防靜電

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靜電是一種客觀的自然現象,產生的方式多種,如接觸、摩擦等。靜電防護技術,如電子工業、石油工業、兵器工業、紡織工業、橡膠工業以及興航與軍事領域的靜電危害,尋求減少靜電造成的損失 。

靜電概述

1、靜電

  靜電的特點是高電壓、低電量、小電流和作用時間短的特點。靜電就是一個靜止不動的帶電電荷,靜電大多數通常是由於摩擦和分離造成的,摩擦引起熱,促使材料內部中的分子活躍起來,然後兩種物質被分離,電子從一種物質轉移到其它物質就可能發生了。   當電子轉移,缺乏或過多電子能創造一個電場,這個電場就是我們所知靜電。這個靜電場數量產生依賴於摩擦或分離的物質,依賴於摩擦或分離的數量,以及周圍環境的相對濕度。   在原子之間很容易轉移電子(或電荷)的物質稱之為導體。那些不能轉移電子(或電荷)的物質稱之為絕緣體。不論導體還是絕緣體在靜電作用下都可能帶電荷。   人體自身的動作或與其他物體的接觸,分離,摩擦或感應等因素,可以產生幾千伏甚至上萬伏的靜電。   靜電在多個領域造成嚴重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業中的兩大危害。

2、防靜電

  可以解釋為防止靜電產生和預防靜電損害。   生產過程中靜電防護的主要措施為靜電泄露、耗散、中和、增濕,屏蔽與接地。   人體靜電防護系統主要有防靜電手腕帶,腳腕帶,工作服、鞋襪、帽、手套或指套等組成,具有靜電泄露,中和與屏蔽等功能。   靜電防護工作是一項長期的系統工程,任何環節的失誤或疏漏,都將導致靜電防護工作的失敗。

靜電的危害

  靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在,我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓,幾千伏甚至幾萬伏。平時可能體會不到,人走過化纖的地毯靜電大約是35000伏,翻閱塑料說明書大約7000伏,對於一些敏感儀器來講,這個電壓可能會是致命的危害。   靜電放電引起的元件擊穿損害是電子工業最普遍、最嚴重的靜電危害,它分為硬擊穿和軟擊穿。硬擊穿是一次性造成元器件介質擊穿、燒毀或永久性失效。軟擊穿造成元器件性能劣化或參數指標下降,在產品出廠以前難以發現而造成隱患。

靜電應用技術

  靜電學主要研究靜電應用技術,如靜電除塵、靜電複印、靜電生物效應等。更主要的是靜電防護技術,如電子工業、石油工業、兵器工業、紡織工業、橡膠工業以及興航與軍事領域的靜電危害,尋求減少靜電造成的損失 近年來隨著科學技術的飛速發展微電子技術的廣泛應用及電磁環境越來越複雜,靜電放電的電磁場效應如電磁干擾(EMI)及電磁兼容性(EMC)問題,已經成為一個迫切需要解決的問題。一方面,一些電阻率很高的高分子材料如塑料,橡膠等的製品的廣泛應用以及現代生產過程的高速化,使得靜電能積累到很高的程度,另一方面,靜電敏感材料的生產和使用,如輕質油品,火藥,固態電子器件等,工礦企業部門受靜電的危害也越來越突出,靜電危害造成了相當嚴重的後果和損失。它可以在不經意間將昂貴的電子器件擊穿,造成電子工業年損失達上百億美元。在興航工業,靜電放電造成火箭和衛星發XX失敗,干擾興航飛行器的運行。1967年7月29日,美國Forrestal航空母艦上發生嚴重事故,一架A4飛機上的導彈突然點火,造成了7200萬美元的損失,並損傷了134人,調查結果是導彈屏蔽接頭不合格,靜電引起了點火。1969年底在不到一個月的時間內荷蘭、挪威、英國三艘20萬噸超級油輪洗艙時產生的靜電引起相繼發生爆炸。   中國近年來在石化企業曾發生30多起因靜電造成了嚴重火災爆炸事故。許多工業發達國家都建立了靜電研究機構,中國從60年代末開始開展了一些靜電研究工作,80年代開始以來,中國的靜電研究發展極為迅速。1981年成立了中國物理學會靜電專業委員會並召開了第一次全國靜電學術會議,全國性的和各地方的靜電學術會議不斷召開,靜電研究和應用的範圍也越來越廣,科研隊伍不斷壯大。

靜電例子

  靜電在某些形式下是很容易看得見,電荷能夠對你每天工作中接觸的電子元器件起作用。不幸的是

靜電燈泡

,這些作用是非常危險並且不是那麼顯而易見。

典型的靜電電壓

  你每日所做的很多常規活動可能在你身體上產生電荷,它是對你的元器件有潛在的危害。

靜電釋放作用的損失

  你可以感覺到3000伏靜電放電並且僅感覺到靜電在閃電,但是很小的電荷就可以損害你的半導體元器件。在你的設備上使用的很多元器件只用小於1000伏電壓就可被損壞掉,一些還低於10伏電壓就可被損壞掉。

