芻議電子工程中的靜電防護

張 弢

（中山市天鍵電聲有限公司，廣東 中山 528447）

芻議電子工程中的靜電防護

張 弢

（中山市天鍵電聲有限公司，廣東 中山 528447）

隨著科學技術的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)不能脫離人們的日常生活，在人們逐漸提高的電子性能需求的情況下，電子設備的性能和質(zhì)量也在不斷地提高和改善，使人們的日常生活變得更加便捷。本文主要通過對電子工程的分析探索，探討在電子設備的生產(chǎn)裝置中產(chǎn)生靜電的危害，根據(jù)現(xiàn)實中的一些實際情況，總結相關的靜電防護措施，并提出相關的建議。旨在為我國的電氣工程和電子工程的建設提供參考。

電子工程；靜電危害；靜電防護措施

電氣工程在一定程度上促進了科學技術的發(fā)展，電器工程一般是指實現(xiàn)新的電子設備和電子系統(tǒng)的生產(chǎn)創(chuàng)造指導的學科知識。但是隨著當今的科學技術不斷地進步和發(fā)展中，人們開始對電器工程有了新的了解和認識。在現(xiàn)代化的進行中，電器工程被逐漸認知為涵蓋電子、光子相關的工程行為。其中電子工程就是電器工程中的一個組成部分，電子工程研究的主要內(nèi)容有通信技術、電路系統(tǒng)、微波技術等。并且電子工程已經(jīng)不能脫離人們的日常生活，日常生活中是用的各種電子設備基本都要由電子工程來實現(xiàn)控制。但是在電子設備的使用過程中，會產(chǎn)生具有一定危害性的靜電，本文對電子設備中產(chǎn)生的靜電危害性進行詳細地討論，針對性地進行靜電防護措施的探討。

一、靜電的產(chǎn)生

（一）摩擦產(chǎn)生靜電

靜電主要是通過電子、離子在固定物體場所中的轉移而形成的一種附在物體表面的多余靜止電荷。并且兩個不通電的物體摩擦時，其中一個物體上的部分相關電子會以摩擦接觸的方式轉移，使另一個物體得到了電子。在這個電子傳送的過程中，一個物體因為失去了電子，所以產(chǎn)生“正電子”，另外一個物體因為得到電子而產(chǎn)生了“負電子”。兩個物體之間產(chǎn)生了一定的電流，就是靜電。例如在生活中常用的針織毯、紙質(zhì)物品、化纖維織物等在人接觸的過程中會因為發(fā)生摩擦的原因而產(chǎn)生大量的靜電。除了以上不同物體之間摩擦產(chǎn)生大量的靜電之外，相同性質(zhì)的物體之間因為摩擦的原因也會產(chǎn)生大量的靜電。相同的物體摩擦產(chǎn)生靜電的原因有很多種，除了本身的材質(zhì)原因外，跟物體表面附著的其他物質(zhì)也有直接的關系，并且在很多情況下，物體所處的環(huán)境，例如溫度、濕度等，均是相同性質(zhì)的物體摩擦產(chǎn)生靜電的關鍵因素。

（二）感應產(chǎn)生靜電

在靜電場中的能導電的物質(zhì)，都會通過感應產(chǎn)生靜電。并且?guī)в徐o電物體周圍存在相關導電的物質(zhì)的時候，導電物質(zhì)會因為靜電場的作用而發(fā)生極化，導電物質(zhì)的電介質(zhì)因為極化會在物體的兩端產(chǎn)生電流大小相等的異性電極，組成新的電場并產(chǎn)生靜電（如圖1所示）。

