陳羿錦 湖南省湘潭縣第一中學(xué)
淺析靜電對(duì)電子元件的危害與保護(hù)
陳羿錦 湖南省湘潭縣第一中學(xué)
靜電是自然界中廣泛存在的現(xiàn)象,在工業(yè)生產(chǎn)、自然界、日常生活中都非常常見,在早期,靜電現(xiàn)象并沒有引起人們的關(guān)注,在科技水平的發(fā)展下,靜電對(duì)于電氣元件造成的危害開始引起了學(xué)界的關(guān)注。本文就靜電對(duì)電子元件的危害與保護(hù)措施展開分析。
靜電 電子元件 危害 保護(hù)
隨著時(shí)代的進(jìn)步,社會(huì)進(jìn)入了電子時(shí)代,電子產(chǎn)品的發(fā)展呈現(xiàn)小型化、集成化、多元化趨勢(shì)。所謂靜電就是靜止的電荷,靜電的自放電過程即ESD對(duì)電子元件的影響與危害是不容小覷的。許多時(shí)候如果我們忽略了這個(gè)小小的隱患,就會(huì)對(duì)電子元件造成了不可修復(fù)的損害。
所以,本文將詳細(xì)針對(duì)靜電有可能產(chǎn)生的危害及對(duì)預(yù)防靜電進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。
靜電是由于兩種節(jié)電常數(shù)不同的物質(zhì)在接觸、分離、摩擦過程中產(chǎn)生的帶點(diǎn)粒子轉(zhuǎn)移、遷移、擴(kuò)散問題,從而導(dǎo)致物體電荷聚集,引起放電問題。以常見固體之間的靜電為例,在物體的接觸和分離到達(dá)一定條件之后,電荷就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移,兩個(gè)物體上,會(huì)帶上不同的電荷,繼而引發(fā)靜電問題。在固體之間,靜電產(chǎn)生的主要方式就是摩擦起電,除此之外,還有電壓起電、點(diǎn)解起電、剝離起電、熱電起電、吸附起電、感應(yīng)起電等多種類型。靜電是一種常見的自然現(xiàn)象,它廣泛存在于自然界、工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中.早年,靜電并沒有引起人們的注意,隨著高科技的發(fā)展,靜電在一些行業(yè)和日常生活中帶來(lái)了極大的危害與不便,這才引起了人們的關(guān)注.但靜電也并非一無(wú)是處,它也有可愛和可用之處.
那些小型化,集成化,多元化,智能化的電子產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)又被稱為靜電敏感器件(static,sensitive device簡(jiǎn)稱SSD),它們極容易受到靜電的破壞,特別是IC,根據(jù)其種類不同受靜電破壞的程度也不一樣,弱至100v的靜電也會(huì)造成破壞。
靜電是有原子增加或者減少電子而產(chǎn)生的。在正常狀況下,一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同,正負(fù)平衡,所以對(duì)外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是一旦受外力作用電子就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移。有的會(huì)增加電子帶負(fù)電,有的減少電子帶正電。這個(gè)外力包含各種能量(如動(dòng)能、位能、熱能、化學(xué)能等)在日常生活中,任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離,即可產(chǎn)生靜電。
雖然靜電極為容易產(chǎn)生,但是其帶來(lái)的危害不高。重要的危害來(lái)自靜電放電過程(ESD)。而且ESD對(duì)集成化電子元件影響尤為重大,不論哪種高密度集成電子元件都會(huì)因?yàn)镋SD而失效,從而影響整個(gè)產(chǎn)品的壽命和價(jià)值。
靜電具有電壓高,泄露慢的特點(diǎn)。同時(shí)這兩個(gè)特點(diǎn)也是ESD危害高的主要原因。輕者,機(jī)器物品損壞。嚴(yán)重的甚至能危及使用者的生命。靜電釋放(ESD)是指帶有靜電的不同物體在接觸、分離或者靜電感應(yīng)而引起的物體靜電荷的轉(zhuǎn)移。當(dāng)能量到達(dá)一定程度時(shí)會(huì)沖破其產(chǎn)生的基礎(chǔ),同時(shí)造成巨大影響。
