刍议电子工程中的静电防护

2016-09-28张弢

中国新技术新产品 2016年16期

关键词：防静电电子设备元器件

张弢

（中山市天键电声有限公司，广东中山 528447）

刍议电子工程中的静电防护

张弢

（中山市天键电声有限公司，广东中山 528447）

随着科学技术的不断发展，电子产品已经不能脱离人们的日常生活，在人们逐渐提高的电子性能需求的情况下，电子设备的性能和质量也在不断地提高和改善，使人们的日常生活变得更加便捷。本文主要通过对电子工程的分析探索，探讨在电子设备的生产装置中产生静电的危害，根据现实中的一些实际情况，总结相关的静电防护措施，并提出相关的建议。旨在为我国的电气工程和电子工程的建设提供参考。

电子工程；静电危害；静电防护措施

电气工程在一定程度上促进了科学技术的发展，电器工程一般是指实现新的电子设备和电子系统的生产创造指导的学科知识。但是随着当今的科学技术不断地进步和发展中，人们开始对电器工程有了新的了解和认识。在现代化的进行中，电器工程被逐渐认知为涵盖电子、光子相关的工程行为。其中电子工程就是电器工程中的一个组成部分，电子工程研究的主要内容有通信技术、电路系统、微波技术等。并且电子工程已经不能脱离人们的日常生活，日常生活中是用的各种电子设备基本都要由电子工程来实现控制。但是在电子设备的使用过程中，会产生具有一定危害性的静电，本文对电子设备中产生的静电危害性进行详细地讨论，针对性地进行静电防护措施的探讨。

一、静电的产生

（一）摩擦产生静电

静电主要是通过电子、离子在固定物体场所中的转移而形成的一种附在物体表面的多余静止电荷。并且两个不通电的物体摩擦时，其中一个物体上的部分相关电子会以摩擦接触的方式转移，使另一个物体得到了电子。在这个电子传送的过程中，一个物体因为失去了电子，所以产生“正电子”，另外一个物体因为得到电子而产生了“负电子”。两个物体之间产生了一定的电流，就是静电。例如在生活中常用的针织毯、纸质物品、化纤维织物等在人接触的过程中会因为发生摩擦的原因而产生大量的静电。除了以上不同物体之间摩擦产生大量的静电之外，相同性质的物体之间因为摩擦的原因也会产生大量的静电。相同的物体摩擦产生静电的原因有很多种，除了本身的材质原因外，跟物体表面附着的其他物质也有直接的关系，并且在很多情况下，物体所处的环境，例如温度、湿度等，均是相同性质的物体摩擦产生静电的关键因素。

（二）感应产生静电

在静电场中的能导电的物质，都会通过感应产生静电。并且带有静电物体周围存在相关导电的物质的时候，导电物质会因为静电场的作用而发生极化，导电物质的电介质因为极化会在物体的两端产生电流大小相等的异性电极，组成新的电场并产生静电（如图1所示）。

（三）人体产生静电

在电子设备的生产和组装的过程中，人是重要的参与对象。人在参与的过程中一定会和电子设备的相关部件产生摩擦，从而产生静电。

二、静电产生的危害

在电子设备的生实践中，一定会产生大量的静电，一般情况下，静电不会对人的生产活动产生影响，但是在电子设备的制造生产中，会对电子产品造成个很大程度地危害。静电的危害主要表现在两个方面：静电吸附和静电放电。

（一）静电放电

物体在一定的摩擦程度中产生大量的静电，然后通过聚集，产生非常大的电位，并且会形成一个强大的电场。周围通电介质的抗电能力不能抵挡电场强度的时候，电场中的电子就会脱离束缚，转换成自由的电子，传送到电场周围可以附着的通电介质上，可以通电的介质因为接收到大量的电子从介质转化成电流移动的导体，电荷流动的过程中会使导体的静电成为正极静电源，通过替他的导电介质进行静电放电。一般人体所能接受使得最大静电是3kV，所以一般产生的静电不会对人体造成较大程度地伤害。但是在电子工程的电子设备制造过程中，电子产品的相关部件会发生摩擦、感应等，产生的静电电压伏数远远大于理论中可才能产生的静电电压，会造成电子设备内部的相关部件因为静电发生串联，使得电子产品的电路设备发生短路，导致部分电子设备的元器件损坏。元器件的损坏主要体现在两个方面，一方面是元器件的部分功能因为静电的影响而失去原来的功效。另一方面是对元器件造成轻微的损坏，元器件还可以继续利用，只是利用的性能降低。但是后者造成的危害却更大，因为轻微的损坏在电子设备装置的时候不容易被发现，所以电子设备中依然应用了这些有损伤的元器件，在电子产品设备后期的使用中出现较大的产品故障。

