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文檔簡介

—電子設(shè)備靜電危害和防護(hù)一、引言眾所周知,物體內(nèi)部是帶有電荷的,而由于在一般情況下,正負(fù)電荷數(shù)量相等,對外人們覺察不到也不顯示出帶電的現(xiàn)象。我們可以用兩種不同屬性的物體互相接觸或摩擦,其中一種物體帶負(fù)電電荷的電子就會進(jìn)入另一種物體內(nèi),這樣靜電就會產(chǎn)生了。產(chǎn)生靜電的原因主要有摩擦、壓電效應(yīng)、感應(yīng)起電、吸附帶電等。依據(jù)電荷守恒定律,電荷既不能創(chuàng)生,也不能被毀滅,只能是電荷的載體(電子、離子等)從一個物體移動到另一個物體,或者從一個物體的某一個部分移動到另一部分。物體帶電以后,所帶的電荷將通過放電的各種途徑不斷消散。電荷的積聚和電荷消散是同時的,當(dāng)物體上電荷的積聚和電荷的消散到達(dá)動態(tài)平衡時,物體上就顯現(xiàn)穩(wěn)定的帶電現(xiàn)象,稱物體帶有靜電。在我們?nèi)粘I钪?,最為常見的如穿衣、脫衣(特別是化纖、羊毛制品)甚至空氣流淌都會產(chǎn)生靜電。而靜電的電壓(強(qiáng)度)是由于物體的材料屬性、摩擦和相對運(yùn)動能的速度、與外界環(huán)境溫度、濕度、甚至壓力都有親密的關(guān)系。而在電子裝備的運(yùn)用過程中,由于裝備本身電子產(chǎn)品集成化程度就很高,大規(guī)模的集成電路的應(yīng)用伴著外界條件的影響很難承受靜電放電時分的危害,造成主要電子裝備敏感元件的損傷,甚至造成嚴(yán)峻的安全事故。本文就其危害性極其防護(hù)措施作如下分析。二、靜電對電子裝備的危害伴著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展,眾多的電子裝備中采納大規(guī)模的集成電路甚至超強(qiáng)規(guī)模的集成電路。各類整機(jī)和電子裝備內(nèi)部包含著大量的微功耗、低電平、高集成度、高電磁靈敏度的電路和元器件。這種器件被稱之為靜電敏感(ESDS)器件。它具有線間距短、線細(xì)、集成度高的特點。這類器件對靜電越來越敏感,一旦積聚有靜電荷的靜電場可以使介質(zhì)極化,在庫侖力的作用下,懸浮在空氣中的塵埃被吸附在物體上污染環(huán)境,也會影響產(chǎn)品質(zhì)量。有些在半導(dǎo)體器件塵埃吸附在芯片上,集成電路(IC)特別是超大規(guī)模集成電路(VLSI)的成品率會大大下降;另一方面,在大規(guī)模的電子裝備廠房和生產(chǎn)車間,在沒有任何靜電防護(hù)措施的情況下,人在行走或搬動物體產(chǎn)生的靜電(不實行)超過幾千伏,甚至幾萬伏。對這些器件放電,或強(qiáng)電強(qiáng)感應(yīng),嚴(yán)峻的使器件失效,輕則使器件受到損傷,或氧化膜中或鋁連線造成缺陷。經(jīng)常導(dǎo)致電子裝備潛在的危害,使裝備或電路的牢靠性降低,直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的牢靠性。其主要危害概括起來,有以下幾點:(一)靜電放電時產(chǎn)生的熱效應(yīng)可以作為點火源,引爆源,如石化業(yè)儲槽因靜電放電引燃易燃性儲存物質(zhì)造成儲槽大火;小則是電子裝備各類微型電子元件,敏感電路過熱,造成電路損傷,電路性能變壞失靈如:IC芯片遭受靜電放電而引起產(chǎn)品的損害無法正常工作,亦或芯片上累積靜電造成塵粒的吸附導(dǎo)致質(zhì)量破壞。(二)靜電放電引起的射頻干擾,對信息化電子裝備造成電噪聲、電磁干擾,使其產(chǎn)生誤動作或功能失效。強(qiáng)電磁脈沖及其浪涌效應(yīng)對電子裝備可以造成硬損傷或軟損傷,既可以造成器件或電路的性能參數(shù)劣化或完全失效,也可以形成累積效應(yīng),埋下潛在的危害,使電路或裝備的牢靠性降低。射源所產(chǎn)生離子電流量雖然很低,不易因放電引燃易燃性環(huán)境,但靜電中和效果低,且運(yùn)用時須留意輻射物對電子裝備人員運(yùn)用者的安全。