靜電是一種自然現象,可以通過不同的方式產生,例如接觸,摩擦,剝離等。電子,半導體,石油,軍械,紡織,橡膠,航空和軍事領域采用的靜電防護技術可減少靜電造成的損失。
預防措施
接地線
屏蔽
中和
防護裝備
日常生活常識
靜電說明
防靜電產品
靜電系統(tǒng)
防靜電措施主要有三種:防靜電服,防靜電鞋和防靜電腕帶。
防靜電鞋和防靜電腕帶用于傳導靜電,以避免在人體上積聚。
當穿著者四處走動時,普通衣服會產生很大的靜態(tài)電壓(> 1000V)。防靜電衣服不會發(fā)生這種情況,這是穿防靜電衣服的主要原因。
長條形材料的防靜電服無法屏蔽衣服產生的靜電(穿著后仍> 1000V)。當他使用網格材料制成的抗靜電服可以完成其工作(<200V)。
靜電通過導電地板和地線引入工廠的外部接地線。
預防措施包括防止靜電產生并防止其損壞。
靜電防護是一項長期的系統(tǒng)工程,任何故障或疏忽大意都會導致靜電防護失效。
生產過程中的靜電防護措施主要是靜電泄漏,耗散,中和,加濕,屏蔽和接地。
人體靜電防護系統(tǒng)通常由防靜電腕帶,腳鏈,工作服,鞋子和襪子,帽子,手套或指腳等組成,具有靜電泄漏,中和和屏蔽功能。
地面防靜電處理方法有:防靜電陶瓷鋼基復合活動地板,防靜電鋼活動地板,防靜電陶瓷地板磚等。
接地線
接地對于減少導體上的靜電荷非常重要,人體是導體,也是產生靜電的主要來源。因此,我們必須減少由于與敏感的靜電組件接觸而產生的靜電荷。最好通過接地來防止對人體的靜電。
一些接地設備:
在工業(yè)中,腕帶是最常用的接地設備。腕帶將安全有效地排出體內的靜電荷。腕帶的合理使用要求與皮膚的合理接觸。骯臟或松動的腕帶可能會保留靜電荷,這會使防靜電控制失敗。導電鞋或腳接地可用于克服腕帶的缺點。
工作站接地裝置
導電或靜電耗散的工作表面是靜電安全工作站不可或缺的一部分,尤其是在進行手動組裝的地方。使用腕帶時,必須將清潔的工作表面正確接地。但是,導電或靜電消散材料會產生靜電荷。,如果將它們正確接地,則可以有效地排出靜電荷。
屏蔽
下一個概念是在存儲或運輸期間隔離零件和組件。它與帶電物體或帶電靜電場隔離。絕緣子是防止在儲存或運輸過程中產生靜電的最佳方法。由于接地不能消除靜電荷或絕緣體,因此有必要將其與敏感部件隔離。在固定工作,運輸和裝卸區(qū)減少常規(guī)塑料和其他類型的絕緣子是將產品與絕緣子隔離的最佳方法。隔離也可以通過限制對整個工作區(qū)或工作站的訪問來完成。最后,我們利用了以下事實:靜電荷無法進入由導電材料或導電層制成的容器。該效應稱為法拉第杯效應。
中和
利用靜電消除設備,其主要成分是離子發(fā)生器。
中和非常重要,因為接地和隔離不會從絕緣體(例如合成纖維或常規(guī)塑料)釋放電荷。中和或去除絕緣子中產生的電荷稱為電離。離子只是空氣中存在的帶電物質。離子是由天然能源產生的。包括陽光,照明,露天火焰和輻射。我們可以通過離子發(fā)生器獲得數萬億個離子,這些離子發(fā)生器使用高壓來產生帶電離子的平衡混合物,并使用風扇幫助離子漂移到物體或區(qū)域中和。電離可以在八秒鐘內中和絕緣體上的靜電荷,從而減少其潛在的損壞。電離不能替代接地或隔離。它僅減少靜電放電事故的可能性或風險。
防護裝備
個人靜電消除器主要是指接觸式靜電消除器和自動傳感器靜電消除器。
接觸式靜電消除器
接觸式手持式個人靜電消除器是一種通過使用手持式設備接觸金屬物體來消除人體或金屬物體上的靜電的裝置。但這只是暫時的。在日常生活中,始終會產生靜電。使用接觸式靜電消除器一段時間后,當人體再次接觸靜電物體/金屬導體時,會感到觸電。因此,在使用產品時,我們需要盡快完成工作。
自動傳感器靜電消除器
自動個人除靜電器是一種自動檢測周圍環(huán)境中的靜電然后自動消除靜電的設備。我們不需要任何操作。該自動鑰匙鏈的最突出特點是其精湛的工藝,高達40,000伏的抗靜電負載以及連續(xù)消除靜電的能力。
日常生活常識
