
1、靜電的產生與危害
靜電是電子(zǐ)在材料(liào)內部或者在材料之間(jiān)移動(含極化和傳導) 的產物。兩種不同的材料互相接觸(chù),它們之間的小於一(yī)定的距離,如10-25cm時,由於隧道效應,兩種材料內(nèi)的電子穿過界麵而相互交換。當交(jiāo)換達到平衡時,材料間將產生(shēng)一定的電勢差,界麵兩(liǎng)側出(chū)現了等量正負電荷。若把接觸(chù)後的兩(liǎng)種材料分開,兩種(zhǒng)材(cái)料將分別帶上等量正負電荷,這就是靜電產生的基本原理。
靜電的產生主要有以下三種方式:摩擦起(qǐ)電、傳導帶電、感應帶電。
摩擦起電:因不同材料的物體接觸後再分離,由於不同原子核對電子的束縛能力不同(tóng),當兩種不同材料物(wù)質接觸或者(zhě)摩擦時,外圍電子將轉移到束縛(fù)能力大的一方,導致一材料帶正電,另一材料帶負電。
傳導帶電:因(yīn)為在導體而言(yán),電子能在他(tā)的表麵自由移動。當(dāng)與帶(dài)電體接觸時(shí),電子會從發生電荷轉移,導(dǎo)致兩者電荷平衡,從而形成靜電現象。
感(gǎn)應帶電:是指(zhǐ)鄰近電場的感應,對於導體,電子在導電材料表麵自由移動,若將該導體放置在(zài)另一個靜電場中,由於同性電(diàn)荷相互排斥,異性電荷相互吸引,正、負離子就會發生轉(zhuǎn)移,該導體(tǐ)因靜(jìng)電場感應導致正、負電(diàn)荷不平衡而形成帶電。
從靜電產生的基本原理與方式可以看出,在一般電子產品的生產製造整個環節中,很多工序都可(kě)能產生靜電。電子製造(zào)工序中都可能使操作人員、工作台麵、工具(jù)、元器件及包裝等產生靜電,隻要存在(zài)靜電,就一(yī)定會有一個ESD(Electro-Static Discharge靜電釋放)過程(chéng),主要是在瞬間放電電流對電路的感應所產生的噪聲,以及放電電流使基準地(dì)電位如產品地、信號地(dì)的電位發生偏移波動(dòng),從(cóng)而(ér)導致對電路正常工作的幹擾(rǎo)。
靜(jìng)電危害與一般防雷或電磁幹擾有一些不一樣的特點。
隱蔽性:一般的靜電放電人體並未(wèi)感知(zhī),而元器(qì)件卻在不知不覺中受到(dào)損傷。
潛在性和累積性:一些元(yuán)器件受靜電放電損傷後,僅表現出(chū)某些性(xìng)能參數下降,但尚未失效,在繼續使用的情況下可能導致失效,所以靜電對器(qì)件的損傷具有潛在性。
隨機性:電子元(yuán)器件的靜電放電損傷可能在產品從加工到製造到使用維護的任一環節、任一步驟、與任何有關帶電人體(或物體)接觸時發(fā)生,具(jù)有(yǒu)很強的隨(suí)機性。
複雜性:些靜電損傷也難以與其他(tā)原因造成的損傷加以區別,使人誤把靜電損傷失(shī)效當作其他失效,從而做了錯誤判斷。
對於電子產品裝配來說,靜電的危害嚴重影響到產(chǎn)品的質量(liàng)、成品率和可靠性,必須對用於電子產品裝配的淨化間進行係統防靜電措施,將生(shēng)產過程中的靜電危害程度降至zui低。
2、靜電防護
良好的靜電防護通常需要遵循以下三個基本原則:
(1)減(jiǎn)少或防止靜電荷積聚的機會;
(2)搭(dā)建安全的靜電泄放(fàng)通路;
(3)引入必要且有效的靜電監控設(shè)備進行係統靜電監控(kòng)。