靜電類型

  靜電對於元器件的損壞有潛在失敗形式或災難性的失敗形式。   1. 潛在失敗形式-------結果導致門限泄漏。   2. 災難性失敗形式-------發生有兩種形式(直接的和潛在的)。   當直接災難性失敗模式發生時,一個元氣件在某點上是被擊穿,它將再也不能起到作用。這種靜電放電損毀類型既簡單易發現,因在測試中它通常能被測到。   當潛在失敗發生時,靜電放電使元氣件對於某點上削弱或受傷,在測試中,它將仍然可以通過。但是,長時間受傷的元氣件會引起不良的表現,最終導致系統失敗。因為潛在失敗發生是在最後的檢查或是在公司的控制範圍內,這個修理成本是非常高的,不僅這種類型損傷很難發現,它將幾次影響貴司產品的聲譽,當混亂失敗模式發生時,一個靜電釋放引起一個電流漂移,它不是引起整個意義上的失敗。但是,在使用時可能斷斷續續地導致門限泄漏,以致引起軟體損失或儲存不正確信息。混亂或潛在失敗模式可能通過貴司質量控制的測試項目,因為它不可能通過正常測試程序被察覺到、感覺到或看到。就好象你將不會在一個被污染手術室里進行外科手術那樣,在沒有充足的防靜電保護措施下,你應該永不接觸、組裝或修理電子裝配。

防止方法

接地

  接地對於減少在導體上產生的靜電荷是非常重要的,人體是導體,並且是主要靜電產生髮源地。因此,我們必須減少在接觸敏感防靜電元件或組件的人身上產生的靜電荷。預防在人體上產生靜電最好是通過人體接地。   幾種個人接地裝置   在工業中,手腕帶是最常用的接地裝置。手腕帶將安全且有效地排走你身體上的靜電荷,合理地發揮一個手腕帶的作用需要合理地接觸皮膚。一個髒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。導電的鞋類或腳接地可以被使用或補充手腕帶不足。

靜電接地夾

工作站接地裝置   導電或靜電耗散工作表面是一個靜電安全工作站必不可少的一部份,特別是那些用手組裝發生的地方,當使用手腕帶,對於乾淨工作表面並且合適地接到一個公共點上接地是必要的,導電或靜電耗散材料能夠產生靜電荷,但是當合適地把他們接地后,他們可以有效地漏走靜電荷。

屏蔽

  下一個概念是在儲存或運輸過程中隔離元氣件和組件。從帶電物體或帶電靜電場中隔離出來。在儲存或運輸過程中,絕緣體是最好的方式來阻止靜電釋放損傷發生。既然接地不能排走靜電荷或絕緣體,它是有必要從他們中隔離敏感元氣件和組件。在靜止工作、出貨、搬運區域減少常規塑膠和其它類型的絕緣體是最好方法從絕緣體中隔離產品。隔離也可通過限止XX整個工作區域或工作站來完成。

防靜電鞋

最後,我們利用這個事實,靜電荷不能XX由導體材料或導體層做成的容器。這個效應被稱作法拉第杯效應。在儲存和運輸電子元氣件或裝載線路板時,確保有近似法拉第杯特性的容器被使用,這些容器將會從靜電釋放擊傷當中隔離出來。   法拉第杯   這種類型法拉第杯通常用在控制靜電釋放,它是金屬袋、導電袋、有蓋的周轉盒,這些法拉第杯可以攜帶這些在表面上的靜電荷並且在打開之前將它移走。

中和

  利用靜電消除設備,其主要部件為離子發生器。   由於接地和隔離將不能從絕緣體諸如人工合成的布或常規塑膠當中釋放電荷,所以中和就顯得重要了。從絕緣體中中和或移走在製程工作中自然產生的電荷,稱之為電離。離子是存在空氣中簡單帶電物質,離子是由於自然能源物質產生的,它包括太陽光、照明、露天為焰和輻XX。

防靜電刷子

我們可以通過離子發生器人造成上萬億的離子,離子發生器使用高電壓產生一個平衡的混合帶電離子,並且用風扇幫助離子漂移到物體上或區域里中和。離子化可以在八秒鐘內中和在絕緣體上的靜電荷,因此可以減少他們潛在的引起的傷害。通過離子化中合不是接地或隔離的替代品,離子化僅減少靜電釋放事故發生的可能性或風險。

使用手持式接觸式個人靜電消除器

  手持式接觸式個人靜電消除器是利用手持設備與金屬/帶電體接觸,在這過程中將靜電能量轉化為其它形式的能量。目前市面上有售。

接觸式個人靜電消除器(19張)

手持式(4張)

全自動個人靜電消除器的使用

  全自動個人靜電消除器能將周圍空間存在的靜電自動探測到,並將其消除。

全自動個人靜電消除器(4張)

