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電子工程中的靜電防護
電子工程中的靜電防護【1】
摘 要：隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)不能脫離人們的日常生活，在人們逐漸提高的電子性能需求的情況下，電子設(shè)備的性能和質(zhì)量也在不斷地提高和改善，使人們的日常生活變得更加便捷。
本文主要通過對電子工程的分析探索，探討在電子設(shè)備的生產(chǎn)裝置中產(chǎn)生靜電的危害，根據(jù)現(xiàn)實中的一些實際情況，總結(jié)相關(guān)的靜電防護措施，并提出相關(guān)的建議。
旨在為我國的電氣工程和電子工程的建設(shè)提供參考。
關(guān)鍵詞：電子工程;靜電危害;靜電防護措施
電氣工程在一定程度上促進了科學技術(shù)的發(fā)展，電器工程一般是指實現(xiàn)新的電子設(shè)備和電子系統(tǒng)的生產(chǎn)創(chuàng)造指導的學科知識。
但是隨著當今的科學技術(shù)不斷地進步和發(fā)展中，人們開始對電器工程有了新的了解和認識。
在現(xiàn)代化的進行中，電器工程被逐漸認知為涵蓋電子、光子相關(guān)的工程行為。
其中電子工程就是電器工程中的一個組成部分，電子工程研究的主要內(nèi)容有通信技術(shù)、電路系統(tǒng)、微波技術(shù)等。
并且電子工程已經(jīng)不能脫離人們的日常生活，日常生活中是用的各種電子設(shè)備基本都要由電子工程來實現(xiàn)控制。
但是在電子設(shè)備的使用過程中，會產(chǎn)生具有一定危害性的靜電，本文對電子設(shè)備中產(chǎn)生的靜電危害性進行詳細地討論，針對性地進行靜電防護措施的探討。
一、靜電的產(chǎn)生
(一)摩擦產(chǎn)生靜電
靜電主要是通過電子、離子在固定物體場所中的轉(zhuǎn)移而形成的一種附在物體表面的多余靜止電荷。
并且兩個不通電的物體摩擦時，其中一個物體上的部分相關(guān)電子會以摩擦接觸的方式轉(zhuǎn)移，使另一個物體得到了電子。
在這個電子傳送的過程中，一個物體因為失去了電子，所以產(chǎn)生“正電子”，另外一個物體因為得到電子而產(chǎn)生了“負電子”。
兩個物體之間產(chǎn)生了一定的電流，就是靜電。
例如在生活中常用的針織毯、紙質(zhì)物品、化纖維織物等在人接觸的過程中會因為發(fā)生摩擦的原因而產(chǎn)生大量的靜電。
除了以上不同物體之間摩擦產(chǎn)生大量的靜電之外，相同性質(zhì)的物體之間因為摩擦的原因也會產(chǎn)生大量的靜電。
相同的物體摩擦產(chǎn)生靜電的原因有很多種，除了本身的材質(zhì)原因外，跟物體表面附著的其他物質(zhì)也有直接的關(guān)系，并且在很多情況下，物體所處的環(huán)境，例如溫度、濕度等，均是相同性質(zhì)的物體摩擦產(chǎn)生靜電的關(guān)鍵因素。
(二)感應產(chǎn)生靜電
在靜電場中的能導電的物質(zhì)，都會通過感應產(chǎn)生靜電。
并且?guī)в徐o電物體周圍存在相關(guān)導電的物質(zhì)的時候，導電物質(zhì)會因為靜電場的作用而發(fā)生極化，導電物質(zhì)的電介質(zhì)因為極化會在物體的兩端產(chǎn)生電流大小相等的異性電極，組成新的電場并產(chǎn)生靜電(如圖1所示)。
(三)人體產(chǎn)生靜電
在電子設(shè)備的生產(chǎn)和組裝的過程中，人是重要的參與對象。
人在參與的過程中一定會和電子設(shè)備的相關(guān)部件產(chǎn)生摩擦，從而產(chǎn)生靜電。
