航空电子产品维修中的静电防护

王作天

（中国人民解放军第四七二四工厂 上海市 200436）

航空电子产品是飞机的重要组成部分，近些年随着航空技术的发展，电子产品的集成化程度越来越高，但同时易受静电的影响也越来越大。静电广泛的存在于我们身边，人体及周围环境中的静电往往有数千伏甚至上万伏，这种高电压、强电场和瞬时大电流，还可能形成强电磁脉冲，降低电子元件的可靠性，甚至直接导致电子元件的损坏，造成损失。

航空电子产品维修过程中包装、存储、运输、取放、使用、操作、修理、测试等各个环节都处于静电威胁中，电子产品受静电放电热效应会发生立即失效，受静电场力作用，绝缘介质会发生电离，出现性能潜在失效或性能下降现象。电子产品受静电放电和电场力作用发生潜在失效或性能下降的可能性约为90%，这会严重影响电子产品的品质，影响生产厂家的信誉。因此航空电子产品在维修过程中的静电防护也显得越发重要，需要进行深入研究工作。

1 航空电子产品维修过程中的静电源

静电是一种电能，它留存于物体表面，静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果，静电是通过电子和离子的转移而形成的。静电产生的方式很多，主要有接触、摩擦、感应、剥离、电解、温差、冲流、冷冻、压电等。

在航空电子产品维修过程中，维修人员是维修的主体，人体积累的静电荷是损伤电子元器件的主要静电源之一，人体在维修工作中很容易和其它物体摩擦, 如衣服和其它物体( 如椅子)，鞋和地面，衣服、帽子和手套之间都会发生摩擦，使衣服和鞋等带上静电荷，通过传导或静电感应使人体带电。其次，检测仪器、设备和工具引起的静电亦是损伤电子元器件的主要静电源之一，这部分仪器不但自身能产生静电而且会使其他设备的金属部件表面也产生静电。再者在防静电工作区内不可或缺的绝缘物和孤立导体同样是损伤电子元器件的静电源之一，绝缘物和孤立导体因为摩擦和静电感应可以产生相当高的静电电压。上述三类静电源都是航空电子产品维修中重点防护的对象。

2 航空电子产品维修中的静电危害

静电过程主要有两部分构成：静电起电和静电放电。静电起电是静电产生积聚的先行阶段，危害不会太大；静电的放电过程是将设备本身的电荷释放或传导出来，这个阶段对航空电子产品的危害是最大。据不完全统计，航空电子产品由静电导致的故障中，软件故障约为30%，硬件故障中器件失效约为30%，外应力，如温湿度、灰尘、包装等导致产品故障约30%。

2.1 静电放电对电子产品的直接危害

在航空电子产品维修过程中，静电放电可以使敏感的航空电子产品产生永久性失效和暂时性失效，永久性失效是指由于静电放电导致电子器件被击穿、损坏，电路明显失效，无法正常工作。虽然永久性失效会导致航空电子产品直接损坏，但是可以通过通电试验等手段检测出来，故障现象明显，便于排除此类故障。而暂时性失效是指在静电作用下，元件失效，静电消除，元件恢复性能。静电放电虽未直接造成器件损坏，但是会导致器件性能下降退化，使用寿命大大缩短，这类故障隐蔽性强，一般的通电试验未必能够发现，但危害十分巨大，如果在飞机飞行时出现产品故障，后果不堪设想。

2.2 静电放电产生电磁干扰

静电在放电时产生的电磁脉冲，其频率宽带超过1GНz，这种高频强辐射电磁场对电子产品危害十分严重。静电放电多数是高电位、强电场、瞬间大电流的过程，脉冲宽度一般是ns 级，脉冲电流可达几十安培甚至上百安培。在静电放电过程中会产生上升沿极陡、持续时间极断的大电流脉冲，并产生强烈电磁辐射，它的电磁能量往往能引起电子产品中敏感器件的损坏、翻转，造成产品故障。目前静电放电的电磁干扰，作为进场危害源，已收到人们普遍重视。

2.3 静电对电子产品维修环境的危害

静电电场能使导电材料感应带电，能使绝缘材料极化带电，造成静电场对小物体具有吸附作用。当航空电子产品的线路板裸露在空气中进行维修时，由于静电的作用，会吸附空气中的微小尘埃，当尘埃累积到一定量时就会使线路板绝缘电阻降低，极易诱发静电放电事故，进而造成线路板的损坏。

2.4 静电对电子产品维修过程中清洗剂的危害

在航空电子产品维修时，还有可能要用到航空洗涤汽油、无水乙醇、香蕉水等有机清洗剂，而这些清洗剂均是易燃易爆品，静电放电时，可能会产生电火花，一旦将这些易燃易爆品点燃，不但可能造成产品烧毁，更有可能造成人员伤亡。

3 航空电子产品维修中的静电防护措施

3.1 构建完善的静电防护管理体系

3.1.1 静电防护基本原则

静电危害一直是航空电子产品维修质量管理的难点之一，不仅因为静电损伤或损坏不易被发现与鉴别，还有电子产品静电防护本身难度也很大，往往局部的防护措施或技术手段难以从根本上杜绝静电危害，必须对航空电子产品维修全过程进行防护，同时还需保证防护的有效性 ，才能实现静电防护的效果。经过对静电源、静电泄放路径以及敏感器件的分析，我们总结得出航空电子产品维修过程静电防护应遵循的基本原则为“一个中心、两个基本点”，所谓“一个中心”意思是以“等电位”为中心，即在静电防护工作区内所有接触表面呈等电位状态，防止产生电位差，造成静电放电；“两个基本点”意思是控制静电的产生和控制静电的消散，即对静电防护工作区内的人员、设施、设备、工装、耗材等加以控制避免静电产生，通过建立必要的静电泄放通道、选用静电耗散材料、离子中和以及温湿度控制等方式，控制静电的消散。

