余鷺帆

廈門陽光恩耐照明有限公司，福建廈門，361012

0 引言

從廣義層面來講，電子工程指的是電子系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)的綜合。隨著時代的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進步，電子工程的基礎(chǔ)概念也發(fā)生了一定的改變，電子工程所涉及的領(lǐng)域愈發(fā)廣泛、所包含的內(nèi)容也越來越多。結(jié)合電子工程的原始特征，可以將其歸屬為電氣工程的一個子類，通常也將其稱之為“信息技術(shù)”或“弱電技術(shù)”，根據(jù)其包含的技術(shù)內(nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域，可將電子工程細分為“電測量技術(shù)”“電子技術(shù)”“調(diào)整技術(shù)”三部分。從技術(shù)應(yīng)用的層面來看，電子工程的應(yīng)用形式不僅包含各種類型的電動設(shè)備，還包含了融合有計算機技術(shù)、調(diào)整技術(shù)、控制技術(shù)、測量技術(shù)等多種技術(shù)的各類電動開關(guān)。

因具有鮮明的智能化、自動化、信息化特征，近幾年電子工程的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，為人們的生活、工作、學(xué)習(xí)帶來了諸多便利，已逐漸成為現(xiàn)代社會不可或缺重要組成部分，在社會經(jīng)濟的整體發(fā)展中發(fā)揮著極為重要作用[1]。

1 靜電的產(chǎn)生及危害

1.1 靜電的產(chǎn)生原理及主要方式

自然界中大部分物質(zhì)都是由原子組成的，而原子中又包含質(zhì)子、中子和電子，現(xiàn)代科學(xué)觀念下，人們認為質(zhì)子帶正電荷、電子帶負電荷而中子不帶電。正常狀態(tài)下，為保證原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，原子中的質(zhì)子和電子會具有相同的數(shù)量，此狀態(tài)下原子正負電平衡，對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。然而，當原子受到外力作用時，原子核周圍的電子分布情況會發(fā)生改變，正負電子的恒定狀態(tài)會被打破，原子電荷失去平衡，從而導(dǎo)致物體帶電，而這便是靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。通常情況下，產(chǎn)生靜電的方式有以下三種：首先是傳導(dǎo)。電子具有自由移動的能力，當帶電物體與不帶電物體接觸時，電子會在勢能的作用下進行轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致原有電荷平衡狀態(tài)被打破，產(chǎn)生靜電現(xiàn)象；其次是感應(yīng)。即當不帶電物體進入到電場中時，電子會基于電荷間“同性相斥、異性相吸”的原理進行轉(zhuǎn)移，使得原有的電荷平衡狀態(tài)被打破，出現(xiàn)靜電現(xiàn)象；最后是摩擦。摩擦是引發(fā)靜電的最常見方式。當兩種不同材質(zhì)的物體進行摩擦后，原子原有的電荷平衡狀態(tài)會被打破，電子會在動能、熱能、位能的作用下轉(zhuǎn)移到另一個物質(zhì)上，此時失去電子的原子會帶正電，而得到電子的原子會帶負電，從而導(dǎo)致物體帶電，產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。

