防静电对策和主要防静电器材

    1．总的防静电对策

    为避免敏感器件受到静电损害，总的对策是从器件生产厂家到使用器件的电子设备制造单位，设计的各道环节都应采取相应的措施，除了装焊、测试、包装、贮运等必须直接接触静电敏感器件的场合须有抗静电措施外，还应从使用这些器件电路的设计，如印刷导线安排，附加保护电路，外接负载因素，甚至电源等一系列问题都应有特殊的考虑，而在电子设备生产实际环境中，最为基本的措施是设置一个特殊操作区域来解决静电敏感器件的防静电问题。在该区域中使用一系列特殊的抗静电器材和适当的导电连接和接地方法，使处于该区域中的操作者和工作台面、地面及一切可能接触静电敏感器材都处于差不多相同的电位，它既能减少或避免静电的产生，又能使静电迅速地衰减。

    2．主要防静电器材

    1)导电腕带和人体防静电防护用品

    接触静电敏感器件的操作者都必须戴好电腕带，这是释放人体所带静电荷最简单，最有效的措施。导电腕带主要由—导电复合材料的腕带与接地组件组成，为了人体安全，串联了一只1MΩ左右的电阻。一般使用中导电腕带泄放人体静电的时间小于0．1秒，操作者的静电势可保持在2V以下。

    导电腕带是传统的重要防静电手段，但有时也可能出现接触不良的情况，因此除了在使用中应经常检查导电腕带是否可*外，更为可*的措施是应用系统的人体防静电保护用品来取代，它主要由防静电服、防静电手套和防静电鞋等组成。这种整体的防护措施具有静电屏蔽和静电泄放双重作用，因此能起到更好的防静电作用。

    2)防静电垫子

    在操作静电敏感器件时，工作台和地面等的防静电措施主要是铺设防静电材料制成的垫子，使所有与之接触的静电敏感器件的端子、装配：工具、仪表、人体等都达到基本均一电位，并通过适当接地使静电迅速得到释放。

    3)离子风发生器

    在静电敏感器件操作区，静电损害还可能来自非导电材料如印刷电路基板、陶瓷器件、人造织物、普通塑料贮运盘、苯乙烯防震泡沫材料等。一旦这些材料积聚了大量静电荷就能形成相当的电场，即使未直接接触也能损害离它很近的静电敏感器件，为了消除这部分静电荷，一般采用离子风来中和，即使用离子风发生器。该发生器应用直流脉冲电流通过尖端放电的方法产生一阵阵冷或热的周期交变的正、负离子风轻轻地吹向周围区域，它的放电周期和时间可进行调节控制，在理想的情况下空气中可达6×103个／cm3离子数量级。这不仅能有效地消除非导电材料上的静电荷，而且整个空间包括尘埃在内的粒子计数也减少了50％，起到了净化空气的作用，产品有离子风机与离子风枪等。

    另外，辐射离子发生法也逐步开始应用。该方法使用一种特殊的对人体有足够安全度的微量放射性元素所产生的射线使空气分子发生电离，分裂为等量的正负离子。因辐射离子法具有不需应用高压电场，不会产生臭氧等付产物的优点，在电子工业中也开始被重视应用。

    4)贮运工具的防静电

    静电学中高斯定律指出：穿过任何封闭导体的电力线总和等于封闭导体包围的电荷的代数和。它的推论之一就是在中空导体外的电荷不可能在它的内部引起静电场，这就是我们通常所说的静电屏蔽原理。因此在存放静电敏感器件时，我们应使用导电性能得到改进的抗静电塑料制成的贮运箱盒。这种塑料一般因其内部填充有金属或石墨纤维或抗静电剂等材料而大大提高了导电能力。因为它们具有良好的导电性，一方面能使其中静电敏感器件，组件免遭外部静电场的损害，同时也能把生产过程中由于种种因素积聚的静电荷迅速泄放掉。但需指出，与一般贮运箱的设计考虑略有不同，它必须有盒盖，这不仅为保证上方的静电屏蔽，导电的贮运盒盖还能起到二次保护的作用，因为任何一个带静电的操作者要从贮运箱取出零部件，一定要先接触盖子，这样，他所带的静电荷很容易从导电的盒盖转移到导电的贮运箱体，并通过与之相接触的可*接地的防静电桌垫或地垫迅速得到中和。即使贮运箱未可*接地，由于贮运箱电容的存在，人与箱接触时也使静电位得到降低。国内外电子设备生产厂还广泛使用一种透明的抗静电塑料薄膜袋，专门用于包装和贮运静电敏感器件和印刷板电路组件，此袋由抗静电塑料薄膜内层与一厚度100埃左右的金属化外层复合而成。该袋既能泄放电荷，又能起静电屏蔽作用。因为金属化层非常薄，有相当的透明性，不需打开就可以从外面清楚地识别内部的器件，使用起来甚为方便。另一种的防静电塑料袋是采用导电碳粉改性的高压聚乙烯材料制成的， 因此是黑色不透明的，但防静电效果基本是一样的。

    生产线用周转小推车设计时，主体构件材料应采取金属或抗静电塑料，如果轮子是一般橡胶类绝缘材料，应从导电的车身上装置一条金属链子挂到地面，与防静电地垫相接触时，可随时释放静电荷。

    防静电垫子作用和计算

    除了导电腕带外，防静电垫子是泄放静电的重要手段，它应达到的技术要求和放电过程的计算，在静电泄放过程的讨论中有典型的意义，因此下面做一些较为详细的介绍：

    1．国内外腆型防静电垫子主要技术要求介绍

    1)美国SiMCO公司产品的技术要求

    体积电阻率ρv108Ω·cm，表面电阻率ρv109Ω,电荷衰减时间，即从5000V衰减到500V的时间小于0．1秒。

    2)美国3M公司产品的技术要求

    用直径21／2”(约63.5mm)重约5磅的电极以500V直流电压测量时，要求垫子上各点对地电阻在108-109Ω范围内

    3)国内前锋无线电仪器厂QFM-1和QFM-2防静电垫子的技术要求

    表面电阻率ρs105-109Ω

    2．人体保护电阻设置的考虑

    防静电垫子使用中都附有人体保护电阻可防止操作者人身触电。研究表明，当电流通过人体可引起各种生理反应，轻微的电流会使神经受到轻微的刺激，使人感到发麻，不舒服。电流稍大一点，人体肌肉便失去收缩能力不能控制自己的行动，当电流到达一定的程度时，会使人全身肌肉麻痹，瞬间停止呼吸，这样几分钟内人会死亡。一般认为，通过人体的电流为25-30mA时，不仅有害于身体而且有生命危险，100mA以上就会使人死亡。因此从人身安全考虑，美国国防部文件DOD—HDBK263规定，应确保流过人体电流(交流均方根值或直流值)应小于5mA。因此，保护电阻一般在0．1-1MΩ之间选择，这与相应的英国标准BS5783也相一致。实际产品中一般使用1MΩ较多。相应地5mA×1MΩ=5000V，即在5000v电压下也能有足够的保护作用。

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