科技不断飞速发展下,电子产品的组装中,集成化速度较快,大规模集成电路的产生及应用,使得器件尺寸的变小及芯片内部的氧化膜变薄,这些原因都对元器件的承受能力产生一定影响。电子产品组装过程中,从元器件的预处理、安装、焊接、整理到包装,都会因静电对电子器件造成相应的损害。文章就组装过程电子产品产生的静电进行分析,对如何防护提出一些相关意见。
一、静电概述及静电危害
(一)静电概述。静电经常出现在生活中,一般而言,不具有一定伤害。但集成电路、高分子材料的普遍使用,使得一些静电具有一定的危害性。因而,在必要情况下制定针对性的方法防护静电。静电的主要产生原理和物质的组织成分之间有着密切关系。通常情况下,物质不带电,当原子中的电子分配不均衡时,物质就对外表现为带电,这也就是静电。静电是一种极为常见的物理现象,在没有与电路接触时,不会产生太大危害,一旦接触电路,会产生电流。
(二)静电危害。在电子产品领域内,电子产品质量问题的出现多是源自于质量问题。具体而言,这归根于静电问题。当电子产品中加入静电控制程序,会极大提高产品的质量及合格率,其安全性能提高。重大电子产品出现事故一般是由电子产品中静电控制程序造成的。在微电子元件的制作过程中,本来的线路较细,当静电产生后,对电磁干扰影响较大,并且最为常见的集成电路,静电产生后,对半成品电路造成一定损害。静电中的各个地方中都有一定的危害性,其中最常见的表现为静电吸附和静电放电。静电吸附能够吸附一些微小物品,对电力阻抗造成一定影响,还对电子元件的功能及寿命造成一定影响,有效地降低了使用时间。静电放电效应电子应用领域中较为严重的影响因素,电子产品组装中,一些敏感器软件难以经受中放电,最终造成怨气软件损害,影响使用寿命。
二、静电的产生
(一)摩擦产生。静电作为一种电能,是一种物理现象,一般存在于物体表面,是正电荷与负电荷在局部范围内失去响应平衡的结果。静电产生一般通过电子和离子的转移产生。当两个绝缘物互相摩擦时,一个物体上的电能随着摩擦转移到另一个物体上,另一个物体便失去电子,带上正电荷,而得到电子的物体带上负电荷。像塑料、毛毯、针织物及海绵物之间会发生相应摩擦,都可以产生大量静电荷。例如:化纤地毯上人的行走、印制电路中的塑料薄膜都使得人体携带几千甚至上万伏高的静电。除此之外,相同的物质之间接触也有可能产生静电,例如:金融与非金属之间的接触及摩擦会产生静电。并且,静电还与材料表面的清洁度、环境条件及表面大小等有关。
(二)感应产生。静电场中的导体和电解质均会感应起电。当带静电的物体附近存有异体时,导体在静电场的作用下会产生相应的两极化。两极化的电介质在电力方向相对的两面出现大小及其相等却又极性相反的感应电荷,并且还有可能成为新的电场源产生的静电。(三)人体静电产生。电子组装产品中,人可以说是一种主要的静电发生源。人体静电主要是人的行动及人体,包括衣服、鞋子等和其他物体摩擦时,会产生带电体。此外,物体因剥离、断裂、高速运动及温度等等一些条件的影响会产生一系列静电。
三、电子组装产品中静电防护
电子产品在进行组装设计时,要考虑相应的静电防护问题,保障电子组装产品的生产具有较强的抗静电能力。针对具体组装人员而言,需要具备一定的静电防护知识的普及教育和培养,提高他们静电防护意识,有效避免静电对电子组装产品的破坏,如:产品的加工、装配、运输、储存、包装、调试等人员。电子的组装过程中,不产生静电的情况是不存在的,但是静电的产生并非具体危害所在,产生危害的是静电集聚及由此产生的静电放电。基于此而言,电子组装中静电积聚控制和防护显得及其重要。静电概念可以简单的概述为防止产生静电荷积聚,一定存在的静电荷是如何泄露的,是需要保持在一定的安全电压之下。
(一)静电防护目的。静电是一种不显著的电能,一般对人而言,没有太大的危害。但是其对人体的侵蚀与危害也是不容忽视的。基于此,为了人体健康着想,必须对防静电防护引起相应的重视。“预防静电,保护人体”是电子产品组装中首要意识到的组装重点。静电的破坏作用通常体现在对电子产品的破坏上,如:集成电路。
(二)导体静电防护与非导体的静电防护。对于产生静电的导体部位提供相应的通道,使得导体中的静电及时泄放。如:设备、仪表外壳。导体部位的接地为静电提供了良好的泄放通道,还使得电体上积聚的静电荷能够顺利泄出,进而极快的导入大地。静电系统的防护中,可以独立建立防静电接地线,实现防静电接地线与电源接地线的严格划分。在绝缘体中,电荷不能够随意流动,因此无法采用同导体静电相同的接地法进行排除,因而,非导体的静电防护一般用到的是电荷中和方法。离子电风扇的采用,可以产生正、负离子,对静电源中的静电进行中和,采用那些无法通过接地来泄放的静电场所。同一大气层中,温度较低的区域湿度大,并且湿度的增加使得导体材料导率增加。空气导电性能的增强,使得绝缘物体表面上积蓄的静电荷可以更快地泄漏,可见环境温度越低,湿度越大,对静电的防护就越有利。在危险场所内,增加湿度和降低温度有效降低电能产生,并且该方法价格低廉。
(三)静电防护材料运用。静电防护器材需具备一定的导电性,有效减少静电,泄露对外电场的静电.,静电防护器材本身还具备一定的电阻性,静电泄放速度的限制,能够有效防止泄放电流过大,对静电敏感器造成一定迫害。当前,电子组装过程中使用到的静电器材一般为人体静电防护系统、防静电操作系统等等。总而言之,一些与器件基础的物体,甚至包括高速的运动空间,都需具备一些防静电措施,从而构成一个完整的静电防护区。静电防护器材。
作者:魏绍华 单位:福建省长汀职业中专学校