ESD產(chǎn)生的影響分為3種
(1)操作ESD故障
操作電腦的人帶有靜電,當(dāng)他接觸電腦的外表如鍵盤、鼠標(biāo)、復(fù)位鈕時(shí),則有可能由于ESD造成如下電腦故障:電腦重啟動(dòng)、暫停、死機(jī)等異常情況,輕則需要復(fù)位或重裝某軟件,重則需要更換硬件。
(2)維護(hù)ESD故障
操作電腦的人帶有靜電,而他又觸及到機(jī)箱內(nèi)部的金屬導(dǎo)電部分,例如用手摸內(nèi)部的板、卡,會(huì)造成上述故障。
(3)檢修ESD故障
操作電腦的人帶有靜電,而他又觸及電腦的CPU、板卡等發(fā)生的ESD會(huì)造成零部件的損壞。ESD過程很容易造成危害,不過我們也擁有很多的解決方法。
為防范ESD過程的危害可以從電子元件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)兩方面來(lái)解決。
在電子元件生產(chǎn)時(shí)應(yīng)在靜電通路上設(shè)置合理電阻,減小甚至阻斷靜電流動(dòng)。此方法最徹底但是不是很適合當(dāng)前社會(huì)小型化發(fā)展的需要;采用電阻、電容、二極管合成電路。但此電路設(shè)計(jì)成本太高,不適合廣泛推廣。
使用防靜電板。使工作中產(chǎn)生的靜電能通過防靜電板傳入大地,使產(chǎn)品自身攜帶的靜電變??;使電氣設(shè)備,機(jī)器接地;工作人員穿戴防靜電服。防止靜電對(duì)自己的傷害同時(shí)也防止了自己攜帶的靜電產(chǎn)生轉(zhuǎn)移;增加濕度。濕度影響物體的導(dǎo)電率。通常情況下,濕度越大靜電導(dǎo)電速度越快。濕度到達(dá)70%左右可以迅速導(dǎo)電。減少危害。其中增加濕度的方法很多,最經(jīng)濟(jì)的理應(yīng)為超聲波加濕。
在包裝方面--采用放靜電材料作為包裝材料。在包裝時(shí)必須將產(chǎn)品放在接地板或接地貨架上。防止靜電產(chǎn)生;在運(yùn)輸方面--謹(jǐn)防物品掉落、脫離包裝。防止接觸外界靜電影響;在儲(chǔ)存方面--①合理控制濕度,過低容易產(chǎn)生和積聚靜電。一般濕度控制于60%最為適宜。②在儲(chǔ)存時(shí)盡量使用原包裝,如果必須更換包裝一般使用絕緣包裝,切勿放入塑料袋、書桌、地面等地。③在庫(kù)房?jī)?nèi),應(yīng)在物品包裝外貼上防靜電標(biāo)志,一般不和其他商品一起儲(chǔ)存,且需要專門人員看管與維護(hù)。
加大宣傳力度,提高人們對(duì)ESD了解,增強(qiáng)人們的防范意識(shí)。做到自我防范靜電和自我保護(hù)。提高相關(guān)技術(shù)人員的素質(zhì),合理妥善維修機(jī)器。
當(dāng)小型化,集成化的電子元件為我們的社會(huì)帶來(lái)巨大利益的同時(shí)也為我們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了巨大的影響。小型化電子產(chǎn)品是當(dāng)今市場(chǎng)的需求,但是資源不再生的特點(diǎn),要求產(chǎn)品的使用周期越來(lái)越長(zhǎng)。當(dāng)ESD帶來(lái)的危害逐步變大時(shí),我們應(yīng)該想盡辦法讓它變小。設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程是基礎(chǔ),自身素質(zhì)和意識(shí)的提高才是根本。希望大家盡量提高自身的知識(shí)一起解決這個(gè)矛盾的問題!
[1]李少非,王水成.化工生產(chǎn)設(shè)備的防靜電技術(shù)[J].科技信息.2011(18)
[2]陳水玲.淺談化工廠靜電危害及防范措施[J].廣東科技. 2012(05)
[3]胡允娥.論靜電對(duì)電子行業(yè)的危害及防護(hù)[J].科技信息.2010(15)
[4]馬愛芳.靜電危害及防控措施[J].湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).015(03)