預防

  預防是你另外一個重要措施或重要裝置。這是在靜電釋放控制中最關鍵的因素。其它人或你在與電子元氣件接觸的工作中必須意識到靜電釋放的危險,理解它們,適應它們將比任何靜電釋放控制材料都值得注意最重要的事情。

生活竅門

  生活小竅門:如何防止身上的靜電放電打擊   人們在日常生活里,有時由於穿著、氣候、摩擦等原因,常常導致身體積累靜電,而突然碰處金屬時,就會招受電擊疼痛感,某階段常發生時甚至可以造成某種心理壓力。如果暫時迴避接觸鐵器,身上的電荷可能會積累更多,早晚會受更大的電擊。

防靜電腕帶(有繩)

1、在房屋內,地毯與鞋底摩擦后可能產生靜電,在屋外也可能由於颳風導致身上帶電。這時進出要碰鐵門時小心,手可能挨電打。反覆遇到這樣的情況后,可採取如下辦法避免電擊:   在碰鐵門時,不要直接用手直接接觸鐵門,而是用手先大面積抓緊一串你口袋里的鑰匙(通常這並不會遭電擊),然後,用一個鑰匙的尖端去接觸鐵門,這樣,身上的電就會被放掉,而且不會遭電擊。   原理:手上放電的疼痛是由於高壓放電,由於放電時手與鐵門突然接觸時是極小面積的接觸,因而產生瞬間高壓。如果拿出來口袋里的鑰匙,先大面積握住鑰匙(一串鑰匙本身不能傳走多少電荷因而這時也不會有電擊),再用一把鑰匙的尖端去接觸大的導體,這時,放電的接觸點就不是手皮膚上的某個點,而是鑰匙尖端,因此手不會感到疼痛(也許鑰匙會!----如果它有疼感的話)。   2、下計程車時也常發生電擊現象。主要由於下車時身體與座位摩擦產生靜電積累,而下車后關門時,手突然碰鐵門就會遭電擊。   這種情況常發生時,最好注意:下車時,即在身體與座位摩擦時,就提前手扶金屬的車門框,可以在摩擦產生靜電時,隨時把身上的靜電排掉,而不至於下車后突然手碰鐵門時放電。

相關信息

  ESD知識介紹:   ESD的意思「靜電釋放」的意思,它是英文:Electro-Static discharge 的縮寫。從原子學的角度來說,塑料、紙張和其它材料通常都是中性的。每一原子中帶正電的原子核與其周圍帶負電的電子雲中和。當兩種材料,不論是通過壓力還是通過摩擦接觸分開后,電子就會遊離材料的表面,從而產生靜電區。電子減少的材料表面呈正電性,而帶多餘電子的材料表面呈負電性,這兩種帶電材料會吸引周圍帶相反電荷的材料以使電性中和,如果帶電材料是導電性的,則靜電荷很快會通過材料轉移到地面上,如果材料在印刷中帶電,則靜電荷會轉移到機器表面。如果材料是絕緣體,則靜電荷會在幾個小時、幾周甚至幾個月以後逐漸漏掉。

操作辦法

預防靜電有效方法

  為了有效地抗擊和防止靜電放電(ESD,electrostatic discharge),必須以正確的方式使用正確的設備。由於一系列強有力的閉環ESD預防、監測與離子設備,現在可以把ESD看作一個過程式控制制問題。   靜電放電(ESD)是在電子裝配中電路板與元件損害的一個熟悉而低估的根源。它影響每一個製造商,無任其大小。雖然許多人認為他們是在ESD安全的環境中生產產品,但事實上,ESD有關的損害繼續給世界的電子製造工業帶來每年數十億美元的代價。

ESD究竟是什麼?

  靜電放電(ESD)定義為,給或者從原先已經有靜電(固定的)的電荷(電子不足或過剩)放電(電子流)。電荷在兩種條件下是穩定的:   1. 當它"陷入"導電性的但是電氣絕緣的物體上,如,有塑料柄的金屬的螺絲起子。   2. 當它居留在絕緣表面(如塑料),不能在上面流動時。   可是,如果帶有足夠高電荷的電氣絕緣的導體(螺絲起子)靠近有相反電勢的集成電路(IC)時,電荷"跨

