电装生产线防静电技术doc

电装生产线防静电技术与

防静电产品简介

概述

关于电装生产中的防静电技术，已讨论多年,市场上也有很多防静电产品, 但防静电问题并没有得到很有效的解决,原因很多。

本文仅对此与近年来国际先进防静电技术的发展做一简介,希望能对改进国内的电

装生产线的防静电技术有所帮助。

静电的产生与危害

静电产生的原理

从原理上讲，静电的产生主要有以下三种方式：摩擦起电、接触带电、感应带电。对于后二种

方式比较容易预防与控制。在实际生产中最难控制的主要是第一种起电方式－摩擦起电，而且主要由于人体的动作及设备的运动而产生。

常见静电的数量级

首先先让我们了解一下日常生活中所接触到的静电放电情况：

当人能够听到放电声时，此时的静电电压为2至3千伏；当人能够感到静电电击时电压已达3至

4千伏；而当人能够看到静电放电火花时，电压则至少在5千伏以上！它对产品的危害性之大是可想而知的,这需要引起我们在电装工作的工人和技术以及管理人员的高度重视.

不同条件下各种动作所产生的静电情况

现在再来看一下电装生产中几项常规动作所产生的静电电压范围（单位伏）：

相对湿度

动作

人在塑胶地板上行走

人在工作台面的动作

从塑料管中取出 DIP

从塑料盘中取出 DIP

从泡沫塑料中取出 DIP

从塑料包装中取出 PWB

用泡沫塑料包封 PWB

由此可见，一个很常见，很普通的动作，都会引起相当高的静电电压，这也正是在电装生产中静电的产生防不胜防的主要原因。

静电放电的危害

这里需要说明的是，通常我们所说的静电破坏，是指由于静电的放电而造成的破坏。从这个意义上讲，电装领域人们常说的”防静电”，并非是防止静电的产生，而是防止静电的放电,在谈到防静电问题时常使用的英文词ESD是指Electricity Static Discharge, 也是这个意思。通常，静电放电对元器件所造成的损坏主要有：

1.PN结的软击穿，降低产品的可靠性。

2.击穿芯片单晶硅金属镀膜，造成废品。

3.击穿器件内引线，造成废品。

以下列出的是部分元器件对静电的敏感度：

元器件类型损坏电压

RF-FETS (MICROWAVE) 1-5V

MR-HEADS 5V

PENTIUM 5V

V.MOS 30V

MOSFET 100V

EPROM 100V

J.FET 140V

SAW 150V

OP AMP 190V

CMOS 250V

因此，按电子行业标准的要求，常规条件下的电装车间，其防静电等级为100V。而对于特殊产品（如磁头）的生产，则要求人体所带的静电电压值确保不能高

于5伏。对于这一要求，常规的处理方式很难达到，必须采取特殊的方式加以保证。在后面的文章里会就此问题进行讨论。

防止静电损坏的措施

根据静电放电发生的原理与规律，我们在此提出防止静电放电破坏的基本三要素：

1.防－防止静电荷的积聚

2.泄－建立安全的的泄放通路

3.控－对所有防静电措施的有效性进行实时监控

这里需要说明的是, 第三条要素是根据多年防静电技术的发展与总结的基础上提出的，是实现完全、彻底防止静电放电损坏的关键措施。因为，目前大多数厂家，有效性监控实际上没有，他们的防静电措施还只是单纯的泄放。我想强调的是如果没有有效性的监控，其它各项措施的成效就得不到保证。这也正是多年来防静电问题一直没有得到完全解决的主要原因。以下将就上述三项措施的原理与方法进行讨论。

防止静电荷的积聚

由前述可知，静电主要是因磨擦面引起，而不同的材料在经过磨擦后所产生的静电电压各不相同。其原因是不同材料的表面起电量不同。因此，可以在因起电量大而容易产生静电荷积聚在表面覆盖一层起电量小、甚至不起电的材料，即可减少、甚至不会产生静电荷。

防止静电荷积聚的第二种方法是离子中和法。在进行离子中和法讨论之前，首先介绍一个概念－表面电阻率：即材料表面的单位面积上电阻,它与常用体电阻不同，表面电阻率只代表材料表面的电阻，与内部电阻无关。由于静电荷的产生与积聚均在材料的表面，因此表面电阻率决定了材料本身防静电的技术特性。