（二）静电吸附

静电吸附在日常的生活中比较常见，电子设备的相关元器件因为在长期的使用中产生静电的原因，吸附大量的杂志和灰尘，影响了元器件原有性能的发挥，例如，人们使用的笔记本电脑，会有一个排热风扇，用来排除笔记本机身内部运行时产生的热量，但是在长期的使用过程中，风扇的运转产生大量的静电，从而使得风扇表面附着大量灰尘，长期会阻碍风扇的正常运转，造成其性能不能充分发挥使得，相关的组件热量不能及时排除而损坏。

三、静电危害的特性

静电会对电子设备造成很大程度地危害，其存在的危害有以下特性：

（一）隐蔽性

静电是不能通过人体而直接被感知的，但是静电放电除外。静电放电的过程中，认知感知到的也不一定就是电击，因为人体能够感知静电放电有一定的感知伏数范围，很多时候的静电放电虽然已经对周围人或物体造成了影响，但是人体却不能感知，这就是静电的隐蔽性。

（二）潜在性

电子设备的元器件受到静电的影响，大多时候是轻微损坏，不会直接使电子设备的性能出现故障，知识在后期使用的过程中性能逐渐退化，出现使用的故障。但是轻微的损坏的潜在危害比严重的损坏更加大，所以人们对静电危害的认识还存在很大程度上的不足，认为轻微的潜在危害不足以对设备造成影响。潜在的元器件损伤是很难在电子设备装制的时候被发现，所以造成后期使用的更大损失。所以必须采取相关的措施来进行静电的防护，避免静电的放电过程对电子设备的元器件造成危害。

（三）随机性

电子设备的元器件从生产、装置、使用整个流程都会受到静电的危害，并且静电的产生具有一定的随机性，不会因为人为的干预而改变静电产生和静电对设备元器件造成破坏的随机性。

（四）复杂性

静电放电过程中对电子设备的内部关键部件造成的危害因为具有隐蔽性，所以在设备的生产和装制的时候不容易被发现。因为电子设备的内部部件特点是精细、微小，电子设备又是高精密的仪器，所以遭到静电的危害，在后期使用中出现故障，进行维修的复杂程度就会加大。并且和很多静电造成的设备损坏，不能把损坏原因定位在静电的危害，在很多情况下把设备的损坏原因归属到其他方面，所以造成静电的分析复杂程度加大。

四、电子工程中的静电防护原则和措施

（一）电子工程中的静电防护原则

静电在一般情况下对人们的日常生活不会造成过大的危害，但是在电子工程的电子设备的生产装置环节中，如果同时形成3个条件就会对电子工程的生产装置环境造成很大程度的危害，这3个条件分别是：在特定的场所积聚大量的静电，在静电积聚的场所内有对静电敏感的电子设备，静电产生源与静电易损件间的耦合能量大于静电敏感度。所以要针对这些造成静电危害的相关条件建立需要遵循的防护原则。

1.抑制起电原则

首先，电子工程的转制过程中，很多元器件因为转制过程的摩擦产生大量的静电，所以采用等电位外壳把这些需要防护的元器件包围起来，从而使元器件的静电电位与等电位外壳实现相等。这样的防护原则可以使外壳外部的静电对实施保护的元器件的影响很大程度地降低。实施这样的保护措施，即使外部的屏蔽壳上因为外部环境的影响产生大量的静电，其放电的现象只能在外部环境中进行，其内部保护的器件不会受到影响，一般简易的等电位外壳有防静电包装袋、储物盒等。其次，电子工程的工作区空气中的带电离子可以中和物体表面的静电电荷，尤其是电子设备的生产装备的很多部件是非金属材质的，不能直接使用屏蔽的方法，经常采用的就是通过调制空气中的湿度，利用离子风机向空气中散发带电离子，从而使空气中静电与物体表面的静电实现中和，降低静电可能对电子设备造成的危害。最后，就是尽量在生产那装制的过程中降低设备部件之间的摩擦，尽量选用不容易摩擦生电的材料。

2.控制积聚原则

将电子设备物件用特殊导电材质与地面连接起来，在设备装制的过程中，因为摩擦产生大量的静电电荷，可以通过导电的链接物质，把电荷传送的地面，从而降低设备表面的静电负荷。并且经常利用防静电工作台、防静电鞋等控制电荷在地面的积聚，保证电子工程工作区的静电安全。

（二）电子工程中的静电防护措施

1.科学合理地进行防静电工作区的划分

在进行防静电技术措施实施的时候，首先一定要对相关电子设备的元器件的使用情况进行科学详细地分析。根据设备部件的要求选用一定的模拟实验行为，对具体设备元器件的静电敏感级别进行鉴定，最终在具体的场所进行相关标准的防静电工作区的划分，在相应的工作区进行电子设备的生产装置工作，从源头上防止静电对电子工程造成危害。

2.创造有效的防静电环境

通过防静电工作区的划分，就要采取相关的措施对静电工作区进行保护。防静电工作区需要系统的防静电环境来进行电子设备的生产装置。尤其在电子工程设备制造工厂，空气环境中有大量的粉末、灰尘。保证工作区内环境的整洁性和清洁性，并且根据电子工程周围环境的具体状况，合理地选择电子设备制造所需要的材料，有效地防止静电对电子工程造成危害。具体创造防静电环境的措施有：