2.1 良好的接地(dì)係統
減(jiǎn)少或防(fáng)止靜電荷積聚的機會以及搭建(jiàn)安全的靜電泄放通路的基礎,就需要構建(jiàn)良好的(de)靜(jìng)電接地係統,靜電接地是指將帶靜電物體(tǐ)或有可能產生靜電的物(wù)體(非絕緣(yuán)體)通過導電體與大地構成電氣回路,使它與大地處於同(tóng)等電勢位。其(qí)目的是在(zài)於加快靜電流動與泄漏,使帶電材料的靜電荷得到有效且順利地釋放,以避免靜電積聚。
2.2 環境控製
靜電的產生及大小與環境濕度和空氣中的離子濃度存在密切的關(guān)係。靜電電勢與濕度(dù)成反(fǎn)比,同時與在普通場合相比,空氣越純(chún)淨的場所(如無塵車間)內,由於空氣中的離子濃度低,所以靜電(diàn)更易產生。同樣的動作在不同的濕度下,產生的靜電電壓可以相差一個數量級以上。但值得(dé)注意的是,並不(bú)是濕度越高越好,濕度過高會導致設備易結(jié)露水,因此濕度應控製在一個合理範圍內,如30%~75%。
3、靜電監控
高濕度雖能夠將產生之靜電降低到人體(tǐ)無法接觸感(gǎn)應到,但是(shì)仍足以將敏感組件毀損。正確的觀念是高濕度(dù)能抑製靜電產生量,而低濕度則(zé)反之,所以針對某些產品裝(zhuāng)配對靜電控製的嚴格要求,除了采取傳統的靜(jìng)電防(fáng)護措施外,還需對靜電產生環節進行監控、記錄。根據實際情況,可(kě)采用防靜電門禁係統和靜電在線實時監控係統實現了對靜電的有效監(jiān)控與記錄。
3.1 防靜電門禁係統
為了對靜電防護更為(wéi)有效,須(xū)從靜電來源進行源頭控製。為此(cǐ)對關鍵區域(yù)導(dǎo)入防靜(jìng)電(diàn)門禁係統。門禁係統能檢測出每個進入防(fáng)靜電區域的工作人員(yuán)的防靜電措施或裝備是否合(hé)格。係統功能模塊包括:身份與權限確(què)認、防靜電腕帶和防靜電鞋的檢(jiǎn)測、電平控製(zhì)板等。進一步為確保防靜電門禁的有效性,對於一些要求(qiú)工作環(huán)境潔淨度的生產企(qǐ)業,可以將門禁係統與通往工作區的風(fēng)淋除塵(chén)係統進行聯動,即(jí)將門禁信號融入風淋門控製係統中,采用此類模式,從進入工作區域的*關就能保證防靜電裝備是合格有效的。
3.2 防靜電(diàn)實時在線監控係統
通常情況(kuàng)下,一般電子(zǐ)製(zhì)造行業,一般都用靜電測試儀對員工的防靜電手腕進行檢測,為了(le)保證符合ISO9001要求(qiú),再(zài)在一(yī)個表單上作畫圈或畫其他(tā)符(fú)號以確認(rèn)有檢測且檢測是合格的。但是,員工的防靜電手腕帶在操作過程中,若失效了,或整個接(jiē)地係統的某一環帶(dài)突然(rán)異常斷開(kāi)了,或(huò)沒有有效連(lián)接了,就很難發現防靜電係統已失效了。
比如某(mǒu)一電(diàn)子廠對所有接地係統中再引入一個實時在線監控模塊,利用接地係統(tǒng)回路的完整(zhěng)性特(tè)點(diǎn),隻要哪一個環節開路或連接阻值過高(大於10Ω),則這個控製麵板上的紅燈立即閃亮,必要時(shí)還可(kě)以加入蜂鳴報警功能。這個係統的zui大特點就是(shì)實時(shí)監控,對靜(jìng)電防護的工作不再是一件虛事,也無需作一些繁瑣(suǒ)而又形式的紙張記錄。