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电子产品的静电防护(3)

2007-8-7 10:05:43互联网 点击数: 【字体:


四、 静电接地技术
    静电接地技术是静电泄露工艺中的主要环节,系统接地的质量将直接影响电荷的释放能力。
    1 有关概念
    (1)地线 地线是指能够接受或提供大量电荷的物质,如大地、设备底座、机壳等。理想的地应该是一个优良的导体,即电流流过地线时不产生电位降,地线上各点电位相同。防静电接地是厂房基建工程中重要的指标之一。在防静电工程中常把地线称为地线母线,在作业区内地线母线专供静电工程中的器具和人体泄露静电荷之用。
    (2)接地电阻 是接地体与大地之间的接触电阻。它是接地质量好坏的标准,一般工业生产中静电起电电流I的最大值为10-4A。安全电压为U=100V,故接地电阻 R≤U/ I = 106 Ω。
    (3)地线的埋设 埋设地线的原则为:地线埋设点的土壤电阻系数要越小越好,接地体与土壤接触面积越大越好,接触密度越高越好。
    2. 静电工作区静电地的铺设
    (1)地线的引入 在工作区的静电地应设为静电专用地,不得与其它地线共用。地线应铺设到岗位,材料可为3mm厚、约25mm宽的紫铜带或截面面积大于4mm2~6mm2的铜芯软线,,以便静电顺畅泄露。
    (2)静电地在静电安全区的通用规则
    ① 在作业区内的任何引入和铺设方法都必须保证系统的接地电阻值在规定的范围内, 并能保证该部位静电的产生和泄露速度相等,及地线的大小要以电荷不滞留为目的。
    ② 作业区内接地端子应保证接地可*,容易连接。
    ③ 大型设备的地线应采用大截面的多芯导线连接,一般截面不小于14mm2。
    ④ 烙铁、吸锡器等手动工具,测试仪表等非电力线外壳应实现硬接地。
    ⑤ 安全工作区工作台应单独接地,腕带及地垫等分别接地。▲
   
    五、防静电制品的分类与应用
    要了解防静电制品,首先要了解防静电材料。防静电材料按其导电性能可分为以下三种:
    (1)静电导电材料 表面电阻RS≤1×105Ω、体积电阻RV ≤1×104Ω的材料。
    (2)静电耗散材料 表面电阻1×105Ω<RS≤1×1012Ω、体积电阻1×104Ω<RV ≤1×1011Ω的材料。
   (3)绝缘材料 表面电阻RS>1×1012Ω、体积电阻RV>1×1011Ω的材料。
    了解了静电材料的特性,对防静电系统的制品选择就有了依据。
    1.人体防静电系统
    人体防静电系统主要由防静电腕带、防静电工作服、鞋袜等组成。必要时还需要辅以防静电工作帽、手套、脚套等物品。这种整体的防静电系统兼备静电泄露、中和和屏蔽的作用。
    (1)防静电腕带 它的制作使用静电导电材料,通过与皮肤直接接触,把人体静电直接导走。所以腕带使用时必须与皮肤接触良好,使皮肤上的瞬时静电电压小于100V。
    (2)防静电工作服
    ① 服装静电的产生与危害 人在从事各种劳动活动时,人体与衣服、衣服与衣服、以及衣服与周围物体间的摩擦可造成电荷的大量产生与积聚,因此当衣服为绝缘物质时,静电电荷将无法泄露而存在于人体上,随时可能造成放电危害。
    ② 防静电工作服的消电机理 防静电工作服是用静电导电织物为面料而缝制的。其消电机理为:a. 经由导电纤维形成电荷通道向大地泄放静电荷;b. 由纤维的电晕放电中和静电荷。
    (3)防静电鞋、袜 防静电鞋和袜都是用电阻变化小的静电导电材料制作。鞋的制作中,其鞋底的材料很关键,即要把人体的静电通过鞋底泄露掉。防静电鞋的体积电阻应满足要求,一般取值为 Rv=0.5×105~1.0×109Ω。
    (4)防静电工作椅、桌垫、地垫 防静电工作椅的材料使用静电导电织物为面料, 其表面电阻应界于105~1.0×109Ω之间,以导走或中和静电荷。而防静电桌垫和地垫放置在工作岗位处的桌面和地板上,以泄露人体静电荷为目的。它的上表面为使用面,下层为低电阻导电层,其电阻一般应在105~1.0×108Ω的范围内。
   2. 防静电操作系统
    电子产品的防静电操作系统是指在各工序经常与元器件、组件、成品等发生接触、分离或摩擦作用的工作台面、生产线、工装工具、包装带/盒、转运车、清洗液和宣传品等。一般情况下这些物品大多采用高绝缘物质的橡胶、塑料、木材、玻璃等制成,极易在生产中产生电荷积聚且难以接地泄露,是造成静电敏感器件损害的重要原因。因此必须对其进行防静电处理,或用相应的防静电物品代替,这一系列的防静电制品便构成一个完整的静电操作系统。以下介绍其主要组成部分的特性。
   (1) 防静电台垫 在进行静电敏感器件的操作时,工作台上应铺设具有静电导电和静电耗散功能的材料制成的防静电台垫。使所有与器件接触的端子、工具、仪器仪表、人体达到一致的电位,并通过接地使静电能迅速泄露。台垫的表面电阻一般为105~108Ω,体积电阻一般为106~108Ω。台垫的制作材料是静电导电和静电耗散材料构成的橡胶、塑料、织物、金属丝编织物及其添加物等,其结构有多层和单层之分。
    单层结构的防静电台垫是在橡胶材料中添加适量的碳黑、金属粉或导电纤维,使其产生由碳黑粒子等形成的导电网络而制成。多层防静电橡胶垫的制作分为三层:顶层是由橡胶中添加抗静电剂或导电材料的粉末,中层是在橡胶中添加导电纤维,而底层是在橡胶中添加导电碳黑。其目的都是让静电荷能迅速被中和或泄露。
   (2)防静电软塑料包装 防静电软塑料包装是指包装或存储静电敏感器件和含静电敏感器件的印制载板的塑料包装袋。由于其与器件的直接接触引起的摩擦会产生很强的静电,若使用一般材料的包装袋包装,很可能引起器件的损坏,所以必须使用防静电材料制作的包装袋。防静电包装袋的性能指标为:材料的表面电阻率为ρS<108Ω•cm,体积电阻率为ρV<109Ω•cm。常用的防静电包装袋有如下两种:
    ①单层塑料包装袋 在聚乙烯、聚炳烯或聚氯乙烯中填入碳黑, 使聚合物中的碳黑离子形成聚集体, 为泄露静电形成一连续通道。这样制作的体积电阻率可降至105Ω•cm。
    ② 双层塑料膜包装袋  其分为内外层,内层是防静电塑料薄膜,而外层是极薄的金属膜,两层共同作用既能泄露静电荷,又可起静电屏蔽作用。
    (3) 防静电包装盒、条、管 一般为器件生产厂家对其产品出厂前进行的包装。由于厂家不同, 所以其形状各不相同, 但表面电阻率都应满足ρS≤106~108Ω•cm要求。
    (4)生产线用防静电周转小推车 转运车车体用金属、塑料、橡胶等防静电材料制作,其表面电阻率ρS≤106~108Ω•cm。车轮为导电橡胶,对地电阻R<106Ω。
    (5)防静电器具 在电子设备的布线作业和电路板、器件的锡焊过程中, 为防止手工操作时工具带电引起的静电危害, 应采用防静电烙铁和防静电吸锡器等之类的防静电工具。


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