二、靜電產(chǎn)生的危害
在電子設(shè)備的生實踐中，一定會產(chǎn)生大量的靜電，一般情況下，靜電不會對人的生產(chǎn)活動產(chǎn)生影響，但是在電子設(shè)備的制造生產(chǎn)中，會對電子產(chǎn)品造成個很大程度地危害。
靜電的危害主要表現(xiàn)在兩個方面：靜電吸附和靜電放電。
(一)靜電放電
物體在一定的摩擦程度中產(chǎn)生大量的靜電，然后通過聚集，產(chǎn)生非常大的電位，并且會形成一個強大的電場。
周圍通電介質(zhì)的抗電能力不能抵擋電場強度的時候，電場中的電子就會脫離束縛，轉(zhuǎn)換成自由的電子，傳送到電場周圍可以附著的通電介質(zhì)上，可以通電的介質(zhì)因為接收到大量的電子從介質(zhì)轉(zhuǎn)化成電流移動的導體，電荷流動的過程中會使導體的靜電成為正極靜電源，通過替他的導電介質(zhì)進行靜電放電。
一般人體所能接受使得最大靜電是3kV，所以一般產(chǎn)生的靜電不會對人體造成較大程度地傷害。
但是在電子工程的電子設(shè)備制造過程中，電子產(chǎn)品的相關(guān)部件會發(fā)生摩擦、感應等，產(chǎn)生的靜電電壓伏數(shù)遠遠大于理論中可才能產(chǎn)生的靜電電壓，會造成電子設(shè)備內(nèi)部的相關(guān)部件因為靜電發(fā)生串聯(lián)，使得電子產(chǎn)品的電路設(shè)備發(fā)生短路，導致部分電子設(shè)備的元器件損壞。
元器件的損壞主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面是元器件的部分功能因為靜電的影響而失去原來的功效。
另一方面是對元器件造成輕微的損壞，元器件還可以繼續(xù)利用，只是利用的性能降低。
但是后者造成的危害卻更大，因為輕微的損壞在電子設(shè)備裝置的時候不容易被發(fā)現(xiàn)，所以電子設(shè)備中依然應用了這些有損傷的元器件，在電子產(chǎn)品設(shè)備后期的使用中出現(xiàn)較大的產(chǎn)品故障。
(二)靜電吸附
靜電吸附在日常的生活中比較常見，電子設(shè)備的相關(guān)元器件因為在長期的使用中產(chǎn)生靜電的原因，吸附大量的雜志和灰塵，影響了元器件原有性能的發(fā)揮，例如，人們使用的筆記本電腦，會有一個排熱風扇，用來排除筆記本機身內(nèi)部運行時產(chǎn)生的熱量，但是在長期的使用過程中，風扇的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生大量的靜電，從而使得風扇表面附著大量灰塵，長期會阻礙風扇的正常運轉(zhuǎn)，造成其性能不能充分發(fā)揮使得，相關(guān)的組件熱量不能及時排除而損壞。
三、靜電危害的特性
靜電會對電子設(shè)備造成很大程度地危害，其存在的危害有以下特性：
(一)隱蔽性
靜電是不能通過人體而直接被感知的，但是靜電放電除外。
靜電放電的過程中，認知感知到的也不一定就是電擊，因為人體能夠感知靜電放電有一定的感知伏數(shù)范圍，很多時候的靜電放電雖然已經(jīng)對周圍人或物體造成了影響，但是人體卻不能感知，這就是靜電的隱蔽性。
(二)潛在性
電子設(shè)備的元器件受到靜電的影響，大多時候是輕微損壞，不會直接使電子設(shè)備的性能出現(xiàn)故障，知識在后期使用的過程中性能逐漸退化，出現(xiàn)使用的故障。
但是輕微的損壞的潛在危害比嚴重的損壞更加大，所以人們對靜電危害的認識還存在很大程度上的不足，認為輕微的潛在危害不足以對設(shè)備造成影響。