防靜電手套

接",引起靜電放電(ESD)。   ESD以極高的強度很迅速地發生,通常將產生足夠的熱量熔化半導體晶元的內部電路,在電子顯微鏡下外表象外吹出的小子彈孔,引起即時的和不可逆轉的損壞。更加嚴重的是,這種危害只有十分之一的情況壞到引起在最後測試的整個元件失效。其它90%的情況,ESD損壞只引起部分的降級 - 意味著損壞的元件可毫無察覺地通過最後測試,而只在發貨到顧客之後出現過早的現場失效。其結果是最損聲譽的,對一個製造商糾正任何製造缺陷最付代價的地方。   可是,控制ESD的主要困難是,它是不可見的,但又能達到損壞電子元件的地步。產生可以聽見"嘀噠"一聲的放電需要累積大約2000伏的相當較大的電荷,而3000伏可以感覺小的電擊,5000伏可以看見火花。   例如,諸如互補金屬氧化物半導體(CMOS,complementary metal oxide semiconductor)或電氣可編程只讀內存(EPROM,electricall programmable read-only memory)這些常見元件,可分別被只有250伏和100伏的ESD電勢差所破壞,而越來越多的敏感的現代元件,包括奔騰處理器,只要5伏就可毀掉。   該問題被每天的引起損害的活動複合在一起。例如,從 乙烯基的工廠地板走過,在地板表面和鞋子之間產生摩擦。其結果是純電荷的物體,累積達到3~2000伏的電荷,取決於局部空氣的相當濕度。   甚至工人在台上的自然移動所形成的摩擦都可產生400~6000伏。如果在拆開或包裝泡沫盒或泡泡袋中的PCB期間,工人已經處理絕緣體,那麼在工人身體表面累積的凈電荷可達到大約26000伏。   因此,作為主要的ESD危害來源,所有XX靜電保護區域(EPA,electrostatic protected area)的工作人員必須接地,以防止任何電荷累積,並且所有表面應該接地,以維持所有東西都在相同的電勢,防止ESD發生。

用來防止ESD的主要產品是腕帶

  (wristband),有捲毛燈芯絨和耗散性表面或墊料 - 兩者都必須正確接地。另外的輔助物諸如耗散性鞋類或踵帶和合適的衣服,都是設計用來防止人員在靜電保護區域(EPA)移動時累積和保持凈電荷。   在裝配期間和之後,PCB也應該防止來自內部和外表運輸中的ESD。有許多電路板包裝產品可用於這方面,包括屏蔽袋、裝運箱和可移動推車。雖然以上設備的正確使用將防止90%的ESD有關的問題,但是為了達到最後10%,需要另一種保護:離子化。   中和那些可產生靜電電荷的裝配設備和表面的最有效方法是使用離子發生器(ionizer) - 一種設備吹出離子化空氣流在工作區域,來中和累積在絕緣材料上的任何電荷。

防靜電手套

一個常見的謬論是認為因為在工作站帶上了碗帶,該區域的絕緣體,如聚苯乙烯杯或紙板盒,所帶的電荷將安全地消散。按定義,絕緣體不會導電,除了通過離子化不可能放電。   如果一個帶電荷的絕緣體保留在EPA,它將輻XX一個靜電場,引發凈電荷到任何附近的物體上,因此增加對產品的ESD損壞的危險性。雖然許多製造商企圖從其EPA禁止絕緣材料,但這個方法是很難實施的。絕緣材料是日常生活中太多的一部分 - 從操作員坐落舒適的泡沫墊,到塑料蓋中的一些東西。   由於離子發生器的使用,製造商可以接受一些絕緣材料在其EPA中出現的事實。因為離子發生系統連續地中和可能發生在絕緣體上面的任何電荷累積,所以對於任何的ESD計劃,它們都是合理的投資。   標準電子裝配中的離子發生設備有兩種基本的形式:   * 桌面型(單個風扇)   * 過頂型設備(在單個過頂的單元內,有一系列的風扇)   也有室內離子發生器,但現在主要用於清潔房的環境。   選擇決定於需要保護區域的大小。桌面型離子發生器將覆蓋單一等工作表面,而過頂式離子發生器將覆蓋兩或三個。另一個優點是離子發生器也可防止灰塵靜電附著于產品,可能使外觀降級。   可是,如果沒有對ESD設備有效性的正常測試和監測,那麼沒有一個保護計劃是完善的。一流的ESD控制和離子化專家報告了使用失效的(因此是無用的)ESD設備而不知其失效的製造商的例子。   為了防止這種情況,除了標準的ESD設備,ESD供應商還提供各種恆定監測器,如果一項表現超出規定即自動報警。監測器可用作一個獨立單元或在網路中連接在一起。也有自動數據採集的網路軟體,實時顯示有關操作員和工作站的系統表現。   監測器可通過消除許多日常任務來簡化ESD計劃,如保證碗帶每天適當測量,離子發生器的平衡與正確維護,工作台接地點沒有損壞。

結論

  防止ESD的第一步是正確評價如果忽視,怎樣小的細節可能造成不可修復的損壞。一個有效的計劃要求不僅使用有效的ESD保護設備,而且嚴密的運作程序來保證所有工廠地面人員的行為是ESD安全的。   雖然許多製造商使用自動碗帶測試儀,但常常可以看到操作員因為碗帶太松而或者通過測試或者失效。許多操作員企圖通過用另一隻手簡單抓著測試儀靠近其手腕來通過測試。   儘管如此,好消息是ESD是可避免的。投資在正確設備和改善安全程序中的時間與金錢將通過相應的合格率提高而得到回報。