1.2 靜電的危害

在電子工程領(lǐng)域，靜電現(xiàn)象所造成的危害主要體現(xiàn)在以下三個方面：（1）放電損壞電子元器件。當物體內(nèi)有靜電聚集時，往往會產(chǎn)生非常高的電位，一旦電場強度超過物體周邊介質(zhì)的抗電強度，便會導(dǎo)致原子核脫離束縛成為自由電子，從而產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象。對于電子工程而言，普遍會涉及內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分精密的電子元件，而大部分電子元件的抗電強度非常低，電壓承受極限往往不足100V，遠遠低于靜電放電瞬間所產(chǎn)生的電壓，因此，極容易被靜電放電現(xiàn)象所損壞。例如：科學(xué)試驗表明，當環(huán)境濕度＜10%時，雙列直插器件從聚四苯乙烯海綿橡膠中取出的瞬間，能夠產(chǎn)生高達14500V的靜電電壓，這遠遠超過了雙列直插器件的電壓承受能力，若未能做好靜電防護工作，極容易導(dǎo)致雙列直插器件被靜電電壓擊穿而損壞；（2）靜電吸附影響電子元件使用功能。當物體內(nèi)有靜電聚集時，其會對附近空氣中的水分子、細小雜質(zhì)以及粒徑在0.1μm～1μm間的微小粉塵顆粒產(chǎn)生一定的吸附效果。在電子工程中，若半導(dǎo)體晶片因靜電吸附作用而導(dǎo)致表面附著較多的微小顆?；螂s物，會嚴重影響其各項性能。尤其是玻璃、硅、陶瓷、石英等絕緣材料，在使用過程中極易積累靜電荷，產(chǎn)生靜電吸附現(xiàn)象，從而對其絕緣性及其他性能造成嚴重影響，甚至使其淪為廢品；（3）靜電輻射危害人體健康。長期處于靜電環(huán)境中，在靜電輻射的影響下，人體會產(chǎn)生胸悶、頭疼、煩躁、呼吸困難等不適癥狀，從而對身心健康造成一定程度的影響。同時，空氣中普遍含有各種類型的病菌，當人體處于靜電環(huán)境中時，在靜電感應(yīng)和靜電吸附作用的影響下，空氣中的病菌更易附著在人體皮膚上，長此以往，不僅會影響皮膚的光澤度和彈性，還會增大皮膚病的發(fā)生幾率，進一步對身體和心理造成傷害[2]。

2 靜電防護技術(shù)在電子工程領(lǐng)域中的有效應(yīng)用

2.1 設(shè)計環(huán)節(jié)的靜電防護技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 遵循抑制靜電產(chǎn)生原則

抑制靜電產(chǎn)生原則的核心在于“防”，即通過科學(xué)的設(shè)計手段和技術(shù)方法，防止靜電聚集，以此達到靜電防護的效果。該原則下，靜電防護技術(shù)在設(shè)計環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要有以下幾種形式：（1）將靜電保護設(shè)計到產(chǎn)品和元件中。例如：在電子工程設(shè)計環(huán)節(jié)盡可能使用對靜電不敏感的元件或者為那些靜電放電敏感元件設(shè)計適當?shù)碾妷狠斎氡Ｗo措施，以此降低靜電放電的破壞性。然而，此方法存在一個明顯的矛盾點，即電子元件的小型化、復(fù)雜化、精密化發(fā)展，使其對ESD更加敏感，因此需要技術(shù)人員在設(shè)計環(huán)節(jié)能夠根據(jù)實際情況和使用需求，對電氣元件的設(shè)計精密度和抗靜電能力進行有效平衡，確保其兼具良好的功能性和靜電防護能力；（2）盡可能消除產(chǎn)生靜電的材料和過程。從而工作環(huán)境的角度出發(fā)，盡量減少消除容易引發(fā)靜電現(xiàn)象材料和工序，如：減少普通塑料的使用，減少推拉、拖拽、摩擦電氣元件等。因為相同電勢或零電勢材料之間不會發(fā)生ESD，所以在工作過程中，應(yīng)盡可能保證工作環(huán)境或操作過程中，材料或工序具有相同的靜電電勢；（3）對靜電放電進行物理防護。即防止要發(fā)生的靜電放電接觸到敏感電氣元件。主要有兩種常見方法：一種是為敏感元件或裝配過程設(shè)置適當?shù)慕拥睾头至鞔胧?，以此將元件受到的靜電放電進行分流，從而有效避免敏感元件被靜電擊穿損壞；另一種是利用適當?shù)陌b材料對敏感元件進行包裹，以此達到屏蔽靜電的效果，避免敏感元件在移動、運輸過程中被靜電損壞。