潛在的元器件損傷是很難在電子設(shè)備裝制的時候被發(fā)現(xiàn)，所以造成后期使用的更大損失。
所以必須采取相關(guān)的措施來進行靜電的防護，避免靜電的放電過程對電子設(shè)備的元器件造成危害。
4.建立靜電防護系統(tǒng)
靜電系統(tǒng)是電子工程中電子產(chǎn)品企業(yè)質(zhì)量控制的重要組成部分，可以實現(xiàn)從生產(chǎn)、裝置、使用和后期維護的所有環(huán)節(jié)進行實時地監(jiān)控，企業(yè)內(nèi)部的相關(guān)技術(shù)工作人員必須加入系統(tǒng)的建設(shè)當中。
靜電防護系統(tǒng)的構(gòu)成首先要進行硬件的配置，因為硬件基礎(chǔ)是實現(xiàn)系統(tǒng)防護功能的重要基礎(chǔ)。
但是硬件系統(tǒng)的正常工作需要結(jié)合相關(guān)的軟件管理系統(tǒng)，才能保證整個靜電防護系統(tǒng)性能正常的發(fā)揮。
其中，硬件系統(tǒng)運行的目的就是建立防靜電工作區(qū)并且實現(xiàn)與工作區(qū)內(nèi)的各個電子設(shè)備的有機協(xié)調(diào)，實現(xiàn)靜電電位的限制，保證靜電防護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
軟件管理系統(tǒng)，就是對防護系統(tǒng)的具體防護程序進行設(shè)計，對硬件系統(tǒng)的運行實現(xiàn)實時地監(jiān)控，保證硬件系統(tǒng)的功能正常。
對整個防護系統(tǒng)的故障進行及時地檢測定位，保證工作人員可以及時地進行故障的排除。
靜電防護系統(tǒng)具體的實施要有諸多相關(guān)的企業(yè)部門進行技術(shù)的引導和合作，例如系統(tǒng)設(shè)計部門、質(zhì)量檢測部門、銷售與售后等，實現(xiàn)各個部門之間的相互協(xié)調(diào)，才能保證靜電防護系統(tǒng)的有效實施。
五、針對性的防護設(shè)備
電子工程的生產(chǎn)和裝制的過程，應該針對靜電發(fā)生和靜電產(chǎn)生危害的具體情況，使用靜電防護設(shè)備來有效地進行靜電的消除。
經(jīng)常使用的靜電防護設(shè)備有：防靜電工作車、防靜電烙鐵、防靜電腕帶、防靜電周轉(zhuǎn)箱、防靜電工作服、防靜電工作鞋等。
但是在絕緣物件表面產(chǎn)生的靜電，因為物價的屬性是絕緣材質(zhì)，所以靜電會附在物體表面不能進行自由的移動。
通常使用消除靜電的方法不能消除絕緣物件上的靜電，所以經(jīng)常在絕緣體上采用消除靜電的設(shè)備是離子風機。
因為離子風機能夠主動形成大量的正離子和負離子，中和絕緣物件表面的正、負靜電。
防靜電的設(shè)備形式多樣，一定要對具體附著靜電的物體以及物體的環(huán)境進行分析，根據(jù)分析的結(jié)果采用相關(guān)的消除靜電設(shè)備。
結(jié)語
綜上所述，電子工程中的靜電防護工作已經(jīng)在我國的電子設(shè)備制造企業(yè)中得到了一定地鞏固，但是在具體防護的過程中依然存在著大量的問題，按照標準劃分出防靜電工作區(qū)，創(chuàng)建有效的防靜電環(huán)境，建立靜電防護系統(tǒng)，不斷地提高電子工程相關(guān)工作人員對靜電防護的認知，有效地避免靜電對電子設(shè)備的危害。
參考文獻
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[2]李春偉.論述電子工程中的靜電防護[J].中國科技博覽，2015(4)：44-44.