3.1.2 构建静电防护管理体系

静电损伤直接危害产品质量，特别随着电子产品集成度不断提高，静电损伤可能性进一步增加。只有提供系统的、有效的静电防护措施才能使静电敏感产品免受损伤，产品维修质量才能更上一级台阶。目前世界上的静电防护管理体系主要依据美国国家标准ANSI/ESD S20.20、国际电工委员会IEC 61340-5-5 和电子工业联盟标准JESD 625-A 三大标准。在国内，近些年颁布的GB/T 32304 标准和航天Q/QJA 118 标准对静电防护体系有了较为全面的规定，但在航空业尚无强制性的规定。经分析、消化上述两标准以及国外成熟的S20.20 标准和IEC61340-5-1 标准，我们认为在航空维修行业，建立一个完善的静电防护管理体系应该由静电泄放通道、防静电工作区、防静电标识、人员培训、包装周转材料防静电控制、设备防静电控制、环境控制、人体防静电控制等八大要素组成，涵盖航空电子产品维修中人、机、料、环等各个环节，对静电源、静电泄放路径、静电敏感器件等三大静电相关要素进行针对性控制，这样就可以限制静电产生和静电放电产生的危害降到最低。与此同时，再加入监视与测量、内审、管理评审、第三方认证等方式，对静电防护体系实施监督，确保静电防护工作有效开展。

3.2 强化现场维修人员静电防护意识

我们现在大部分电子产品维修人员的静电知识仅仅停留在知识层面，很少有人经过系统的培训，并且多数人对静电的危害性认识不足，没有引起足够的认识和防范意识。为此，我们建议将静电防护作为一项基本科目，面对单位的管理层、技术人员以及现场维修人员进行什么是静电，静电是如何产生的，静电的危害以及静电的防护等方面的静电基础知识培训，积极树立进行静电防护的意识,其中单位管理层侧重静电防护管理知识，技术人员和现场维修人员还需熟练操作和使用相关静电防护设备，自觉在维护工作中落实防静电规程和技术措施。经过静电基础知识的初次培训后，还需进行再培训或周期性培训，对初次培训的基础知识进行加深理解，同时周期性培训也是监控静电防护体系是否有效进行的一个重要环节，培训中可采用互动问答方式，让学员提出有关静电体系建设的建议和存在问题，以便采取必要的纠正措施，这样强化了现场人员的静电防护意识还确保了静电防护管理体系的持续有效运行。

3.3 规避静电防护误区

如果要想真正做到静电防护，也需要注意规避日常维修工作中的认知误区，常见的误区如下：第一过度防护，生产现场不管是否接触静电敏感器件，一概要求铺静电桌垫、带静电手环等，造成不必要的资源浪费，实际工作中对于过程、区域、设施设备等应进行必要的识别工作；第二缺乏监控，现场的静电防护器材长期使用，不进行过相关检测，防静电性能是否达标不得而知，实际工作中应进行定期的监视和测量工作；第三接地不规范，多数人认为只要接地了，静电泄放就做到了，至于接地可靠性、接地阻值、接地合理性都不去论证，实际工作中接地系统一般也纳入定期监视和测量项目中予以管控；第四手环佩戴不到位，静电防护手环在佩戴中存在将手环绑在衣服袖口情况，不与皮肤接触，造成静电无法泄放，实际工作中将腕带正确穿戴与否作为每日必检的检查项目；第五绝缘物处置要求不明，对于绝缘物，都知道不能出现在静电防护工作区内，故此很多单位一刀切地禁止将绝缘物带进工作区，但是对于一些必须带进工作区的绝缘物品，如操作手册、记录等纸质文件，缺少必要的解决措施，实际工作中对于绝缘物一般操作是放置在屏蔽袋中，对于孤立导体处置方法是使用离子风机或接地。上述这些误区，在航空电子产品日常维修工作中应该引起足够的重视。

3.4 配备必要的静电防护器材

配备必要的静电防护器材是做好静电防护的又一重要措施，多数维修单位也配置了一些静电防护器材，如防静电服、帽子、静电手环、静电桌垫等，但是这些是否足够？是全配还是选配，应该进行必要的识别工作，按照标准规定，一般静电防护器材的配置项目是基于防静电控制区域防护等级得出，根据维修现场物料存放区、维修区、调试区等区域的不同，配置不同的静电防护器材。例如物料存放区只需要配备防静电货架、防静电周转箱以及防静电包装即可。

4 结束语

静电防护工作是一项长期的系统工程，在航空电子产品维修中，进行静电防护工作是非常重要的。我们应充分认识到静电对产品质量的危害以及维修过程中静电防护的重要性和必要性，应树立防静电的质量意识并使之贯穿在航空电子产品的整个维修、检验管理过程中，同时应加强对操作人员的培训，强化员工的静电防护意识，注重对航空电子产品静电防护的管理，从而保证产品的维修质量，进而保证飞机飞行的安全。