第一，为电子设备防静电能力差的元器件选择防静电能力强的涂料，并且在划分的防静电工作区内，装修选用的材料一定要保证有较强的防静电能力。例如，在工作区的顶棚和内壁都要设置有防静电功能的防火墙板，或者在顶棚和内壁上喷涂防静电功能较强的涂料，这样就保证了防静电工作区的双重性能，不但保证了电子设备生产装置环境的防静电功能，还保证了工作区可能存在的其他风险的防范。电子工程设备生产工作区的送风管道，经常会采用三聚氰胺，对其进行喷涂保护，可以有效地减小空气流动摩擦产生的静电积聚，降低静电潜在的危害。

第二，地面导电的性能特别强，所以一定要加强对地面静电的防护措施。不同的电子工程的电子设备的生产装置的具体情况也是不一样的，所以要根据其实际的情况，对静电地板系统的电阻进行有效分析。在工作区地板装置的时候，确保装置技术安全的情况下，选择导电性能较强的地板材质。从现在的具体操作情况拉看，我国电子工程普遍采用的是防静电瓷质地板，防静电瓷质地板在内部有添加一定的高温导电材料，保证了在电器工程的工作区内地板的导电性，防止静电在地板上的积聚，对电子工程电子设备的生产和装置造成危害。在工作区内地板选择的时候，一定要保证地板材质的具有耐磨、耐高温、防水等功能，才能满足电子工程工作区内的需求。

第三，在电子工程的电子产品组装的环节，更加要做好防静电保护措施。首先要对整个产品装置的环境进行科学地分析，根据具体的环境情况进行防静电设施的设置。否则高伏静电会对电子设备的相关元器件造成破坏。如果是直接严重的部件损坏，还能及时地进行电子产品部件的更换，但是一般情况下静电对电子设备部件造成的损坏都是轻微的，所以在装置的过程中不容易被发现，继续装置与电子设备中，会对电子设备后期的使用性能和使用寿命造成不良的影响。所以一定要加强电子工程工作环境中的防静电能力，尤其是工作区内的配置的其他电子设备，如电视、空调等采取严密的防静电措施，保护电子工程的工作环境防静电性能。

3.提高工作人员的防静电意识

在电子工程的生产装置过程中，不仅要采取一些技术的手段进行静电的防护，工作人员的主观防静电意识也是电子工程防静电工作环节中重要的组成部分。电子工程企业应该建立完善的防静电知识培训体系，根据工作人员的实际情况展开对所有工作人员防静电知识的培训，使其了解到静电对电子工程可能造成的危害，认识到防静电工作的重要性。对工作人员的防静电知识的培训，并不是培训体制的最后内容，还要实时地展开对所有工作人员的考核，评定考核结果的合格度，只有考核合格的工作人员才能上岗，在这样强制的机制下，才能保证工作人员防静电意识的提高，促进电子工程持续性的发展。

4.建立静电防护系统

静电系统是电子工程中电子产品企业质量控制的重要组成部分，可以实现从生产、装置、使用和后期维护的所有环节进行实时地监控，企业内部的相关技术工作人员必须加入系统的建设当中。静电防护系统的构成首先要进行硬件的配置，因为硬件基础是实现系统防护功能的重要基础。但是硬件系统的正常工作需要结合相关的软件管理系统，才能保证整个静电防护系统性能正常的发挥。

其中，硬件系统运行的目的就是建立防静电工作区并且实现与工作区内的各个电子设备的有机协调，实现静电电位的限制，保证静电防护系统的稳定性。软件管理系统，就是对防护系统的具体防护程序进行设计，对硬件系统的运行实现实时地监控，保证硬件系统的功能正常。对整个防护系统的故障进行及时地检测定位，保证工作人员可以及时地进行故障的排除。静电防护系统具体的实施要有诸多相关的企业部门进行技术的引导和合作，例如系统设计部门、质量检测部门、销售与售后等，实现各个部门之间的相互协调，才能保证静电防护系统的有效实施。

五、针对性的防护设备

电子工程的生产和装制的过程，应该针对静电发生和静电产生危害的具体情况，使用静电防护设备来有效地进行静电的消除。经常使用的静电防护设备有：防静电工作车、防静电烙铁、防静电腕带、防静电周转箱、防静电工作服、防静电工作鞋等。但是在绝缘物件表面产生的静电，因为物价的属性是绝缘材质，所以静电会附在物体表面不能进行自由的移动。通常使用消除静电的方法不能消除绝缘物件上的静电，所以经常在绝缘体上采用消除静电的设备是离子风机。因为离子风机能够主动形成大量的正离子和负离子，中和绝缘物件表面的正、负静电。防静电的设备形式多样，一定要对具体附着静电的物体以及物体的环境进行分析，根据分析的结果采用相关的消除静电设备。