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静电对电子装备组装所形成的危害

 
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一、静电危害可分为两类:一是由静电引力引起的浮游尘埃的吸附;二是由静电放电引起的介质击穿。
  1. 静电吸附
  在半导体元器件的生产制造过程中,由于大量使用了石英及高分子物质制成的器具和材料,其绝缘度很高,在使用过程中一些不可避免的摩擦可造成其表面电荷不断积聚, 且电位愈来愈高。由于静电的力学效应,在这种情况下,很容易使工作场所的浮游尘埃吸附于芯片表面,而很小的尘埃吸附都有可能影响半导体器件的良好性能。
  2.静电放电与介质击穿
  静电放电的起放电源是空间电荷,因而它所储存的能量是有限的,故它仅能提供短暂发生的局部击穿能量。虽然静电放电的能量较小, 但其放电波形很复杂,控制起来也比较麻烦。半导体器件的软击穿就与它有关。
  由静电引起元器件的击穿是电子装备中静电危害的主要方式,是电子装备制造中最普遍、最严重的危害。
静电放电可能造成器件硬击穿或软击穿。硬击穿是一次性造成器件的永久性失效,如器件的输出与输入开路或短路。软击穿则可使器件的性能劣化,并使其指标参数降低而造成故障隐患。由于软击穿可使电路时好时坏(指标参数降低所致),且不易被发现,给整机运行和查找故障造成很大麻烦。软击穿时装备仍能带"病"工作,性能未发生根本变化,很可能通过出厂检验,但随时可能造成再次失效。多次软击穿就能造成硬击穿,使电子装备运行不正常。
人体自身也会产生静电,人体静电放电既可能造成人体遭电击而降低工作效率,又可能引发二次事故(即器件损坏),因此,应引起足够重视。
  在军事训练中,人体形成静电的原因是人体把所消耗的机械能在活动中转换为电能。人体是一个静电导体,当与大地绝缘时(如穿的鞋底为绝缘物质),人体与大地就形成一个电容,使电荷储存起来,其充电电压一般 ≤50kV。当电荷储积到一定程度时,一旦条件成熟会放电形成火花,瞬时放电电压可达数千千伏,放电功率可达几千千瓦。
人体带电放电时,人体会有不同程度的反映,这种反映称为电击感度。当人体受到静电电击时,虽不会发生重大生理障碍,但可能影响人的工作效率,或造成精神紧张和二次破坏等。
二、应该引起注意的电子装备防静电
  由于电子装备的迅速发展,体积小、集成度高的器件得到大规模生产,从而导致导线间距越来越小,绝缘膜越来越薄,致使耐击穿电压也愈来愈低。而电子装备在生产、运输、储存和转运等过程中所产生的静电电压却远远超过其击穿电压阈值,这就可能造成器件的击穿或失效,影响装备的技术指标,降低其可靠性。
  防止静电主要是抑制静电的产生,加速静电的泄漏,进行静电中和等。人穿非导电鞋时,由于行走等活动会产生、积蓄电荷,并可达到千伏级的电位。两个不同的物体相互接触时,在其界面上产生电荷移动,正、负电荷相对排列形成双电层。若将物体分离,会在两个物体上各自产生极性不同的等量电荷。防止这种静电的原则是:对产生静电的主要因素(物体的特性、表面状态、带电历史、接触面积和压力、分离速度等)尽量予以排除;使相互接触的物体在带电序列中所处的位置尽量接近;使物体间的接触面积和压力要小,温度要低,接触次数要少,分离速度要小,接触状态不要急剧变化等。粉体、液体、气体在运输过程中由于摩擦会产生静电,因此,要采取限制流速、减少管道的弯曲,增大直径、避免振动等措施。
  静电防护除降低速度、压力、减少摩擦及接触频率,选用适当材料及形状,增大电导率等抑制措施外,还可采取下列措施:①接地。②搭接(或跨接)。③屏蔽。④对几乎不能泄漏静电的绝缘体用抗静电剂以增大电导率,使静电易于泄漏。⑤采用喷雾、洒水等方法提高环境湿度,抑制静电的产生。⑥使用静电消除器,进行静电中和。这是消除静电非常有效的方法。
三、电子装备生产过程中消除静电的途径
  防静电主要是防止静电放电。控制静电放电要从控制静电的产生和控制静电的消除两方面入手。控制静电的产生主要是控制工艺过程和工艺过程中材料的选择;控制静电的消除主要是加速静电的泄露和中和。这两点共同作用才能使静电电压不超过安全阈值,以达到静电防护的目的。
  静电能对静电敏感器件造成危害,但它是可控的,可消除的。
  1.静电的消除:
  ① 对有可能产生静电的地方要防止静电荷的聚集。即采取一定的措施避免或减少静电放电的产生。可采用边产生边泄露的办法达到消除电荷聚集的目的。
②对已存在的电荷积聚,应迅速地消除掉。当绝缘物体带电时,电荷不能流动,无法进行泄漏,可利用静电消除器产生异性离子来中和静电荷。当带电的物体是导体时,则采用简单的接地泄露办法,使其所带电荷完全消除。你可以在工作区域内安装离子风机,构成一个完整的静电安全工作区,至少应包括有效的静电台垫、,离子风棒,离子风嘴,离子风鼓,消除静电设备手动静电除尘枪(离子风枪),自动除静电离子风嘴,,离子风棒,离子铜棒,离子风铜棒,感应式静电消除棒,高压发生器。桌上型离子风机,悬挂式双头离子风机,悬挂式三头离子风机,卧式离子风机。消除静电设备台式离子风机,感应式离子风嘴,,卧式离子风机,悬挂式离子风机,离子风枪,离子风嘴,离子风棒,感应式离子风嘴,专用地线和防静电腕带,等。
2.静电的控制:静电的控制技术是在静电电荷积聚不可避免的情况下,采取综合措施将静电危害控制在允许的范围内。
  ①工艺控制法 目的是在生产过程中尽量少地产生静电荷。对工艺流程中材料的选择、装备安装和操作管理等过程应采取预防措施,控制静电的产生和电荷的聚集,抑制静电电位和放电能量,使危害降到最小程度。
  ② 泄露法 目的是使静电荷通过泄露达到消除。一般采用静电接地使电荷向大地泄露,通常利用增大物体电导的方法使静电泄露。
  ③静电屏蔽法 采用接地的屏蔽罩把带电体与其它物体隔离开,这样带电体的电场将不影响周围其它物体,这种屏蔽方法叫内场屏蔽。有时也用接地的屏蔽罩把被隔离物体包围起来使被隔离物免受外界电场的影响,这种屏蔽方法叫外场屏蔽。
④复合中和法及其它 通过复合中和法来达到静电荷的消除。通常用静电消除器(白金会手机APP下载品牌):离子风枪,离子风机,离子风棒,离子风嘴,离子风鼓,所产生的正负离子来中和带电体的电荷,并有可能使带电物体表面光滑以及周围环境更加清洁,从而减少尖端放电的可能性。

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