2.1.2 遵循控制靜電積聚原則

控制靜電積聚原則的核心在于“泄”，即通過科學(xué)的設(shè)計手段和技術(shù)方法，泄放或中和已經(jīng)聚集的靜電，以此達到靜電防護的效果。該原則下，靜電防護技術(shù)在設(shè)計環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要有以下幾種形式：（1）接地。接地能夠為靜電提供良好的泄放通道，使帶電體上積聚的靜電荷迅速導(dǎo)入大地，從而有效避免對敏感元件的放電，到達保護敏感電氣元件的目的。接地設(shè)計的科學(xué)性、接地裝置有效性對整個靜電防護效果具有決定性的影響，若接地效果差，將導(dǎo)致整個防靜電體系失效，使得電氣元件處于在一個充滿靜電的危險環(huán)境，因此接地設(shè)計必須要保證測試放電點到最終接地匯接點的每個環(huán)節(jié)都具有良好的通暢性，這樣才能確保靜電的安全泄放。目前，根據(jù)相關(guān)規(guī)范標準的要求，電子工程領(lǐng)域獨立接地電阻的阻值應(yīng)≤10Ω，固定設(shè)備接地導(dǎo)線應(yīng)采用1.25mm以上的多股可撓的編織電線，同時接地必須與防靜電腕帶、工作臺表面、地板連接牢固；（2）利用極性相反的電荷進行中和。對于無法用接地方法進行靜電防護的絕緣材料，如普通塑料等，可利用電荷中和的方法進行靜電防護。目前，該方法最常見的應(yīng)用形式為靜電消除器（SVCOR），即利用高壓發(fā)生裝置，制造一個低電流、高電壓的穩(wěn)定高強電場，利用電場將空氣電離成離子體，然后利用氣流將離子體帶到帶電物體表面，通過正負電荷的中和來實現(xiàn)靜電防護目的；（3）控制環(huán)境溫濕度。環(huán)境溫度和濕度均是影響ESD的重要因素，經(jīng)科學(xué)試驗表明，相同大氣環(huán)境條件下，溫度越低濕度越大，而濕度增大可一定程度上增加材料表面的導(dǎo)電率，增強空氣的導(dǎo)電性能，使得物體上聚集的靜電荷得到更快泄放。由此可見，溫度越低、濕度越大，越有利于靜電危害的防護。因此，在滿足工藝條件和設(shè)計需求的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能通過地面灑水、風扇噴霧器噴射水霧、空調(diào)加濕等方法提升環(huán)境相對濕度，以此提升靜電防護效果。

2.2 生產(chǎn)環(huán)節(jié)的靜電防護技術(shù)應(yīng)用

2.2.1 強化靜電環(huán)境創(chuàng)建

為有效降低靜電對電子工程的負面影響，進一步提高靜電防護效果，相關(guān)工作人員應(yīng)認真做好靜電環(huán)境創(chuàng)建工作，以最大限度保證工作空間的整潔性和清潔性，具體而言包含三方面工作：（1）進行環(huán)境建設(shè)時盡可能選用具有較強防靜電能力的涂料。在電子工程中，部分工作區(qū)域具有較高的靜電防護要求，針對這類工作區(qū)域在進行環(huán)境創(chuàng)建時應(yīng)優(yōu)先選用靜電防護性能出色的材料。例如：在對該工作區(qū)域頂棚和內(nèi)壁進行設(shè)計施工時，不僅需要在其外部設(shè)置一層防火墻板，還可以通過噴涂防靜電環(huán)氧樹脂涂料的方式進一步增強頂棚和內(nèi)墻的防靜電能力。又如：在進行送風管道設(shè)計施工時，應(yīng)在管道表面均勻涂抹一層三聚氰胺樹脂涂料，以此避免空氣中出現(xiàn)靜電聚集，將靜電危害降至最低；（2）盡可能提高地面防靜電水平。工程人員應(yīng)結(jié)合工作區(qū)域?qū)嶋H情況和具體的防靜電要求，對底板系統(tǒng)電阻進行深入的分析。在保證安全的前提下盡可能選用導(dǎo)電性能出色的地底板材料。目前，防靜電瓷質(zhì)底板在電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛，即在傳統(tǒng)瓷質(zhì)底板瓷層內(nèi)部加入適量無極高溫導(dǎo)電材料，以此大幅度提升底板的導(dǎo)靜電水平。相較于傳統(tǒng)底板材料，防靜電瓷質(zhì)底板不僅具有出色的防靜電性能，還具有良好的防火性能和整體穩(wěn)定性，且使用壽命非常長，因此該材料的應(yīng)用可顯著提升電子工程工作區(qū)域的防靜電能力；（3）從產(chǎn)品本身出發(fā)，做好組裝管理工作。工作人員在進行電子元器件組裝時，應(yīng)具備良好的防靜電意識和基礎(chǔ)知識，能夠從整體的角度出發(fā)，思考和預(yù)判可能出現(xiàn)靜電問題的操作環(huán)節(jié)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合防靜電知識、技能以及配套的防靜電器具，對工作環(huán)境、操作流程進行科學(xué)優(yōu)化，以此提升防靜電水平，避免組裝過程中發(fā)生靜電問題。

