電子工業中的靜電控制與靜電消除

電子工業中的靜電控制與靜電消除

　　摘要：ESD是電子工業中普遍存在的“硬病毒”，在某個內外因條件具備的時刻便會發作，可以遵循以下四項原則，建立起有效的靜電控制程序。

　　要做到更為有效的ESD控制，首先在器件和產品的設計中，應充分體現靜電防護的思想，在器件內部設置靜電防護元件（ESDProtectionDevice），盡量使用對靜電不敏感的器件以及對所使用的靜電放電敏感（ESDS,ESD-sensitive）器件提供適當的輸入保護，使其更合理地避免ESD的傷害。

　　目前許多廠家已經研制出具有內部保護電路的器件，一系列相應的測試標準也頌布執行，如MAXIM公司研制的模擬開關MAX4551，具有15kV的ESD保護功能，它們必須在正常工作、停機模式和斷電狀態下，依據IEC1340-3-1人體模型、IEC1000-4-2空氣間隙放電、IEC1000-4-4快速瞬變（FTB）放電等標準，接受多項模似ESD測試，確保符合IEC1000-4-2Level4要求。

　　此外，生產環境的防靜電設計也是ESD控制的關鍵所在，設計的依據是電子器件絕緣膜靜電擊穿電壓（Vesd）、整機中敏感器件的Vesd以及生產設備的耐靜電性能。制造必須定義和堅持一個特殊的ESD控制級別，該級別由生產過程中最為敏感的元件所決定，生產環境必須保障該級別的安全性。當不知道最敏感元件的級別時，制造商應該執行EIA-625標準，它將ESD保護的工作區域定義為“安全區”，不包含可能產生高于200V的放電源。

　　堅持預防為主，消除產生靜電的過程，在生產和儲運過程中盡可能地減少產生靜電的工序和材料，可以在很大程度上消除靜電的產生與積累。

　　安全地泄放或中和靜電

　　同樣，無論措施多少嚴密，完全消除靜電幾乎是不可能的，所以我們的第三條原則是，安全地泄放或中和靜電，其中接地是最基本最有效的方法。

　　IEC1340-5-1對接地電阻作了規定，國內航天工業標準QJ1950-90也有類似規定，綜合考慮，電子工業中生產和使用場所的接地電阻應在10以下，接地導線必須連接牢固，并有足夠的機械強度，否則在松斷部位可能會產生火花，固定設備接地導線應是1.25mm以上的多股可撓的編織電線，地線提供給防靜電腕帶、地板和工作臺表面。

　　適度控制環境溫濕度，也可以有效遏制靜電的殺傷力。溫度與溫度對ESD都有影響，在同一個大氣環境中，溫度較低區域會比溫度較高的區域相對濕度更大，而濕度增加則便非導體材料的表面電導率增加，空氣導電性能增強，物體上積蓄的靜電荷可以更快地泄漏，可見環境溫度越低，濕度越大，對靜電的防護就越有利。

　　因此在工藝條件許可時，可以使用工業加濕器、風扇噴霧器噴射水霧、地面灑水等方法提高空氣的相對濕度，降低靜電的危害。當然，通常應將溫度控制在18-28度范圍，濕度控制于40-65%RH范圍內。

　　實時檢測生產進程與環境

　　生產過程中關注的靜電參數有電場強度、靜電電位、電荷量和電阻率。電荷量是靜電最本質的物理量，但現場測量不方便，通常代以測量物體表面的靜電電位，測量時常采用非接觸式靜電電壓表，不與被測物體接觸，因而對被測物體的靜電影響很小。

　　檢測是ESD控制的必要手段，應在生產的各個環節中實時進行。操作員每次進入EPA之前需測試手/腳腕帶、防靜電鞋、防靜電工作服的性能；必須有專人負責EPA的檢測與維護，定期檢查各種ESD設備、用具、接地裝置是否滿足防靜電的要求；管理人員應定期檢查各個工位的防靜電情況，發現不符合要求時，要實時整改；檢測結果要整理歸檔并作為質量管理體系認證的一部分加以核查。

　　以上四條原則是建立ESD控制程序的基礎，一個有效的ESD控制體系，光有防靜電硬件系統是遠遠不夠的，還得有一套行之有效并得到貫徹實施的培訓、管理制度和操作程序。靜電防護是一項系統工程，必須貫徹整體防護思想，綜合運用均壓、接地、泄流、屏蔽和箝位等技術，構成一個完整的防護體系，才能取得明顯的效果。

　　環境濕度控制產品：超聲波加濕器