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防静电地板的生产过程中的防静电措施和静电的来源

2015/11/2 21:17:41      点击:

防静电地板的生产过程中的防静电措施和静电的来源  


静电现象是客观存在的,防止静电对元器件损伤的途径只有两种:一方面,从元器件的设计和制造上进行抗静电设计和工艺优化;另一方面,就是采取经典防护措施,使器件在制造、运输和使用过程中尽量避免静电带来的损伤。我们作为元件的使用方,只能采取后一种办法来防止或减少静电对元器件的损害。

1   护的作用和意义

为什么要在制造过程中采取防静电措施?

1.1 多数的电子元器件是静电敏感器件

多数未采取保护措施的元器件静电放电敏感度都很低,很多在几百伏以内,而且大部分单管不能增加保护电路,如二极管。一些电路采取了保护电路,但也只能达到2000~4000伏,而在实际使用环境中产生的静电电压可能达到上万伏。所以我们说,绝大多数元器件是静电敏感器件,需要在制造、运输和使用过程中采取防静电保护措施。

1.2 静电对电子行业造成的损失很大

电子行业如微电子、光电子的制造和使用厂商因为静电造成的损失和危害是相当严重的。根据美国的报道,他们的电子行业中,由于ES的影响,每年的损失达50亿美元;据日本统计,他们不合格的电子器件中有45%是由于静电而引起的;我国每年因静电危害造成的损失至少也有几千万。美国半导体可靠性新闻对1993年从制造商、测试方和使用现场得到的3400例失效案例进行的统计,从中可以看出,EOS/ESD造成的失效达到20%。

1.3 静电会对电子元器件造成潜在损伤

潜在的损伤严重威胁器件的寿命和可靠性,并且不能通过检验等手段挑选出来,危害巨大。

静电的来源是多方面的,人体静电与环境湿度有关

1.     静电的来源

在电子制造业中,静电的来源是多方面的,如人体、塑料制品、有关的一起设备以及电子元器件本身。

4.1人体静电

人体是最重要的静电源,这主要有三个方面的原因。其一,人体接触面广,活动范围大,很容易与带有静电荷的物体接触或摩擦而带电,同时也有许多机会将人体自身所带的电荷转移到期间上或者通过器件放电。其二,人体与大地之间的电容低,约为50~250pf,典型值为150pf,所以少量的人体静电荷即可导致很高的静点势。其三,人体的电阻比较低,相当于人体处于静电场中也容易感应起电,而且人体某一部分带电即可造成全身带电。

人体静电与人体所接触的环境及活动方式有关:如走路、抬脚、坐下等动作在手上产生的静电分别可以达到800V、3200V、3800V。

人体静电与环境湿度有关,湿度越低则静电势越高,从表2中可以清楚的看到这一点

人体静电与所穿衣服和鞋帽的材料有关,化纤和塑料制品较之棉制品更容易产生静电。工作服和内衣摩擦时产生的静电是人体静电的主要原因之一,表3中列出了质地不同的工作服和内衣摩擦时人体所带的静电势。

表3 质地不同的工作服和内衣摩擦时人体的静电势(KV)

             内衣

工作服

棉纱

丙烯

聚酯

尼龙

维尼棉

纯棉(100%

1.2

0.9

11.7

14.7

1.5

1.8

维尼龙/棉(55%/45%

0.6

4.5

12.3

12.3

4.8

0.8

聚酯/人造纤维(65%/35%

4.2

8.4

19.2

17.1

4.8

1.2

聚酯/棉(65%/35%

14.1

15.3

12.3

7.5

14.7

13.8

人体静电与个人体质有关,主要表现在人体等效电容与等效电阻上,人体电容越小,则因摩擦越容易带电,带电电压越高,人体电阻越小,则因感应带电越容易。由于人体电容的60%是脚底对地电容,而电容量正比于人体与地之间的接触面积,所以单脚站立的人体静电势远大于双脚站立的人体静电势。(c=q/u,q为人体所带的电荷数量,电容越小,电压u越高)

人体静电与人的操作速度有关,操作速度越快,人体静电势越高。

人体各部位所带的静电电荷是不均匀的,一般认为手腕侧的静电势最高。

4.2 仪器和设备的静电

仪器和设备也会由于摩擦或静电感应而带上静电,如传输带在传动过程中由于与转轴的接触和分离产生静电,或是接地不良的仪器金属外壳在电场中感应产生静电,仪器设备带电后,与元器件接触也会产生静电放电,并造成静电损伤。

4.3 器件本身的静电

电子元器件的外壳(主要指陶瓷、玻璃和塑料封装管)与绝缘材料互相摩擦,也会产生静电,器件外壳带电后,会通过某一接地的管脚或外接引线释放静电,也会对器件造成静电损伤。

4.4 其它静电来源

除上述三种静电来源外,在电子器件的制造、安装、传递、运输、试验、存储、测量和调试等过程中,会遇到各种各样的由绝缘材料制成的物品,如表4所列,这些物品相互摩擦或与人体摩擦都会产生很高的静电势。

表4 电子元器件操作环境的其它静电源

物体

材料

工作桌、椅

油漆或打腊的表面、有机玻璃纤维材料

地板

水泥地板、油漆或打腊的木地板、熟料地砖或地板革

工作服

化纤工作服、非导电工作鞋、清洁棉质工作服

包装容器

熟料包装袋、盒、箱、瓶、盘、泡沫塑料衬垫

器皿、工具

喷雾清洗器、热吹风、熟料或橡胶传导轨、熟料吸锡器、毛刷、未接地的烙铁