在日常生活中,人們經常由于衣服,氣候,摩擦和其他原因而積聚靜電。當它們撞到金屬上時,人們會遭受電擊的痛苦。在某些情況下可能會引起心理壓力。如果您避免一會兒碰鐵,可能會在您的身體上積聚更多的電荷,遲早會遭受更強烈的電擊。
1.在室內,地毯和鞋底的摩擦可能會產生靜電,而在室外,風也可能使您通電。進入或退出金屬門時要小心,手可能會受到沖擊。如果這種情況反復發(fā)生,可以采取以下措施來避免觸電:
1.不要用手直接觸摸鐵門。取而代之的是在此之前握住鑰匙(通??梢员苊怆姄簦描€匙的尖端觸摸金屬,您身上的電會釋放出來,并且不會被電擊。
原理:手放電引起的疼痛是由于高壓放電引起的,因為您的手與金屬門突然接觸會留下很小的放電區(qū)域,從而導致瞬間高壓。如果您將鑰匙從口袋里拿出來并放在很大的地方(一堆鑰匙本身不能轉移大量電荷,因此此時不會電擊),請使用接觸大導體的鑰匙。此時,放電的接觸點不是手的皮膚上的點,而是鍵的尖端,因此手不會感覺到。(也許是鑰匙!如果感到疼痛。)
2.下出租車時經常發(fā)生觸電。主要原因是下車時身體與座椅摩擦時會積聚靜電,而當車門關閉時,突然碰到鐵門會使手受到電擊。
如果這種情況經常發(fā)生,那么下車時最好注意一下,也就是說,當您的身體碰到座椅時,您可以提前握住金屬門框。當摩擦產生靜電時,您可以隨時從身體上清除靜電,而下車時突然觸摸鐵門則不會放電。
靜電說明
為了有效抵抗和防止ESD(靜電放電),必須以正確的方式使用正確的設備。由于一系列強大的閉環(huán)ESD預防,監(jiān)視和電離器,ESD可以被視為過程控制問題。
靜電放電(ESD)是電路板和電子裝配中組件損壞的常見且被低估的來源。它影響每個制造商,無論其大小。盡管許多人認為他們在ESD安全的環(huán)境中生產產品,但實際上,與ESD相關的損害每年繼續(xù)使世界電子制造業(yè)損失數十億美元。
什么是ESD?
靜電放電 (ESD)是兩個帶電物體之間由于接觸,短路或介電擊穿而突然產生的電流。摩擦充電或靜電感應可能導致靜電積聚。當帶不同電荷的物體靠近在一起或它們之間的電介質擊穿時,通常會產生可見的火花,從而產生ESD。電荷在兩個條件下穩(wěn)定。
1.當它“掉入”導電但電絕緣的物體中時,例如帶有塑料手柄的金屬螺絲刀。
2.當它停留在絕緣表面(例如塑料)上時,它不能導電。
但是,如果具有足夠高電荷的電絕緣導體(螺絲起子)靠近具有相反電勢的集成電路(IC),則電荷“交叉”會導致靜電放電(ESD)。
ESD在非常高的強度下會很快發(fā)生,通常會產生足夠的熱量來熔化半導體芯片的內部電路,這似乎在電子顯微鏡下會炸掉小彈孔,從而造成立即且不可逆轉的損壞。而且,十分之一的情況很糟糕,整個組件在最終測試中都失敗了。在其他90%的情況下,ESD損壞只會導致部分退化-意味著損壞的組件可以通過最終測試而沒有發(fā)現,并且過早的現場故障只有在交付給客戶之后才會發(fā)生。這將使制造商不得不糾正任何制造缺陷。
但是,控制ESD的主要困難是它不可見,但會損壞電子組件。為了產生可以聽到嗶嗶聲的放電,需要累積大約2,000伏特的電荷,而使用3,000伏特時,您會感覺到輕微的震動,而使用5,000伏特時,您可能會看到火花。
例如,諸如互補金屬氧化物半導體(CMOS)或電可編程只讀存儲器(EPROM)之類的常見組件可以被僅250伏和100伏的ESD電位差所破壞,而越來越多的敏感現代組件就在那里。包括奔騰處理器在內,它只能被5伏電壓摧毀。
每天造成損害的活動使問題更加復雜。例如,在乙烯基工廠地板中,地板表面和鞋子之間存在摩擦。結果,取決于局部空氣的相對濕度,純電荷累積在3至2,000伏之間。
甚至工人在平臺上的自然運動所產生的摩擦也會產生400?6000伏的電壓。如果在拆卸PCB或將其裝在泡沫盒或氣泡袋中的過程中對工人進行了絕緣處理,則工人身上積累的凈電荷可達到26000伏左右。
因此,作為ESD危害的主要來源,進入靜電保護區(qū)(EPA)的所有人員都必須接地以防止任何電荷積累,并且所有表面都應接觸地面以保持所有物體的電位相同并防止ESD的發(fā)生。
防靜電產品