如何在設計PCB時增強防靜電ESD功能

  在PCB板的設計當中,可以通過分層、恰當的布局布線和安裝實現PCB的抗ESD設計。在設計過程中,通過預測可以將絕大多數設計修改僅限於增減元器件。通過調整PCB布局布線,能夠很好地防範ESD。   來自人體、環境甚至電子設備內部的靜電對於精密的半導體晶元會造成各種損傷,例如穿透元器件內部薄的絕緣層;損毀MOSFET和CMOS元器件的柵極;CMOS器件中的觸發器鎖死;短路反偏的PN結;短路正向偏置的PN結;熔化有源器件內部的焊接線或鋁線。為了消除靜電釋放(ESD)對電子設備的干擾和破壞,需要採取多種技術手段進行防範。   在PCB板的設計當中,可以通過分層、恰當的布局布線和安裝實現PCB的抗ESD設計。在設計過程中,通過預測可以將絕大多數設計修改僅限於增減元器件。通過調整PCB布局布線,能夠很好地防範ESD。以下是一些常見的防範措施。   盡可能使用多層PCB,相對於雙面PCB而言,地平面和電源平面,以及排列緊密的信號線-地線間距能夠減小共模阻抗感性耦合,使之達到雙面PCB的1/10到1/100。盡量地將每一個信號層都緊靠一個電源層或地線層。對於頂層和底層表面都有元器件、具有很短連接線以及許多填充地的高密度PCB,可以考慮使用內層線。   對於雙面PCB來說,要採用緊密交織的電源和地柵格。電源線緊靠地線,在垂直和水平線或填充區之間,要盡可能多地連接。一面的柵格尺寸小於等於60mm,如果可能,柵格尺寸應小於13mm。   確保每一個電路盡可能緊湊。   盡可能將所有連接器都放在一邊。   如果可能,將電源線從卡的中央引入,並遠離容易直接遭受ESD影響的區域。   在引向機箱外的連接器(容易直接被ESD擊中)下方的所有PCB層上,要放置寬的機箱地或者多邊形填充地,並每隔大約13mm的距離用過孔將它們連接在一起。   在卡的邊緣上放置安裝孔,安裝孔周圍用無阻焊劑的頂層和底層焊盤連接到機箱地上。   PCB裝配時,不要在頂層或者底層的焊盤上塗覆任何焊料。使用具有內嵌墊圈的螺釘來實現PCB與金屬機箱/屏蔽層或接地面上支架的緊密接觸。   在每一層的機箱地和電路地之間,要設置相同的「隔離區」;如果可能,保持間隔距離為0.64mm。   在卡的頂層和底層靠近安裝孔的位置,每隔100mm沿機箱地線將機箱地和電路地用1.27mm寬的線連接在一起。與這些連接點的相鄰處,在機箱地和電路地之間放置用於安裝的焊盤或安裝孔。這些地線連接可以用刀片劃開,以保持開路,或用磁珠/高頻電容的跳接。   如果電路板不會放入金屬機箱或者屏蔽裝置中,在電路板的頂層和底層機箱地線上不能塗阻焊劑,這樣它們可以作為ESD電弧的放電極。   要以下列方式在電路周圍設置一個環形地:   (1)除邊緣連接器以及機箱地以外,在整個外圍四周放上環形地通路。   (2)確保所有層的環形地寬度大於2.5mm。   (3)每隔13mm用過孔將環形地連接起來。   (4)將環形地與多層電路的公共地連接到一起。   (5)對安裝在金屬機箱或者屏蔽裝置里的雙面板來說,應該將環形地與電路公共地連接起來。不屏蔽的雙面電路則應該將環形地連接到機箱地,環形地上不能塗阻焊劑,以便該環形地可以充當ESD的放電棒,在環形地(所有層)上的某個位置處至少放置一個0.5mm寬的間隙,這樣可以避免形成一個大的環路。信號布線離環形地的距離不能小於0.5mm。

SMT人體防靜電是怎樣工作的

  人體防靜電有三:靜電服,抗靜電鞋(導電鞋),靜電手環.   抗靜電鞋和靜電手環作用都是將人體靜電導走,避免積累在人體上.   普通衣服在走動時會產生很大的靜電電壓(>1000V).而抗靜電服在走動時卻不會發生.這是抗靜電服的主要作用.   長條狀抗靜電服無法屏蔽裡面衣物產生的靜電(穿上后仍>1000V).   網格狀的抗靜電服可以屏蔽(<200V).   產生的靜電通過導電地板和各處的接地線引入廠房外部的總接地線.