電子產(chǎn)品制造中的靜電防護【2】
【摘要】在電子產(chǎn)品制造過程中會產(chǎn)生靜電，這也是電子產(chǎn)品制造中的一個重要安全隱患，有可能嚴重損害電子產(chǎn)品的功能，帶來巨大損失，因而如何做好靜電防護工作在電子產(chǎn)品制造中就有著重要的意義。
本文闡述了電子產(chǎn)品制造中靜電的產(chǎn)生和可能造成的危害，并且重點分析了靜電防護措施。
【關(guān)鍵詞】電子產(chǎn)品;靜電危害;靜電防護
近年來隨著電子產(chǎn)品模塊化、集成化的發(fā)展，電子器件正變的越來越小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也越來越復雜，內(nèi)部氧化膜逐漸變薄，在制造過程中一些微小電壓就可能擊穿這些電子器件。
因而在當前的電子產(chǎn)品制造中，由于靜電引造成的電子器件損傷也越來越嚴重，電子元件制造過程中的大多數(shù)環(huán)節(jié)中都可能產(chǎn)生靜電，那么如何對于通過一些完善的防護措施降低靜電危害，也就是眾多從業(yè)人員所關(guān)注的。
一、靜電的產(chǎn)生
靜電的產(chǎn)生是由于物體表面正負電荷局部失衡造成的，一般而言靜電產(chǎn)生的來源主要有三個，分別是摩擦、傳導和感應。
在電子產(chǎn)品制造過程中，焊接、組裝、調(diào)試、包裝等多個環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生靜電。
靜電的產(chǎn)生一方面在于電子元器件本身的特點，另一方面也與生產(chǎn)操作人員有著重要關(guān)系，如果生產(chǎn)人員沒有依照防靜電規(guī)范進行操作，靜電防護措施佩戴不齊全、生產(chǎn)中亂搭亂放燈都可能產(chǎn)生靜電。
由于電子器件多為導體材料，在器件接觸的過程中，于靜電場的作用下就可能產(chǎn)生靜電，操作人員在組織、調(diào)試、包裝等過程中，一些絕緣物體之間的摩擦也可能產(chǎn)生靜電。
電子元器件靜電敏感度分為三個級別，分別是0～1999V、2000～3999V、4000～15999V，敏感度越高越易于受到靜電的破壞。
因而在靜電防護中，也需要針對電子元器件的靜電敏感度采取相應的防護措施[1]。
二、靜電的危害
1.介質(zhì)擊穿
最然靜電產(chǎn)的能力并不大，但是隨著電子元器件介質(zhì)的越來越薄，靜電電壓擊穿電子元器件的現(xiàn)象也越來越普遍。
靜電擊穿電子元器件可以分文兩種，分別是硬擊穿和軟擊穿，硬擊穿是指完全擊穿，造成電子元器件內(nèi)部開路或者短路，這一故障是能夠在出廠前被檢驗出來的。
而在在電子元器件被擊穿的事故中，其中超過90%為軟擊穿，也就是不完全擊穿，這種類型的電子元器件擊穿故障不能在制造過程中被檢驗出來，甚至在出廠數(shù)月后才會產(chǎn)生故障[2]。
由此可見，雖然軟擊穿沒有完全損害電子元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能，但是就危害程度而言要遠大于硬擊穿，由于無法及時檢驗出來，在出廠后可能會發(fā)生使用故障，損害產(chǎn)品信譽。
2.靜電吸附
靜電吸附是電子產(chǎn)品制造過程中靜電危害的另一種主要形式。
靜電吸附主要是指電子元器件在制造過程中本身產(chǎn)生了靜電，繼而使得浮游灰塵附著在電子元器件上，這會降低芯線之間的絕緣阻抗，可能會引發(fā)器件損壞、短路等故障。
由于目前電子元器件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)日趨復雜，在電子產(chǎn)品制造過程中，一些很小的附著物都可能造成嚴重的故障。
如果浮游物復活在電子產(chǎn)品的芯片上，那么造成故障的可能性也就會更大。
