具有随机动性性。

(4).复杂性

静电放电损伤的失效分析工作,因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱,要求较高的技术并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。即使如此,有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别,使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在对静电放电损害未充分认识之前,常常归因于早期失效或情况不明的失效,从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子器件损伤的分析具有复杂性。

5、如何有效控制ESD?

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。

6、如何控制人体静电(人体静电防护)?

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.

7、防静电鞋与腕带使用中人体安全问题

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。最小值不应小于105Ω,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105Ω,最大不超过10 9Ω.防静电标准–为了满足防静电装备行业内生产、管理、技术人员及广大用户学习和了解有关防静电技术标准的要求。我们收集整理了三十余种相关防静电标准,现有标准汇编一些资料,供大家学习参考。

防静电标准汇编(一)电子产品防静电放电控制手册

GJB/Z105-98 集成电路防静电包装管

SJ/T10147-91 防静电工作区技术要求

GJB3007-97电子产品制造防静电系统测试方法

SJ/T10694-1996 电子产品防静电放电控制大纲

GJB1649-93 电子设备制造防静电技术要求

SJ/T10533-94 电子元器件制造防静电技术要求

SJ/T10630-1995 可热封柔韧性防静电阻隔材料规范

GJB2605-1996 通信机房静电防护手册

YD/T754-95 电子计算机机房施工及验收规范

SJ/T30003-93 电子计算机机房设计规范

GB50174-93电子计算机机房设计规范 (条文说明)

防静电标准汇编(二) 防静电活动地板通用规范

SJ/T10796-2001防静电贴面板通用规范

SJ/T11236-2001 防静电周转容器通用规范

SJ/T11277-2002防静电鞋、导电鞋技术要求

GB4385-1995 防静电工作服

GB12014-89 安全帽及其实验方法

GB2811-2812-89 纺织品静电测试方法控制

GB/T12703-91 橡胶工业静电安全规程

GB4655-84 点火工品生产防静电安全规程

WJ1912-90 防止静电事故通用导则

GB12158-90 地板覆盖层和装配地板的静电性能

SJ/T11159-98 计算站场地安全要求

GB9361-88 建筑内部装修设计防火规范

GB50222-95 航天系统地面设施接地要求

QJ1211-37固体电工绝缘材料电阻、体积电阻系数和表面电阻系数试验方法

GB1410-89铺地材料临界辐射通量的测定辐射热源法

GB11785-89防静电地面施工及验收规范

SJ/T31469-2002


静电的产生–静电是一种客观的自然现象,产生的方式很多,如接触、磨擦、冲流等等.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,人体由於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,留存在物体表现,具有高电位、低电量、小电流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,它分硬击穿和软击穿.硬击穿是一次性造成元器件介质击穿、烧毁或永久性失效;软击穿则是造成器件的性能劣化或参数指标下降.

静电敏感元件和印制电路板在生产过程中工序这间的传递和储放,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,危害在於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.

由於静电的力学效应,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国材料,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.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.

静电防护工作产一项系统工程,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。


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