2.2.2 配備相關(guān)用品器具

在開展電子工程的過程之中，應(yīng)嚴格按照相關(guān)規(guī)范標準做好相關(guān)靜電防護用品或器具的配備工作，以此提升作業(yè)過程中的靜電防護水平，最大限度降低靜電危害。

在靜電防護用品方面，現(xiàn)階段電子工程常用的靜電防護用具有：（1）防靜電腕帶（見圖1）。根據(jù)相關(guān)要求防靜電腕帶彈簧軟線長度應(yīng)≤250cm，保護電阻（泄露電阻）阻值應(yīng)達到106Ω；（2）防靜電工作服。根據(jù)相關(guān)要求防靜電工作服摩擦帶電的電量應(yīng)＜0.6μC/件；（3）防靜電鞋。根據(jù)相關(guān)要求防靜電鞋鞋底電阻阻值應(yīng)在105～108Ω之間；（4）防靜電消除液。根據(jù)相關(guān)要求防靜電消除液涂擦后，應(yīng)使物體表面的電阻達到106～109Ω量級且能夠保持數(shù)月，同時防靜電消除液應(yīng)具有無毒、無害、透明的特點；（5）防靜電手套/指套（見圖2）。根據(jù)相關(guān)要求防靜電手套/指套應(yīng)采用防靜電布或防靜電針織物制作而成，面電荷密度應(yīng)＜7μC/m2。

在靜電防護器具方面，主要以離子風機（即前文提及的靜電消除器SVCOR）最為常用。實際工作中主要利用該器具來應(yīng)對絕緣體材料上產(chǎn)生的靜電問題。

2.2.3 落實人員培訓(xùn)工作

作為電子工程的主要實踐者和操作者，作業(yè)人員的防靜電意識、理論知識及實踐技能對于靜電防護工作開展效果具有決定性的影響。因此，想要切實提升電子工程各環(huán)節(jié)的防靜電水平，必須要有效落實人員培訓(xùn)工作。首先，相關(guān)企業(yè)應(yīng)設(shè)立一套完整的人員培訓(xùn)機制，并嚴格按照培訓(xùn)機制中的要求和計劃，對作業(yè)人員展開系統(tǒng)的培訓(xùn)工作，通過全面的培訓(xùn)教育引導(dǎo)作業(yè)人員樹立良好的防靜電意識，掌握扎實防靜電知識和技能，從而實現(xiàn)防靜電水平的全面提升。其次，要求加強對人員防靜電工作執(zhí)行情況監(jiān)管，通過完善考核制度、監(jiān)管制度、責任制度的方式，加強監(jiān)管力度，使每個作業(yè)人員都能夠明確自身崗位的防靜電工作標準和要點，嚴格執(zhí)行相關(guān)的防靜電措施，以此確保防靜電工作的實效性[3-6]。

3 結(jié)語

綜上所述，電子工程具有鮮明的智能化、自動化、信息化特征，隨著近幾年的飛速發(fā)展，其已經(jīng)成為現(xiàn)代社會不可或缺重要組成部分，在社會經(jīng)濟的整體發(fā)展中發(fā)揮著極為重要作用。然而在電子工程實際作業(yè)過程中，受摩擦、傳導(dǎo)、感應(yīng)等原因的誘導(dǎo)，極容易發(fā)生靜電問題，對作業(yè)效果及敏感元器件產(chǎn)生嚴重的不良影響，因此，靜電防護工作對于電子工程具有重要的意義。新時期背景下，現(xiàn)骨干企業(yè)應(yīng)在深入了解靜電產(chǎn)生原因和危害的基礎(chǔ)上，遵循抑制靜電產(chǎn)生原和控制靜電積聚原則，通過強化靜電環(huán)境創(chuàng)建、配備相關(guān)用品器具、落實人員培訓(xùn)工作等策略，全面提升自身靜電防護技術(shù)水平，為電子工程的順利、高效開展提供有力保障。