按国军标规定，按照材料的表面电阻率的不同范围，我们可以将材料划分为以下三种：

1.导电体：表面电阻率小于105欧姆/平方

2.静电耗散材料（放电体）：表面电阻率界于105欧姆/平方与1012欧姆/平方之间，

也就是我们常说的防静电材料。

3.绝缘体：表面电阻率大于1012欧姆/平方

对于导电体与放电体静电荷可以通过泄放通路得到泄放而不会产生静电荷和积聚。而对于绝缘体而言，由于静电荷在其表面不能发生迁移运动，所产生的静电荷不能通过泄放的方式消除，唯一行之有效的方法是采用离子中和法。

离子中和法的原理是：在绝缘体表面所产生的静电荷以正、负电荷对称产生，离子中和法是采用离子风机对静电荷积聚区吹送经电离的含有正、负离子的空气气流，气流中的正、负离子遵循同性相斥、异性相吸的原理与绝缘体表面所积聚的静电电荷进行中和，从而彻底将静电消除。

离子中和法还可应用于佩戴腕带不方便的工位，如大型设备操作及总装调试工位等。在这些工位，可以将离子风机悬吊于工位上方，离子风可以将人体及其它工具上产生的静电荷即时中和。

目前世界上在电装行业所使用的离子风机主要分为直流与交流两类，其中直流风机又可分为稳态直流和脉冲直流两种，目前稳态直流由于其有着独特的优势而被众多企业广泛采用。稳态直流风机的主要优势在于：

1.正、负离子发射头分开设置，离子自中和可能性降低；

2.可在低气流量下正常发挥效用；

3.可近距离操作而不损坏敏感元器件；

OK公司的离子风机除同样具有上述优势外，还具有以下特点：

1.适用于CLASS100级净化车间；

2.离子风的流态呈U形，而非普通的V形，从而使其覆盖积明显增大；

3.带平衡反馈系统，对不平衡状态作出声光报警；

4.离子平衡度可达0V；

5.静电衰减时间极短；

6.具有网络接口，可以实现全面网络化实时监控与管理。

建立安全的泄放通路

由上节可知，材料可以分为导电体、放电体和绝缘体三大类，其中绝缘体表面的静电荷主要靠离子中和法消除，以防止积聚，产生静电放电。而对于导电体与放电体而言，由于静电荷能够在其上迁移，从而可以通过接地的方式将生产中所产生的静电荷泄放。这里需要强调的是泄放的安全性，为了满足这一要求，静电的泄放”必须”通过放电体进行。所谓的安全是指无论是对元器件，还是对操作者人身都必须保证绝对的安全。防静电的安全性有二个指标：一是静电电压必须在10秒钟内降至100V；二是放电电流不能高于

50mA。也就是说，静电荷的泄放既要快，又不能过快，过快的泄放即是静电放电。因此，在静电的泄放路径中需有一定的阻值。这也就是为什么在导电体与绝缘体之间分出了一个放电体范围的原因之所在。

特别应注意的是，许多厂家在进行设备与人的防静电技改中只是简单地在设备与操作台的底铺放了一张铁板！这是很危险的:因为如果设备发生漏电就相当于直接给人体加上一个数百伏电压,所以,静电的对地泄放必须要以有足够的安全性。

另一个需要强调的问题是接地问题。在正规的防静电车间内通常有多个”地”，且几个各不相同。防静电的”地”必须与其它的”地”严格区分开，而且该”地”对埋设方法、埋设位置、埋设深度等均有着严格的规定。绝对不可以将静电地连接在暖气管或电源地线上。

有效性的实时监控

提起防静电一词，但凡点经验的人均会想到接地。确实，接地是电装生产中防静电技术的主要内容之一。多年来，许多电子企业均在此方面投入大量的资金，但是收效如何？恐怕很少有人能够实现100％地消除。例如，在对许多电子产品进行故障分析时，人们常常会马上想到”会不会是静电问题？”。原因很简单，由于大部分企业在进行防静电改造时，只注重了地面与桌面等的接地设施的改造，而没有安装或者不知道需要安装实时监控