(三)靜電危害源形成的強(qiáng)電場不僅可以電子裝備效應(yīng)器件的柵氧化層擊穿或金屬化線間介質(zhì)擊穿,造成電路失效,而且對很多測試儀器和敏感器件的工作牢靠性造成影響,靜電釋放出的磁效應(yīng),引起的強(qiáng)電流可產(chǎn)生強(qiáng)磁場,干擾電子裝備的正常工作。直接影響信息化裝備的正常運(yùn)用。三、電子裝備靜電防護(hù)根本措施靜電是無處不有,無時不在,在我們運(yùn)用各類電子裝備的時分,靜電時時辰刻存在我們生活和工作的一切四周。在靜電防護(hù)過程中,將靜電完全消退是困難的,但是我們可以實行措施,將靜電的產(chǎn)生與積聚掌握在最少的限度內(nèi),確保靜電不對電子器件和裝備帶來危害。詳細(xì)防護(hù)措施有以下幾種:(一)在運(yùn)用電子裝備過程中靜電危害防制方法中,接地是最有效且經(jīng)濟(jì)的方法。在工業(yè)生產(chǎn)過程中,由于摩擦等所能產(chǎn)生的最大靜電電流為10-4A,若是人為的操作(最大速度約為1m/s)所所產(chǎn)生的最大靜電電流約為10-6A。在生產(chǎn)工作環(huán)境條下,過濾器、機(jī)械裝備、加油站等能產(chǎn)生靜電的電子裝備設(shè)置良好的接地裝置,以保證所產(chǎn)生的靜電能快速導(dǎo)入地下。裝設(shè)接地裝置管道與容器之間產(chǎn)生電位差,在其聯(lián)結(jié)處,特別是在靜電放電可引起燃燒的部位,用金屬導(dǎo)體時應(yīng)留意,接地裝置與冒出液體蒸氣的地點要保持肯定距離,接地電阻不應(yīng)大于10歐姆,敷設(shè)在地下的部分不宜涂刷防腐油漆。土壤有劇烈腐蝕性的地區(qū),應(yīng)采納銅或鍍鋅的接地體。(二)削減摩擦的部位和強(qiáng)度也是削減和抑制靜電產(chǎn)生的有效方法。如在運(yùn)用傳動電子裝備裝置中,采納三角皮帶或直接用軸傳動,以削減或防止因平面皮帶摩擦面積和強(qiáng)度過大產(chǎn)生過多靜電。物質(zhì)因摩擦而產(chǎn)生靜電,降低摩擦速度可緩和靜電的產(chǎn)生,防制靜電危害的產(chǎn)生,液體輸送至貯槽或容器,低導(dǎo)電系數(shù)(小于50Ps/m)液體中若含有不溶合物質(zhì)(應(yīng)限制液體流速小于1m/s(此為較嚴(yán)格流速規(guī)定,假如考慮管徑大小,將影響限制流速),若液體中不含有不溶合物質(zhì),液體流速應(yīng)小于7m/s。低導(dǎo)電系數(shù)液體流入貯槽或容器,造成的噴濺亦是產(chǎn)生靜電的原因,應(yīng)竭力防止液體所產(chǎn)生的噴濺,可將液體流入口降低至容器底部,或由容器底部的管路流入,使流入的液體不會穿透液面,削減液體的擾動,防止增加靜電的產(chǎn)生。降低靜電荷產(chǎn)生的速度,可減低靜電荷累積程度,不易達(dá)成靜電放電的發(fā)生,但一般工廠中由于制度要求及物質(zhì)特性,降低速度較適用于液體的輸送作業(yè)。(三)添加抗靜電材料,在不導(dǎo)電或低導(dǎo)電性能的物質(zhì)中,摻入導(dǎo)電性能較好的填料和防靜電劑,或在物質(zhì)表層涂抹防靜電劑等方法增加其導(dǎo)電性,降低其電阻,從而消退生產(chǎn)過程中產(chǎn)生靜電的火災(zāi)危險性??梢砸罁?jù)電子裝備材料性質(zhì),如在絕緣材料制造過程中參加碳粉、抗靜電液或金屬纖維等,使物質(zhì)成為抗靜電材料或?qū)щ娦圆牧?。在橡膠、塑料或液體制造過程中,參加碳粉或金屬粉,可提高其導(dǎo)電性,成為導(dǎo)電性材料,而且其效果不受相對濕度的影響,但卻會轉(zhuǎn)變材料本身的特性。因此環(huán)境中相對濕度的上下,會影響物質(zhì)外表導(dǎo)電層的效果,一般在相對濕度40%~50%以下時,其效果會降低。綜上我們不難發(fā)現(xiàn),由于大量電子裝備的運(yùn)用,并受作業(yè)環(huán)境分析、作業(yè)程序分析、物

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