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靜電與靜電防護措施論文
靜電與靜電防護措施論文
【摘 要】本文簡要介紹靜電的產(chǎn)生條件、靜電放電基本原理、靜電的危害、靜電防護等，多方面探究靜電與靜電防護的一些問題。
【關(guān)鍵詞】靜電;靜電防護;實驗室
1 靜電的概念
靜電，顧名思義，就是指的靜止的、不流動的電荷。
我們知道物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的。
原子分為原子核和核外電子，電子環(huán)繞原子核做高速圓周運動。
原子核帶正電，核外電子帶負電。
在一般情況下，原子核的正電荷數(shù)量與核外電子的負電荷數(shù)量相等。
所以對外不顯電性。
但在受到外力作用時，這種平衡有可能被打破，此時電子脫離原子核束縛而顯負電性，而原子因為失去電子顯正電性。
當(dāng)這種只帶一個極性的電荷積聚在某個物體上時就形成靜電。
電荷有正、負兩種電荷。
那么靜電現(xiàn)象也就分為正靜電和負靜電。
隨著靜電的增加，靜電在其周圍形成靜電場，當(dāng)靜電電場的能量增加到一定范圍后，就能擊穿其介質(zhì)而對外放電。
比如是我們?nèi)粘Ｒ姷交鸹ǚ烹姮F(xiàn)象，人體容易帶上靜電，當(dāng)接觸他人或金屬導(dǎo)電體時就會出現(xiàn)放電現(xiàn)象。
冬天空氣干燥的夜晚當(dāng)人脫下化纖一類衣服時，能看到火花和聽到響聲，這是化纖衣物與人體摩擦人體帶上正靜電的原因。
2 靜電的產(chǎn)生
靜電主要是由以下幾種方式產(chǎn)生，1)摩擦，因不同材料的物體接觸后再分離，由于不同原子核對電子的束縛能力不同，當(dāng)兩種不同材料物質(zhì)接觸或者摩擦?xí)r，外圍電子將轉(zhuǎn)移到束縛能力大的一方，導(dǎo)致一材料帶正電，另一材料帶負電。
2)傳導(dǎo)，因為在導(dǎo)體而言，電子能在他的表面自由移動。
當(dāng)與帶電體接觸時，電子會從發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致兩者電荷平衡，從而形成靜電現(xiàn)象。
3)感應(yīng)，這里的感應(yīng)是指鄰近電場的感應(yīng)，對于導(dǎo)體，電子在導(dǎo)電材料表面自由移動，若將該導(dǎo)體放置在另一個靜電場中，由于同性電荷相互排斥，異性電荷相互吸引，正、負離子就會發(fā)生轉(zhuǎn)移，該導(dǎo)體因靜電場感應(yīng)導(dǎo)致正、負電荷不平衡而形成帶電。
一般情況下，電導(dǎo)率越小的非導(dǎo)體越容易產(chǎn)生靜電，此時產(chǎn)生的靜電荷不容易排出。
其泄露時間能達到秒、時、日數(shù)量級。
而對于導(dǎo)體，即使產(chǎn)生靜電也能由導(dǎo)體對外排出電荷。
若導(dǎo)體外殼與大地等絕緣，此時導(dǎo)體上也能靜電帶電。
另外，濕度對靜電產(chǎn)生的作用也很大，濕度為10%～20%時產(chǎn)生的靜電比濕度為70%～90%時要強8-40倍。
3 靜電的利用和危害
利用靜電感應(yīng)、高壓靜電場的氣體放電等效應(yīng)和原理，實現(xiàn)多種加工工藝和加工設(shè)備。
在電力、機械、輕工、紡織、航空航天以及高技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
人們利用靜電吸塵的原理制造出吸塵器。
它是利用靜電場的作用， 使氣體中懸浮的塵粒帶電而被吸附，并將塵粒從煙氣中分離出來而將其去除。
這是靜電應(yīng)用的主要方面，可用于各種工廠的煙氣除塵。
利用物體容易產(chǎn)生靜電的基本原理制造的復(fù)印機，它是利用光電導(dǎo)敏感材料在曝光時按影像發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移而存留靜電潛影，經(jīng)一定的干法顯影、影像轉(zhuǎn)印和定影而得到復(fù)制件。
隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，靜電放電造成的危害被越來越多的關(guān)注和研究。
靜電的危害很多，它的第一種危害來源于帶電體的互相作用。
在印刷廠里，紙頁之間的靜電會使紙頁粘合在一起，難以分開，給印刷帶來麻煩;在制藥廠里。
由于靜電吸引塵埃，會使藥品達不到標準的純度;在放電視時熒屏表面的靜電容易吸附灰塵和油污，形成一層塵埃的薄膜，使圖像的清晰程度和亮度降低。
