電子工業(yè)中的靜電控制與靜電消除

　　摘要：ESD是電子工業(yè)中普遍存在的“硬病毒”，在某個(gè)內(nèi)外因條件具備的時(shí)刻便會(huì)發(fā)作，可以遵循以下四項(xiàng)原則，建立起有效的靜電控制程序。

　　要做到更為有效的ESD控制，首先在器件和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分體現(xiàn)靜電防護(hù)的思想，在器件內(nèi)部設(shè)置靜電防護(hù)元件（ESDProtectionDevice），盡量使用對(duì)靜電不敏感的器件以及對(duì)所使用的靜電放電敏感（ESDS,ESD-sensitive）器件提供適當(dāng)?shù)妮斎氡Ｗo(hù)，使其更合理地避免ESD的傷害。

　　目前許多廠家已經(jīng)研制出具有內(nèi)部保護(hù)電路的器件，一系列相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也頌布執(zhí)行，如MAXIM公司研制的模擬開關(guān)MAX4551，具有15kV的ESD保護(hù)功能，它們必須在正常工作、停機(jī)模式和斷電狀態(tài)下，依據(jù)IEC1340-3-1人體模型、IEC1000-4-2空氣間隙放電、IEC1000-4-4快速瞬變（FTB）放電等標(biāo)準(zhǔn)，接受多項(xiàng)模似ESD測(cè)試，確保符合IEC1000-4-2Level4要求。

　　此外，生產(chǎn)環(huán)境的防靜電設(shè)計(jì)也是ESD控制的關(guān)鍵所在，設(shè)計(jì)的依據(jù)是電子器件絕緣膜靜電擊穿電壓（Vesd）、整機(jī)中敏感器件的Vesd以及生產(chǎn)設(shè)備的耐靜電性能。制造必須定義和堅(jiān)持一個(gè)特殊的ESD控制級(jí)別，該級(jí)別由生產(chǎn)過程中最為敏感的元件所決定，生產(chǎn)環(huán)境必須保障該級(jí)別的安全性。當(dāng)不知道最敏感元件的級(jí)別時(shí)，制造商應(yīng)該執(zhí)行EIA-625標(biāo)準(zhǔn)，它將ESD保護(hù)的工作區(qū)域定義為“安全區(qū)”，不包含可能產(chǎn)生高于200V的放電源。

　　堅(jiān)持預(yù)防為主，消除產(chǎn)生靜電的過程，在生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中盡可能地減少產(chǎn)生靜電的工序和材料，可以在很大程度上消除靜電的產(chǎn)生與積累。

　　安全地泄放或中和靜電

　　同樣，無論措施多少嚴(yán)密，完全消除靜電幾乎是不可能的，所以我們的第三條原則是，安全地泄放或中和靜電，其中接地是最基本最有效的方法。

　　IEC1340-5-1對(duì)接地電阻作了規(guī)定，國內(nèi)航天工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QJ1950-90也有類似規(guī)定，綜合考慮，電子工業(yè)中生產(chǎn)和使用場(chǎng)所的接地電阻應(yīng)在10以下，接地導(dǎo)線必須連接牢固，并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，否則在松斷部位可能會(huì)產(chǎn)生火花，固定設(shè)備接地導(dǎo)線應(yīng)是1.25mm以上的多股可撓的編織電線，地線提供給防靜電腕帶、地板和工作臺(tái)表面。

　　適度控制環(huán)境溫濕度，也可以有效遏制靜電的殺傷力。溫度與溫度對(duì)ESD都有影響，在同一個(gè)大氣環(huán)境中，溫度較低區(qū)域會(huì)比溫度較高的區(qū)域相對(duì)濕度更大，而濕度增加則便非導(dǎo)體材料的表面電導(dǎo)率增加，空氣導(dǎo)電性能增強(qiáng)，物體上積蓄的靜電荷可以更快地泄漏，可見環(huán)境溫度越低，濕度越大，對(duì)靜電的防護(hù)就越有利。

　　因此在工藝條件許可時(shí)，可以使用工業(yè)加濕器、風(fēng)扇噴霧器噴射水霧、地面灑水等方法提高空氣的相對(duì)濕度，降低靜電的危害。當(dāng)然，通常應(yīng)將溫度控制在18-28度范圍，濕度控制于40-65%RH范圍內(nèi)。

　　實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)進(jìn)程與環(huán)境

　　生產(chǎn)過程中關(guān)注的靜電參數(shù)有電場(chǎng)強(qiáng)度、靜電電位、電荷量和電阻率。電荷量是靜電最本質(zhì)的物理量，但現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量不方便，通常代以測(cè)量物體表面的靜電電位，測(cè)量時(shí)常采用非接觸式靜電電壓表，不與被測(cè)物體接觸，因而對(duì)被測(cè)物體的靜電影響很小。

　　檢測(cè)是ESD控制的必要手段，應(yīng)在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中實(shí)時(shí)進(jìn)行。操作員每次進(jìn)入EPA之前需測(cè)試手/腳腕帶、防靜電鞋、防靜電工作服的性能；必須有專人負(fù)責(zé)EPA的檢測(cè)與維護(hù)，定期檢查各種ESD設(shè)備、用具、接地裝置是否滿足防靜電的要求；管理人員應(yīng)定期檢查各個(gè)工位的防靜電情況，發(fā)現(xiàn)不符合要求時(shí)，要實(shí)時(shí)整改；檢測(cè)結(jié)果要整理歸檔并作為質(zhì)量管理體系認(rèn)證的一部分加以核查。

　　以上四條原則是建立ESD控制程序的基礎(chǔ)，一個(gè)有效的ESD控制體系，光有防靜電硬件系統(tǒng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還得有一套行之有效并得到貫徹實(shí)施的培訓(xùn)、管理制度和操作程序。靜電防護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須貫徹整體防護(hù)思想，綜合運(yùn)用均壓、接地、泄流、屏蔽和箝位等技術(shù)，構(gòu)成一個(gè)完整的防護(hù)體系，才能取得明顯的效果。

　　環(huán)境濕度控制產(chǎn)品：超聲波加濕器