ESD靜電問題終極解決方案

  靜電是人們非常熟悉的一種自然現象。靜電的許多功能已經應用到軍工或民用產品中,如靜電除塵、靜電噴塗、靜電分離、靜電複印等。然而,靜電放電ESD(Electro-Static Discharge)卻又成為電子產品和設備的一種危害,造成電子產品和設備的功能紊亂甚至部件損壞。現代半導體器件的規模越來越大,工作電壓越來越低,導致了半導體器件對外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。ESD對於電路引起的干擾、對元器件、CMOS電路及介面電路造成的破壞等問題越來越引起人們的重視。電子設備的ESD也開始作為電磁兼容性測試的一項重要內容寫入國家標準和國際標準。   1.靜電成因及其危害 靜電是兩種介電係數不同的物質磨擦時,正負極性的電荷分別積累在兩個特體上而形成。當兩個物體接觸時,其中一個趨從於另一個吸引電子,因而二者會形成不同的充電電位。就人體而言,衣服與皮膚之間的磨擦發生的靜電是人體帶電的主要因之一。靜電源與其它物體接觸時,依據電荷中和的機理存在著電荷流動,傳送足夠的電量以抵消電壓。在高速電量的傳送過程中,將產生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場,嚴重時將其中物體擊毀,這就是靜電放電。國家標準中定義:靜電放電是具有不同靜電電位的特體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉移(GB/T4365-1995),一般用ESD表示。ESD會導致電子設備嚴重損壞或操作失常。靜電對器件造成的損壞有顯性和隱性兩種。隱性損壞在當時看不出來,但器件變得更脆弱,在過壓、高溫等條件下極易損壞。ESD兩種主要的破壞機制是:由ESD電流產生熱量導致設備的熱失效;由ESD感應出過高電壓導致絕緣擊穿。兩種破壞可能在一個設備中同時發生,例如,絕緣擊穿可能激發大的電流,這又進一步導致熱失效。除容易造成電路損害外,靜電放電也極易對電子電路造成干擾。靜電放電對電子電路的干擾有二種方式。一種是傳導干擾,另一種是輻XX干擾。   2.數碼產品的構造及其ESD問題 現在各類數碼產品的功能越來越強大,而電路板卻越來越小,集成度越來越高。並都或多或少的裝有部分介面用於人機交互,這樣就存在著人體靜電放電的ESD問題。一般數碼產品中需要進行ESD防護的部位有:USB介面、HDMI介面、IEEE1394介面、天線介面、VGA介面、DVI介面、按鍵電路、SIM卡、耳機及其他各類數據傳輸介面ESD可能會造成產品工作異常、死機,甚至損壞並引發其他的安全問題。所以在產品上市之前,國內或國外檢測部門都要求進行ESD和其它浪涌衝擊的測試。其中接觸放電需要達到±8kV,空氣放電需要達到±15kV,這就對ESD的設計提出了較高的要求。   3.數碼產品中ESD問題解決與防護   3.1 產品的結構設計 如果將釋放的靜電看成是洪水的話,那麼主要的解決方法與治水類似,就是「堵」和「疏」。如果我們設計的產品有一個理想的殼體是密不透風的,靜電也就無從而入,當然不會有靜電問題了。但實際的殼體在合蓋處常有縫隙,而且許多還有金屬的裝飾片,所以一定要加以注意。其一,用「堵」的方法。盡量增加殼體的厚離,即增加外殼到電路板之間的距離,或者通過一些等效方法增加殼體氣隙的距離,這樣可以避免或者大大減少ESD的能量強度。通過結構的改進,可以XX外殼到內部電路之間氣隙的距離從而使ESD的能量大大減弱。根據經驗,8kV的ESD在經過4mm的距離后能量一般衰減為零。其二,用「疏」的方法,可以用EMI油漆噴塗在殼體的內側。EMI油漆是導電的,可以看成是一個金屬的屏蔽層,這樣可以將靜電導在殼體上;再將殼體與PCB(Printed Circuit Board)的地連接,將靜電從地導走。這樣處理的方法除了可以防止靜電,還能有效抑制EMI的干擾。如果有足夠的空間,還可以用一個金屬屏蔽罩將其中的電路保護起來,金屬屏蔽罩再連接PCB的GND。總之,ESD設計殼體上需要注意很多地方,首先是盡量不讓ESDXX殼體內部,最大限度地減弱其XX殼體的能量。對於XX殼體內部的ESD盡量將其從GND導走,不要讓其危害電路的其它部分。殼體上的金屬裝飾物使用時一定要小心,因為很可能帶來意想不到的結果,需要特別注意。   3.2 產品的PCB設計 現在產品的PCB(Printed Circuit Board)都是高密度板,通常為4層板。隨著密度的增加,趨勢是使用6層板,其設計一直都需要考慮性能與面積的平衡。一方面,越大的空間可以有更多的空間擺放元器件,同時,走線的線寬和線距越寬,對於EMI、音頻、ESD等各方面性能都有好處。另一方面,數碼產品設計的小巧又是趨勢與需要。所以,設計時需要找到平衡點。就ESD問題而言,設計上需要注意的地方很多,尤其是關於GND布線的設計以及線距,很有講究。有些產品中ESD存在很大的問題,一直找不到原因,通過反覆研究與實驗,發現是PCB設計中的出現的問題。為此,這裡總結了PCB設計中應該注意的要點:(1)PCB板邊(包括通孔Via邊界)與其它布線之間的距離應大於0.3mm; (2)PCB的板邊最好全部用GND走線包圍; (3)GND與其它布線之間的距離保持在0.2mm~0.3mm; (4)Vbat與其它布線之間的距離保持在0.2mm~0.3mm; (5)重要的線如Reset、Clock等與其它布線之間的距離應大於0.3mm; (6)大功率的線與其它布線之間的距離保持在0.2mm~0.3mm; (7)不同層的GND之間應有盡可能多的通孔(VIa)相連; (8)在最後的鋪地時應盡量避免尖角,有尖角應盡量使其平滑。   3.3 產品的電路設計 在殼體和PCB的設計中,對ESD問題加以注意之後,ESD還會不可避免地XX到產品的內部電路中,尤其是以下一些埠:USB介面、HDMI介面、IEEE1394介面、天線介面、VGA介面、DVI介面、按鍵電路、SIM卡、耳機及其他各類數據傳輸介面,這些埠很可能將人體的靜電引入內部電路中。所以,需要在這些埠中使用ESD防護器件。以往主要使用的靜電防護器件是壓敏電阻和TVS器件,但這些器件普遍的缺點是響應速度太慢,放電電壓不夠精確,極間電容大,壽命短,電性能會因多次使用而變差。所以目前行業中普遍使用專業的「靜電抑制器」來取代以往的靜電防護器件。「靜電抑制器」是專業解決靜電問題的產品,其內部構造和工作原理比其他產品更具科學性和專業性。它由Polymer高分子材料製成,內部菱形分子以規則離散狀排列,當靜電電壓超過該器件的觸發電壓時,內部分子迅速產生尖端對尖端的放電,將靜電在瞬間泄放到地。它最大特點是反應速度快(0.5ns~1ns)、非常低的極間電容(0.05pf~3pf),很小的漏電流(1μA),非常適合各種介面的防護。因為靜電抑制XX有體積小(0603、0402)、無極性、反應速度快等諸多優點,現在的設計中使用靜電抑制器作為防護器件的比例越來越多,在使用時應注意以下幾點:   1、將該器件盡量放置在需要保護的埠附近;   2、到GND的連線盡可能短;   3、所接GND的面積盡可能大。ESD 的問題是眾多重要問題之一。在不同的電子設備中有不同的方式來避免對電路的危害。由於現在的數碼產品體積小、密度大,在 ESD 的防護上有獨到的特點。通過大量的靜電測試實驗證明,採用本文的設計方法處理,將一個原本± 2kV 放電就會死機的產品加以保護和改進,在± 8kV 的靜電放電情況下依然可以穩定工作,起到了很好的靜電防護效果。隨著電子設備使用的日益廣泛, ESD 設計是每一個結構設計工程師和電子設計工程師需要重點關心的問題,通過不斷總結與學習, ESD 問題將不再是一個難題!