據(jù)統(tǒng)計，在靜電維護造成的電子產(chǎn)品故障中，超過30%是有靜電吸附造成的。
三、靜電防護措施
1.抑制起電
在電子產(chǎn)品制造過程中，首先應當抑制起電，避免發(fā)生摩擦起電，在生產(chǎn)設(shè)備方面做好相關(guān)的防靜電措施，例如選擇防靜電物料架、防靜電衣等等。
生產(chǎn)過程中相關(guān)人員要嚴格遵守操作規(guī)范，禁止在生產(chǎn)線上亂放東西，嚴禁堆疊線路板，防止在生產(chǎn)過程中由于操作不當產(chǎn)生靜電。
在這一方面，可以加強對于操作人員的培訓，組織操作人員學習相關(guān)的操作規(guī)范，特別是防靜電措施，在生產(chǎn)管理方面，例如5S管理方法中也可以重點改善這一問題。
抑制靜電整體上而言是從生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)防止靜電的產(chǎn)生，如果一些電子元器件的靜電敏感度較高，那么還需要進行樣的無塵處理[3]。
2.靜電屏蔽
靜電屏蔽這一措施主要是在電子產(chǎn)品生產(chǎn)中采用導電外殼防護的措施保持防護區(qū)域內(nèi)部電位相等，將靜電轉(zhuǎn)移到屏蔽外殼表明，在防護區(qū)域外部產(chǎn)生放電，以此避免內(nèi)部電子元器件被產(chǎn)生靜電。
同時，還可以采取防靜電金屬網(wǎng)、防靜電包裝等方法對于電子元器件進行靜電屏蔽，這種方法也是目前電子產(chǎn)品制造中較為常用的方法。
采取靜電屏蔽措施通常需要對于電子產(chǎn)品生產(chǎn)線進行改造，合理安排生產(chǎn)線防護措施和工位，靜電屏蔽措施的安裝以不降低生產(chǎn)效率或者最大程度保持生產(chǎn)效率為目標。
3.控制積聚
控制積聚的主要方法是將電子產(chǎn)品制造過程中產(chǎn)生的靜電電荷采取接地的方式轉(zhuǎn)移電荷，消除電子元器件靜電。
在實際應用中較為常用的有防靜電工作臺、防靜電鞋套、防靜電工作椅等。
并且往往會在工作面上進行特殊的接地處理，以此實現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移。
應當注意的是，在控制積聚中，需要保持接地線路的完整性和安全性，生產(chǎn)線上的每個工位都應當進行接地處理，操作人員在生產(chǎn)過程中也要遵守相關(guān)規(guī)范，保證靜電電荷能夠?qū)崿F(xiàn)實時轉(zhuǎn)移。
4.靜電中和
靜電中和這一方法的主要實現(xiàn)途徑使得空氣中漂浮著大量的靜電離子，使之與電子元器件表明正電荷接觸后實現(xiàn)靜電中和，消除電子元器件物體表明靜電。
一般使用離子風機向空氣中散發(fā)靜電離子，并且保持空氣濕度為40%～80%，對于生產(chǎn)車間進行相應的處理，特別是通風設(shè)施，保持生產(chǎn)環(huán)境中能夠漂浮大量帶電離子。
這種方法并不需要對于生產(chǎn)線進行改造，而其對于生產(chǎn)人員的操作要求也較低，因而比較適用于大型電子產(chǎn)品生產(chǎn)的靜電防護。
四、結(jié)論
在電子產(chǎn)品制造過程中，靜電危害是造成電子元器件故障，影響電子產(chǎn)品正常使用的重要原因之一，也是在電子產(chǎn)品制造中影響質(zhì)量安全的一個不穩(wěn)定因素。
因而應當重視電子產(chǎn)品制造中的靜電防護，充分認識靜電產(chǎn)生的原理和對于電子產(chǎn)品的危害形式。
積極采取相應的靜電防護措施，靈活運用各種防靜電方法，如抑制靜電、靜電屏蔽、控制積聚、靜電中和等等，針對電子產(chǎn)品的生產(chǎn)特點，在設(shè)計、生產(chǎn)管理等方面嚴格控制靜電危害。
參考文獻
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