（三）人體產(chǎn)生靜電

在電子設備的生產(chǎn)和組裝的過程中，人是重要的參與對象。人在參與的過程中一定會和電子設備的相關部件產(chǎn)生摩擦，從而產(chǎn)生靜電。

二、靜電產(chǎn)生的危害

在電子設備的生實踐中，一定會產(chǎn)生大量的靜電，一般情況下，靜電不會對人的生產(chǎn)活動產(chǎn)生影響，但是在電子設備的制造生產(chǎn)中，會對電子產(chǎn)品造成個很大程度地危害。靜電的危害主要表現(xiàn)在兩個方面：靜電吸附和靜電放電。

（一）靜電放電

物體在一定的摩擦程度中產(chǎn)生大量的靜電，然后通過聚集，產(chǎn)生非常大的電位，并且會形成一個強大的電場。周圍通電介質(zhì)的抗電能力不能抵擋電場強度的時候，電場中的電子就會脫離束縛，轉換成自由的電子，傳送到電場周圍可以附著的通電介質(zhì)上，可以通電的介質(zhì)因為接收到大量的電子從介質(zhì)轉化成電流移動的導體，電荷流動的過程中會使導體的靜電成為正極靜電源，通過替他的導電介質(zhì)進行靜電放電。一般人體所能接受使得最大靜電是3kV，所以一般產(chǎn)生的靜電不會對人體造成較大程度地傷害。但是在電子工程的電子設備制造過程中，電子產(chǎn)品的相關部件會發(fā)生摩擦、感應等，產(chǎn)生的靜電電壓伏數(shù)遠遠大于理論中可才能產(chǎn)生的靜電電壓，會造成電子設備內(nèi)部的相關部件因為靜電發(fā)生串聯(lián)，使得電子產(chǎn)品的電路設備發(fā)生短路，導致部分電子設備的元器件損壞。元器件的損壞主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面是元器件的部分功能因為靜電的影響而失去原來的功效。另一方面是對元器件造成輕微的損壞，元器件還可以繼續(xù)利用，只是利用的性能降低。但是后者造成的危害卻更大，因為輕微的損壞在電子設備裝置的時候不容易被發(fā)現(xiàn)，所以電子設備中依然應用了這些有損傷的元器件，在電子產(chǎn)品設備后期的使用中出現(xiàn)較大的產(chǎn)品故障。

（二）靜電吸附

靜電吸附在日常的生活中比較常見，電子設備的相關元器件因為在長期的使用中產(chǎn)生靜電的原因，吸附大量的雜志和灰塵，影響了元器件原有性能的發(fā)揮，例如，人們使用的筆記本電腦，會有一個排熱風扇，用來排除筆記本機身內(nèi)部運行時產(chǎn)生的熱量，但是在長期的使用過程中，風扇的運轉產(chǎn)生大量的靜電，從而使得風扇表面附著大量灰塵，長期會阻礙風扇的正常運轉，造成其性能不能充分發(fā)揮使得，相關的組件熱量不能及時排除而損壞。

三、靜電危害的特性

靜電會對電子設備造成很大程度地危害，其存在的危害有以下特性：

（一）隱蔽性

靜電是不能通過人體而直接被感知的，但是靜電放電除外。靜電放電的過程中，認知感知到的也不一定就是電擊，因為人體能夠感知靜電放電有一定的感知伏數(shù)范圍，很多時候的靜電放電雖然已經(jīng)對周圍人或物體造成了影響，但是人體卻不能感知，這就是靜電的隱蔽性。

（二）潛在性

電子設備的元器件受到靜電的影響，大多時候是輕微損壞，不會直接使電子設備的性能出現(xiàn)故障，知識在后期使用的過程中性能逐漸退化，出現(xiàn)使用的故障。但是輕微的損壞的潛在危害比嚴重的損壞更加大，所以人們對靜電危害的認識還存在很大程度上的不足，認為輕微的潛在危害不足以對設備造成影響。潛在的元器件損傷是很難在電子設備裝制的時候被發(fā)現(xiàn)，所以造成后期使用的更大損失。所以必須采取相關的措施來進行靜電的防護，避免靜電的放電過程對電子設備的元器件造成危害。