防靜電行業標準

  1 防靜電活動地板通用規範 SJ/T 10796-2001   2 防靜電貼面板通用規範 SJ/T 11236-2001   3 地板覆蓋層和裝配地板靜電性能的試驗方法 SJ/T 11159-98   4 電子產品製造防靜電系統測試方法 SJ/T 10694-96   5 通訊設備靜電防護通則 YD/T 754-1995   6 通信機房靜電防護通則 YD/T 754-95   7 電子元器件製造防靜電技術要求 SJ/T 10630-95   8 木質活動地板防火性能安全標準 DB 31/153-94   9 電子設備製造防靜電技術要求 SJ/T 10533-94   10 電子電腦機房施工及驗收規範 SJ/T 30003-93   11 防靜電操作系統通用規範 QJ 2846-96   12 信息技術設備靜電放電敏感度試驗 SJ 20154-92   13 屋頂橡膠防水材料--三元乙丙片材 HG 2402-92   14 靜電敏感器件使用規則 Q/W 293-92   15 電子儀器和設備靜電要求 QJ 2245-92   16 半導體器件使用規則 QJ 2225-92   17 集成電路防靜電包裝管 SJ/T 10147-91   18 防靜電安全工作台技術要求 QJ 2177-91   19 彈藥裝葯裝配生產防靜電安全規程 WJ 1913-90   20 電火工品生產防靜電安全規程 WJ 1912-90   21 防靜電操作系統技術要求 QJ 1950-90   22 靜電測試方法 QJ 1875-90   23 電子元器件防靜電要求 QJ 1693-89   24 航天系統地面設施接地要求 QJ 1211-87   25 黑火藥生產防靜電安全規程 WJ 1695-87   26 《靜電敏感器件使用規則》宣貫材料 Q/W 293-92-2   27 防靜電周轉容器通用規範 SJ/T11277-2002   認證標準:   1 國際標準 IEC61340-5-1:2007   2 美國軍標 ANSI/ESD S20.20-2007

