静电技术简析

    随着电子信息技术的发展，设计人员的知识增长呈现出前所未有的速度。但是与与日俱增的静电和更加严格的静电放电抗扰度要求相比，设计人员有关静电和静电放电的知识却没有增加。这就是为什么我们设计产品总是会出现静电放电方面的问题的原因。事实上，设计人员在设计产品时，几乎没有固定的思路来防止静电放电问题。当问题出现时，他们会尝试各种方法，直到问题解决。往往当问题解决时，他们并不知道为什么解决，并且心里还是忐忑不安，生怕问题没有彻底解决。之所以会这样，是因为我们不知道静电放电对设备造成影响的机理，因而也就不知道怎样来消除这种影响。

    本公司试图尽自己所能，向大家介绍有关静电放电机理、对设备造成影响的机理和解决静电放电问题的方法等等，协助大家冲破这个障碍，共创宁静家园。

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    防静电小常识
    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以至数十万伏，在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。
静电放电引起的元器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。

    静电敏感元器件和印制电路板在生产过程中工序之间的传递和储放，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危害。静电敏感元器件和印制电路板，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、条、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（凳）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，因此必须予以控制。带静电的物体，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。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电子元器件上，严重影响电子产品的质量，因此，对净化工作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。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。

    静电防护工作是一项系统工程，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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     静电的危害
    ◎静电在生产中的危害
 
    ·如塑壳生产线，由于静电造成塑壳喷漆，电镀，表面粗糙，沙眼多，手感差。
    ·在卷桶纸，皮革，塑料，化工布/膜等流水线，由于材料绝缘性高，运转速度快，表面电荷不易散失，静电极高，当操作人员触及会有触电感，更能使材料层间击穿，影响产品质量。
    ·在电子行业，IC，LCD，LED，等精细组装线，据统计，由于静电给电子器件制造业，每年会造成两百多亿美元的损失！
    ·在印刷包装企业由于静电会造成设备控制失灵；进纸不稳，收纸不齐；在传输印刷中，更会造成套印精度低，墨须严重，严重影响产品品质。
 
    ◎静电对人体的危害 
    我们知道，静电在工业生产中的危害很大，不仅影响生产，而且容易引发各种火灾爆炸事故等，研究发现，静电对人体也是有害无利。人体长期在静电辐射下，会使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。在家庭生活当中，静电不仅化纤衣服有，脚下的地毯、日常的塑料用具、锃亮的油漆家具及至各种家电均可能出现静电现象，静电可吸附空气中大量的尘埃而且带电性越大、吸附尘埃的数量就越多，而尘埃中往往含有多种有毒物质和病菌，轻则刺激皮肤，影响皮肤的光泽和细嫩，重则使皮肤起癍生疮，更严重的还会引发支气管哮喘和心律失常等病症。

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    静电产生的原因
    物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子儿而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。
    造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。

    当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。

    固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。为什么气体也会产生静电呢？因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。所以在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电，当静电积累到一定程度时就会发生放电。

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     如何有效防静电
    怎样做到有效的防止静电产生？
    首先，从静电产生的机理来看，应该从降低有关物体的绝缘度着手，使两物体即使摩擦也不产生和少产生静电，对次有以下一些主要措施：

    1．保持环境有一定的湿度。实践证明，北方地区或在干燥的冬季，因静电产生故障的事例要远远大于在东南沿海地区或其他季节，所以在一些重要场所，如计算机机房、实验室、电子仪器的装调车间应考虑保持一定湿度的问题，特别是对那些封闭形的空调房间，更应有一定控制湿度的设备。

    2．铺设防静电地板或地毯。目前已有这种具有一定导电性能的塑料地板或地毯产品，能十分有效抑制由于人的行走产生静电。

    3．使用离子风枪、离子头、离子棒等设施，使在一定范围内防止静电产生。

    4．半导体器件应盛放在防静电塑料盛放器或防静电塑料袋中，这种防静电盛放器有良好导电性能，能有效防止静电的产生。当然，有条件的应盛放在金属盛放器内或用金属箔包装。

    5．对于操作人员应在手腕上带防静电手带，这种手带应有良好的接地性能，这种措施最为有效。