用來防止ESD的主要產品是腕帶,其燈芯絨卷曲且具有耗散的表面或襯墊-兩者均必須正確接地。補充材料(例如耗散的鞋類或腳跟帶和合適的衣服)旨在防止人們在靜電防護區(qū)域(EPA)中移動時積累并保持凈電荷。
PCB還應防止ESD在組裝期間和組裝后內部和外部傳輸。此區(qū)域可使用許多PCB包裝產品,包括屏蔽袋,運輸箱和移動手推車。盡管正確使用這些設備可以防止90%的ESD相關問題,但要達到最終的10%,還需要另一種保護措施:電離。
中和組裝設備和產生靜電的表面的最有效方法是使用電離器,該設備將電離的空氣吹出工作區(qū)域,以中和絕緣材料上累積的任何電荷。
一個普遍的謬誤是,因為碗帶被固定在工作站上,所以該區(qū)域中的絕緣子(例如聚苯乙烯杯或紙板箱)的電荷將安全地消散。根據定義,絕緣子不導電,除電離外不可能將其放電。
如果帶電絕緣體保留在EPA中,它將輻射靜電場,對附近的任何物體產生凈電荷,從而增加了ESD損壞產品的風險。盡管許多制造商試圖防止其EPA使用絕緣材料,但這種方法難以實施。從操作員舒適的泡沫墊到塑料罩,絕緣材料已成為日常生活的重要組成部分。
由于使用了離子發(fā)生器,制造商可以接受某些絕緣材料出現在其EPA中的事實。由于離子發(fā)生系統(tǒng)不斷中和絕緣子上可能發(fā)生的任何電荷積累,因此對于任何ESD程序來說,它們都是合理的投資。
標準電子組件中有兩種形式的離子發(fā)生設備:
*臺式機(單風扇)
*高架設備(在單個高架單元中帶有一系列風扇)。
也有室內離子發(fā)生器,但它們主要用于潔凈室。
使用哪個取決于保護區(qū)的大小。臺式離子發(fā)生器將覆蓋單個工作表面,而架空離子發(fā)生器將覆蓋兩個或三個。另一個優(yōu)點是離子發(fā)生器還可以防止灰塵粘附到產品上,并且可以降低外觀。
但是,如果沒有對ESD器件的有效性進行適當的測試和監(jiān)控,則沒有完善的保護計劃。一流的ESD控制和電離專家報告了制造商使用故障(因此無用)的ESD設備的實例,而他們并不知道其故障。
為防止這種情況,除了標準的ESD設備外,ESD供應商還提供了各種固定監(jiān)視器,如果性能超出要求,它們會自動發(fā)出警報。該監(jiān)視器可以用作獨立單元,也可以在網絡中鏈接在一起。它還具有自動數據采集網絡軟件,可實時顯示操作員和工作站的性能。
該監(jiān)測儀可以消除許多例行任務,從而簡化ESD計劃,例如,確保每天對碗帶進行正確的測量,平衡和正確維護離子發(fā)生器,并且不損壞工作臺接地點。
結論
防止ESD的第一步是正確評估如果忽略微小的細節(jié)會造成無法彌補的損害。有效的計劃不僅要求使用有效的ESD保護設備,而且需要嚴格的操作程序以確保所有工廠人員都具有ESD安全性。
盡管許多制造商使用自動碗帶測試儀,但由于碗帶太松,通常會看到操作員通過測試或失敗。許多操作員試圖通過將測試儀的另一只手靠近手腕來通過測試。
盡管如此,好消息是可以避免ESD。通過增加相應的合格率,可以節(jié)省在適當設備和改進安全程序上投入的時間和金錢。
靜電系統(tǒng)
作為有效的靜電防護系統(tǒng),它主要由兩部分組成:硬件和軟件。
硬件部分包括:
*人體靜電防護產品
*防靜電物流轉移產品
*防靜電地板
*防靜電操作系統(tǒng)
*防靜電接地
必須在防靜電工作區(qū)中安裝防靜電接地。
*環(huán)境控制系統(tǒng)
防靜電工作區(qū)應安裝溫濕度控制設備,對靜電有特殊要求的裝置中應安裝環(huán)境清潔度控制系統(tǒng),以使生產環(huán)境達到相應的清潔度水平。
*特殊的生產裝配設備
應采用貼片機,粘接,插拔,焊接等生產設備。
*特殊抗靜電產品。
*靜電測量(監(jiān)控)系統(tǒng)
軟件部分包括:
*培訓
*抗靜電技術和設計文件。
*抗靜電專業(yè)標準
*操作程序及規(guī)章制度
*完整的質量保證體系
*防靜電標志
*儲運要求
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