（三）隨機性

電子設備的元器件從生產(chǎn)、裝置、使用整個流程都會受到靜電的危害，并且靜電的產(chǎn)生具有一定的隨機性，不會因為人為的干預而改變靜電產(chǎn)生和靜電對設備元器件造成破壞的隨機性。

（四）復雜性

靜電放電過程中對電子設備的內(nèi)部關鍵部件造成的危害因為具有隱蔽性，所以在設備的生產(chǎn)和裝制的時候不容易被發(fā)現(xiàn)。因為電子設備的內(nèi)部部件特點是精細、微小，電子設備又是高精密的儀器，所以遭到靜電的危害，在后期使用中出現(xiàn)故障，進行維修的復雜程度就會加大。并且和很多靜電造成的設備損壞，不能把損壞原因定位在靜電的危害，在很多情況下把設備的損壞原因歸屬到其他方面，所以造成靜電的分析復雜程度加大。

四、電子工程中的靜電防護原則和措施

（一）電子工程中的靜電防護原則

靜電在一般情況下對人們的日常生活不會造成過大的危害，但是在電子工程的電子設備的生產(chǎn)裝置環(huán)節(jié)中，如果同時形成3個條件就會對電子工程的生產(chǎn)裝置環(huán)境造成很大程度的危害，這3個條件分別是：在特定的場所積聚大量的靜電，在靜電積聚的場所內(nèi)有對靜電敏感的電子設備，靜電產(chǎn)生源與靜電易損件間的耦合能量大于靜電敏感度。所以要針對這些造成靜電危害的相關條件建立需要遵循的防護原則。

1.抑制起電原則

首先，電子工程的轉制過程中，很多元器件因為轉制過程的摩擦產(chǎn)生大量的靜電，所以采用等電位外殼把這些需要防護的元器件包圍起來，從而使元器件的靜電電位與等電位外殼實現(xiàn)相等。這樣的防護原則可以使外殼外部的靜電對實施保護的元器件的影響很大程度地降低。實施這樣的保護措施，即使外部的屏蔽殼上因為外部環(huán)境的影響產(chǎn)生大量的靜電，其放電的現(xiàn)象只能在外部環(huán)境中進行，其內(nèi)部保護的器件不會受到影響，一般簡易的等電位外殼有防靜電包裝袋、儲物盒等。其次，電子工程的工作區(qū)空氣中的帶電離子可以中和物體表面的靜電電荷，尤其是電子設備的生產(chǎn)裝備的很多部件是非金屬材質(zhì)的，不能直接使用屏蔽的方法，經(jīng)常采用的就是通過調(diào)制空氣中的濕度，利用離子風機向空氣中散發(fā)帶電離子，從而使空氣中靜電與物體表面的靜電實現(xiàn)中和，降低靜電可能對電子設備造成的危害。最后，就是盡量在生產(chǎn)那裝制的過程中降低設備部件之間的摩擦，盡量選用不容易摩擦生電的材料。

2.控制積聚原則

將電子設備物件用特殊導電材質(zhì)與地面連接起來，在設備裝制的過程中，因為摩擦產(chǎn)生大量的靜電電荷，可以通過導電的鏈接物質(zhì)，把電荷傳送的地面，從而降低設備表面的靜電負荷。并且經(jīng)常利用防靜電工作臺、防靜電鞋等控制電荷在地面的積聚，保證電子工程工作區(qū)的靜電安全。

（二）電子工程中的靜電防護措施

1.科學合理地進行防靜電工作區(qū)的劃分

在進行防靜電技術措施實施的時候，首先一定要對相關電子設備的元器件的使用情況進行科學詳細地分析。根據(jù)設備部件的要求選用一定的模擬實驗行為，對具體設備元器件的靜電敏感級別進行鑒定，最終在具體的場所進行相關標準的防靜電工作區(qū)的劃分，在相應的工作區(qū)進行電子設備的生產(chǎn)裝置工作，從源頭上防止靜電對電子工程造成危害。