紡織品防靜電工藝介紹

  防靜電(antistaticing)   纖維、紗線或織物在加工或使用過程中由於摩擦而帶靜電,給后道工序和服裝穿著帶來困難和麻煩。防靜電整理是用化學藥劑施於纖維表面,增加其表面親水性,以防止在纖維上積聚靜電的工藝過程。纖維積聚靜電與其吸濕性有關。例如合成纖維的吸濕性很低,表面電阻高,因而容易積聚靜電。為了改變這種狀況,可採用親水性物質處理,提高纖維表面的吸濕性,降低表面比電阻。

靜電感應對網路傳輸的影響

  靜電感應對網路傳輸的影響   引起網路反應遲鈍現象的原因有多種,但有一種因素往往不大引人注意,那就是靜電感應;由於靜電感應不起眼,大家在排除故障的過程中常常會忽視它,殊不知感應靜電既能使網卡無故「罷工」,又能影響網路信號的正常傳輸。因此我們在上網過程中,不但要想辦法避免感應靜電對網路傳輸帶來故障,而且還必須及時採取措施來應對由靜電感應引發的網路故障。   靜電感應導致網卡無故罷工   有時打開網路連接窗口,會看到其中的本地連接圖標始終為灰色不可設置狀態,即使將網卡換插到另外一個插槽中,故障現象仍然存在。要是確認網卡發生了硬體性損壞的話,那唯一的解決辦法就是重新更換新的網卡;倘若我們無法確認網卡自身是否已經損壞時,那可以考慮對網卡表面進行一下清理,畢竟網卡長期在空氣濕度較大的環境中工作的話,空氣中的水分與灰塵會混合堆積在網卡表面,從而會引發靜電感應故障。   一旦遇到網卡無緣無故罷工時,在排除網卡自身硬體故障因素后,我們可以將網卡從主板插槽中拔出來,並用柔軟細刷清潔掉覆蓋在其表面的灰塵,再用橡皮擦將網卡金手指表面的污物清潔乾淨,最後也不要忘記對主板插槽中的各種污物進行一下清潔。相信這樣的清潔工作,多半能使網卡工作狀態恢復正常。   靜電感應影響網路信號傳輸   在使用ADSL寬頻進行撥號上網時,也許在起初撥號上網速度比較快,但用了一段時間之後,我們或許會明顯感覺到撥號速度變慢了,而且發現網路反應明顯遲鈍了。遇到了這樣的故障現象時,我們首先應該檢查一下ADSL自身是否存在硬體故障,在排除了這一因素后,那多半是電腦的靜電感應現象在「作祟」。此時,我們不妨用手觸摸一下電腦機箱的外殼,要是明顯有刺手感覺的話,那就能證明網路傳輸緩慢故障就是由感應靜電引起的;要消除這樣的故障現象,我們只要找來一根可以導電的金屬銅絲,將其一端與電腦機箱連接,另外一端與XX到地面中的鋼管或鐵片連接,這樣一來電腦中的靜電感應現象就會被徹底解決了。   預防靜電感應帶來網路故障   靜電感應現象可謂無處不在,要是我們平時不注意預防的話,它會在悄無聲息中影響我們的正常上網,嚴重的話還能損壞電腦的核心配件。為了讓網路連接遠離感應靜電的襲擊,我們可以採取下面的一些措施來預防:   1、使用屏蔽性能好的線纜   由於上網信號需要通過網路連接線纜進行傳輸,要是線纜自身屏蔽靜電干擾的能力不強時,那麼網路信號的傳輸速度以及穩定性自然會受到影響,因此選用質量好的、屏蔽性強的網路連接線纜是保證網路連接遠離靜電襲擊的重要環節之一!   2、控制好上網環境的濕度   要是上網環境中的空氣過度乾燥或過度潮濕,都很容易引起靜電積累,最終產生靜電感應現象。因此當感覺到空氣過度潮濕的話,可以嘗試移動上網位置,確保電腦能處於空氣流通並有光照的位置處,或者可以使用專業的空氣抽濕器來降低空氣濕度;要是感覺空氣過度乾燥的話,可以嘗試在工作環境中放上一小桶水,在條件允許的情況下可以使用空氣加濕器來補償空氣水分的不足。   3、巧妙將潛在靜電釋放掉   我們在進行上網操作時,如果身穿羊毛衫這樣的毛料衣服時,人體就很容易存在潛在靜電,這些靜電不被及時釋放掉的話,會在無意識中影響上網效率。釋放人體潛在靜電時,只需要將手摸一下身邊的接地金屬物,例如窗戶邊框或自來水管道等。

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