智能工厂展|解析电子产品为什么要防静电?
智能工厂展浅谈什么是静电
静电,就是一种处于静止状态的电荷,在正常状态下,原子中电子和质子数量相等,对外不显电性。而两个物体相互摩擦会导致电子脱离轨道,产生电子分布不平衡的效果。摩擦物绝缘性能比较好的情况下,电荷便会积累下来,一者带正电荷,一者带负电荷。
在干燥和多风的秋天,人们常常会在日常生活中碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱,拉门把手、开水龙头时都会“触电”,时常发出“啪、啪、啪”的声响,这就是发生在人体的静电,在特定情境下,发生的放电现象。
所以,静电在我们的日常生活中可以说是无处不在,我们的身上和周围就带有很高的静电电压,几千伏甚至几万伏。有人对日常生活产生的静电做过调查和实测,在地毯上走动可产生1500~35000伏静电,在乙烯树酯地板上走动时可产生250~12000伏静电,室内座椅摩擦会产生1800伏以上的静电,从沙发上起来时,人体静电可高达1万多伏,脱化纤衣服时的静电电压可高达数万伏。
智能工厂展浅谈静电放电模式
随着电子工业逐步向更小更精密发展,电子产品抗静电能力更是下降,以静电的高电压轻而易举就能击穿电子元件造成伤害,静电放电对产品造成损坏的可能不断提高。
实际过程中静电的来源有很多,放电的形式也有多种。通过对静电的主要来源以及实际发生的静电放电过程的研究认为,对元器件造成损伤的主要是三种模式:即带电人体的静电放电模式、带电机器的放电模式和充电器件的放电模式。
1、带电人体的放电模式(HBM)
由于人体会与各种物体间发生接触和磨擦,又与元器件接触,所以人体易带静电,也容易对元器件造成静电损伤。人体与被放电体之间的放电有两种。即接触放电和电弧放电。接触放电时人体与被放电之间的电阻值是个恒定值。电弧放电是在人体与被放电体之间有一定距离时,它们之间空间的电场强度大于其介质(如空气)的介电强度,介质电离产生电弧放电,暗场中可见弧光。电弧放电的特点是在放电的初始阶段,因为空气是不良导体,放电通道的阻抗较高,放电电流较小;随着放电的进行,通道温度升高,引起局部电离,
通道阻抗逐渐降低,电流增大,直至达到一个峰值;然后,随着人体静电能量的释放,电流逐渐减少,直至电弧消失。
2、带电机器的放电模式(MM)
机器因为摩擦或感应也会带电。带电机器通过电子元器件放电也会造成损伤。机器放电的模式与人体模式相比,机器没有电阻,电容则相对要大,同等电压对机器的损害,机器模型远大于人体模型。
3.充电器件的放电模型(CDM)
半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中,由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦,就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。这种形式的放电可用所谓充电器件模型(Charged-Device Model,CDM)来描述。此种模式的放电时间更短,放电上升时间小于1纳秒,尖峰电流15安培,持续时间小于10纳秒。
智能工厂展浅谈静电的危害
静电的产生在工业生产中是不可避免的,其造成的危害主要可归结为以下两种机理:
1、静电放电(ESD)造成的危害:
(1)引起电子设备的故障或误动作,造成电磁干扰。
(2) 击穿集成电路和精密的电子元件,或者促使元件老化,降低生产成品率。
(3)高压静电放电造成电击,危及人身安全。
(4) 在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
2、静电引力(ESA)造成的危害:
(1) 电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。
(2)胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。
(3) 造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。
(4)纺织工业:造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。
静电的防护
生产过程中静电防护的主要措施为静电耗散、中和、增湿,屏蔽与接地。
静电防护系统涉及到的产品主要有防静电手腕带、脚腕带、工作服、工作鞋、防静电除尘布袋、除尘垫、防静电门帘、防静电网格帘等组成。生产过程中静电防护的主要措施为静电耗散、中和、增湿,屏蔽与接地。
静电防护系统涉及到的产品主要有防静电手腕带、脚腕带、工作服、鞋袜、帽、手套或指套等组成。智能工厂展小编觉得,静电防护工作是一项长期的系统工程,任何环节的失误或疏漏,都将导致静电防护工作的失败。
目前,静电学主要研究静电应用技术,如静电除尘、静电复印、静电生物效应等。智能工厂展小编觉得,随着静电学的进一步发展,静电防护系统也将表现出更加完善的功能。