防靜電原理
認(rèn)識(shí)靜電與防靜電原理
在空氣干燥的季節(jié)，當(dāng)你開門時(shí)偶爾會(huì)有電擊的感覺，這就是靜電放電(ESD)。當(dāng)你感覺電擊時(shí)，你身上的靜電電壓已超過2000伏！當(dāng)你看到放電火花時(shí)你身上的靜電已高達(dá)5000伏！當(dāng)你聽到放電聲音時(shí)，你身上的靜電已高達(dá)8000伏！但是現(xiàn)代許多高速超大規(guī)模集成電路碰到僅幾十伏或更低的靜電就會(huì)遭到損壞。也就是說當(dāng)你接觸這些電路時(shí)，你既沒有感覺到又沒有看到更沒有聽到靜電放電時(shí)，這塊電路就已部分損傷或完全損壞，而你可能還在找其硬件或軟件的原因。你可能還沒有意識(shí)到是靜電這個(gè)“幽靈”。靜電已成為高科技現(xiàn)代化工業(yè)的恐怖主義者。
國內(nèi)外近年發(fā)生了多起因靜電造成的重大人員死亡事故。在軍工企業(yè)部門，靜電放電使火箭(彈)產(chǎn)生意外爆炸；在石化工業(yè)中靜電放電多次使汽油著火爆炸；在電子工業(yè)中損壞電子元器件，僅美國每年因靜電對(duì)電子工業(yè)所造成的損失就達(dá)幾百億美元。靜電危害的另一種形式是靜電力的危害，靜電力的吸塵作用會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中由于靜電使芯片成品率大大降低。印刷過程中由于靜電吸引力使紙張難以對(duì)齊，降低生產(chǎn)效率。另外靜電放電還產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，其頻率非常寬，從低頻至幾千兆赫茲以上。這種強(qiáng)電磁場作用時(shí)間短但其強(qiáng)度遠(yuǎn)比手機(jī)輻射的電磁場強(qiáng)，會(huì)干擾一些設(shè)備的正常工作。
Q1：怎樣才能達(dá)到最好的防靜電效果？
一、靜電防護(hù)的基本原則
1、抑制靜電荷的積聚；
2、消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷。
二、消除靜電的基本措施
消除靜電的措施，一般可歸結(jié)為一靠“地”；二靠“器”（靜電消除器）；三靠“劑”（加抗靜電劑）；四靠“屏蔽”。
1.接地
接地就是將一些防靜電產(chǎn)品或者其它設(shè)備連接到一條地線上。 采用埋地線的方法建立“獨(dú)立”地線。使地線與大地之間的電阻＜10Ω，作用是泄放導(dǎo)體上可能集聚的電荷，對(duì)于導(dǎo)體上積聚的靜電（如人體）通常用接地的方法來導(dǎo)走。
接地通過以下方法實(shí)施：
① 人體通過手腕帶接地。
② 人體通過防靜電鞋（或鞋帶）和防靜電地板接地。
③ 工作臺(tái)面接地。
④ 測試儀器，工具夾，烙鐵接地。
⑤ 防靜電地板，地墊接地。
⑥ 防靜電轉(zhuǎn)運(yùn)車，箱，架盡可能接地。
⑦ 防靜電椅接地。
2.用靜電消除器
離子風(fēng)機(jī)、離子風(fēng)槍就是很好的靜電消除器，原理是在靜電消除器上產(chǎn)生大量的正負(fù)離子，然后通過風(fēng)把這些離子吹到有靜電的地方，靜電就會(huì)吸引相反極性的離子而中和掉，聚積在產(chǎn)品或設(shè)備表面上的靜電因此得以中和而消除。
3.使用靜電消除劑
可用靜電消除劑檫洗儀器和物體表面，能迅速消除物體表面的靜電。防靜電劑以油脂為原料，主要成分為季胺鹽，它的作用是使化纖、橡膠、塑料等物體的表面吸附空氣中的水分，增加導(dǎo)電率。
4.靜電屏蔽
最通常的方法是用靜電屏蔽袋和防靜電周轉(zhuǎn)箱作為保護(hù)，靜電敏感元件在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過程中會(huì)暴露于有靜電的區(qū)域中，用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對(duì)電子元件的影響。
5.控制環(huán)境濕度
當(dāng)空氣的相對(duì)濕度在65 - 70％以上時(shí)，物體表面往往會(huì)形成一層極微薄的水膜。水膜能溶解空氣中的CO2，使表面電阻率大大降低，靜電荷就不易積聚。如果周圍空氣的相對(duì)濕度降至40- 50％時(shí)，靜電不易逸散，就有可能形成高電位。增加空氣濕度的常用方法是向空氣中噴水霧。
6. 物體防靜電功能
可以直接將工具做屏蔽或靜電泄露。例如將材質(zhì)噴上一層導(dǎo)電液體。或通過接地，防止靜電電位差的產(chǎn)生：將作業(yè)會(huì)跟作業(yè)物體接觸的地方, 通通連接成共通電位(通常是接地), 這樣就沒有電位差, 即使有靜電也不會(huì)產(chǎn)生火花(因?yàn)殡娢欢家粯?span lang="EN-US" xml:lang="EN-US">)。
Q2：如何判斷材料是絕緣體，導(dǎo)體還是靜電導(dǎo)體?
請(qǐng)使用專業(yè)儀器測試其導(dǎo)電性電阻值，從下表中判斷其材質(zhì)：
電阻值 |
材質(zhì) |
＜105 |
導(dǎo)體 |
106～1011 |
靜電導(dǎo)體 |
＞1012 |
絕緣體 |
也就是說據(jù)有防靜電材質(zhì)的工具，用此儀器測試出的導(dǎo)電電阻值應(yīng)在106~1011之間。
Q3：電動(dòng)起子有無防靜電外殼？
ASG某些起子有防靜電功能，如ESD系列起子。
Q4：使用者在作業(yè)時(shí)是否要帶上防靜電手環(huán)或穿上防靜電衣?
一般的，電子產(chǎn)品帶有高精密敏感組件時(shí)，建議不要使靜電在產(chǎn)品上停留，某些較敏感的組件可能會(huì)因靜電而破壞產(chǎn)品的功能。
選用防靜電外殼起子，使用者掛上防靜電手環(huán)或防靜電衣，做到雙重防護(hù)，將在作業(yè)產(chǎn)生的靜電或人體摩擦所產(chǎn)生的靜電經(jīng)地線導(dǎo)回大地，這是較為理想的作業(yè)方式，可為產(chǎn)品和操作人員提供較好的防護(hù)。
Q5：如何使用防靜電起子?
1． 電動(dòng)起子內(nèi)部必須要有接地線，包括工廠本身的總電都必須有效接上接地線
2． 選用有防靜電外殼材質(zhì)的電動(dòng)起子
3． 使用者必須加上防靜電儀器(靜電手環(huán)、靜電衣…等)
如此便可以有效將靜電耗散，有些工廠本身總電源的接地線是虛設(shè)的，所以必須仔細(xì)查看。