靜電的第二大危害，是有可能因靜電火花點燃某些易燃物體而發(fā)生爆炸。
漆黑的夜晚，人們脫尼龍、毛料衣服時，會發(fā)出火花和“叭叭”的響聲，這對人體基本無害。
在煤礦，則會引起瓦斯爆炸，會導(dǎo)致工人死傷，礦井報廢。
靜電放電時會產(chǎn)生電磁輻射，過大的電壓和電流，對于靜電敏感級度低的產(chǎn)品，他能導(dǎo)致其自身內(nèi)部絕緣層的擊穿。
而且，對電子設(shè)備、電子產(chǎn)品也會造成干擾而導(dǎo)致誤動作，從而導(dǎo)致元器件的內(nèi)部燒傷或短路。
4 靜電敏感產(chǎn)品的分級
靜電敏感度是為定量描述不同元件的相對敏感程度進行敏感度分類。
敏感層次分為多層次是為制定先進的ESD防護措施提供原始資料，這些措施用于對更敏感器件的廣泛的防護。
大部分敏感度試驗都是以人體模型為根據(jù)以便使得結(jié)果與其它模型相關(guān)。
根據(jù)國家標準《電子產(chǎn)品防靜電放電控制大綱》的分級方法：靜電敏感度介于0～1999V的元器件為1級;介于2000～3999V的元器件為2級;介于4000～15999V的為3級;靜電敏感度為16000V或16000V以上的元器件、組件和設(shè)備被認為是非靜電敏感產(chǎn)品。
一般所指的電子產(chǎn)品的防靜電保護是針對1、2級敏感產(chǎn)品，在電子產(chǎn)品中所使用的薄膜電阻、半導(dǎo)體器件等一般都是靜電敏感元件，使用中要選擇最合適的靜電敏感產(chǎn)品，選用恰當(dāng)。
為提供靜電防護提供依據(jù)。
5 靜電防護措施
在電子產(chǎn)品的操做中，要進行靜電防護，首先要降低靜電產(chǎn)生的可能性。
盡可能的減少物體之間的相互摩擦。
盡量不要讓物體間頻繁的接觸或者分離。
保持物體整潔，靜電也不容易產(chǎn)生。
對于帶電的導(dǎo)體或者其絕緣的部分，可以采取金屬屏蔽措施。
對于較大的機器、設(shè)備來說，保護接地是防止靜電作用的最有效的辦法。
然而，物體表面產(chǎn)生靜電是不可避免的事情，不管物體是由于接觸、傳導(dǎo)產(chǎn)生靜電，或者是感應(yīng)產(chǎn)生的靜電。
消除靜電的方法一般包含：(1)在電子器件內(nèi)加入保護性線路，這種方法在高集成、高密度的集成電路中不易實現(xiàn)，且保護電路會對原電路造成干擾;(2)安裝靜電控制設(shè)備，此方法被廣泛采用。
最常見的是保護接地，將人體上的靜電通過導(dǎo)體接地泄露給大地。
手腕帶是最常用的接地裝置。
手腕帶將安全且有效地排走人身體上的靜電荷，合理地發(fā)揮一個手腕帶的作用需要合理地接觸皮膚。
一個臟的或松的手腕帶可能保留著漏走的靜電荷，使防靜電控制失效皮膚干燥的工人必須擦拭防靜電潤手霜，使人體與手腕帶之間達到更好釋放靜電的路徑。
導(dǎo)電的鞋類或腳接地可以被使用或補充手腕帶不足。
接地還包括工作臺面接地，對接觸大規(guī)模集成電路和敏感器件的工作臺，一般鋪一層靜電橡膠，靜電橡膠與防靜電接地線相連以起到靜電防護的作用。
實驗室靜電保護還包括測量工具接地、防靜電板接地，在計算機房實驗室中，安全區(qū)內(nèi)的地面應(yīng)鋪設(shè)防靜電橡膠，泄露人體靜電和防止摩擦等原因產(chǎn)生的靜電。
每塊防靜電板要有兩個以上接地點以保證連接可靠。
鋪設(shè)完畢后用電阻儀測量對地電阻是否正常。
采用靜電屏蔽措施，靜電敏感元件工作在靜電場區(qū)域中時，用靜電屏蔽袋保護敏感元器件不受靜電場力的作用。
靜電受環(huán)境的影響很大。
實驗室中要有防靜電工作臺、防靜電電烙鐵、臺墊，再要求較高的實驗室中，還必須地面鋪設(shè)防靜電地坪，對于操作人員應(yīng)穿戴防靜電工作服。
防靜電服。
整個實驗室濕度控制要合適，一般應(yīng)大于65%，并適當(dāng)?shù)膶⑹覂?nèi)溫度提高。
6 靜電防護的管理
實驗室操作過程而言，應(yīng)編寫具體操作規(guī)范來確保靜電保護有效實施。
無關(guān)人員不得隨意進入實驗室，對所用的材料、工具等裝進防靜電塑料袋保存。
7 結(jié)束語
綜上所述，防靜電是個重要的工作，只有做好電子產(chǎn)品各個環(huán)節(jié)的靜電防護工作，才能將靜電的危害性降到最低。
我們應(yīng)充分認識到靜電的危害，并重視靜電防護的研究、探索和實際應(yīng)用。
【參考文獻】
[1]孫可平.電子工業(yè)靜電放電防護與控制技術(shù)[M].大連海事大學(xué)出版社，2007.
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