2.創(chuàng)造有效的防靜電環(huán)境

通過防靜電工作區(qū)的劃分，就要采取相關的措施對靜電工作區(qū)進行保護。防靜電工作區(qū)需要系統(tǒng)的防靜電環(huán)境來進行電子設備的生產(chǎn)裝置。尤其在電子工程設備制造工廠，空氣環(huán)境中有大量的粉末、灰塵。保證工作區(qū)內(nèi)環(huán)境的整潔性和清潔性，并且根據(jù)電子工程周圍環(huán)境的具體狀況，合理地選擇電子設備制造所需要的材料，有效地防止靜電對電子工程造成危害。具體創(chuàng)造防靜電環(huán)境的措施有：

第一，為電子設備防靜電能力差的元器件選擇防靜電能力強的涂料，并且在劃分的防靜電工作區(qū)內(nèi)，裝修選用的材料一定要保證有較強的防靜電能力。例如，在工作區(qū)的頂棚和內(nèi)壁都要設置有防靜電功能的防火墻板，或者在頂棚和內(nèi)壁上噴涂防靜電功能較強的涂料，這樣就保證了防靜電工作區(qū)的雙重性能，不但保證了電子設備生產(chǎn)裝置環(huán)境的防靜電功能，還保證了工作區(qū)可能存在的其他風險的防范。電子工程設備生產(chǎn)工作區(qū)的送風管道，經(jīng)常會采用三聚氰胺，對其進行噴涂保護，可以有效地減小空氣流動摩擦產(chǎn)生的靜電積聚，降低靜電潛在的危害。

第二，地面導電的性能特別強，所以一定要加強對地面靜電的防護措施。不同的電子工程的電子設備的生產(chǎn)裝置的具體情況也是不一樣的，所以要根據(jù)其實際的情況，對靜電地板系統(tǒng)的電阻進行有效分析。在工作區(qū)地板裝置的時候，確保裝置技術安全的情況下，選擇導電性能較強的地板材質(zhì)。從現(xiàn)在的具體操作情況拉看，我國電子工程普遍采用的是防靜電瓷質(zhì)地板，防靜電瓷質(zhì)地板在內(nèi)部有添加一定的高溫導電材料，保證了在電器工程的工作區(qū)內(nèi)地板的導電性，防止靜電在地板上的積聚，對電子工程電子設備的生產(chǎn)和裝置造成危害。在工作區(qū)內(nèi)地板選擇的時候，一定要保證地板材質(zhì)的具有耐磨、耐高溫、防水等功能，才能滿足電子工程工作區(qū)內(nèi)的需求。

第三，在電子工程的電子產(chǎn)品組裝的環(huán)節(jié)，更加要做好防靜電保護措施。首先要對整個產(chǎn)品裝置的環(huán)境進行科學地分析，根據(jù)具體的環(huán)境情況進行防靜電設施的設置。否則高伏靜電會對電子設備的相關元器件造成破壞。如果是直接嚴重的部件損壞，還能及時地進行電子產(chǎn)品部件的更換，但是一般情況下靜電對電子設備部件造成的損壞都是輕微的，所以在裝置的過程中不容易被發(fā)現(xiàn)，繼續(xù)裝置與電子設備中，會對電子設備后期的使用性能和使用壽命造成不良的影響。所以一定要加強電子工程工作環(huán)境中的防靜電能力，尤其是工作區(qū)內(nèi)的配置的其他電子設備，如電視、空調(diào)等采取嚴密的防靜電措施，保護電子工程的工作環(huán)境防靜電性能。

3.提高工作人員的防靜電意識

在電子工程的生產(chǎn)裝置過程中，不僅要采取一些技術的手段進行靜電的防護，工作人員的主觀防靜電意識也是電子工程防靜電工作環(huán)節(jié)中重要的組成部分。電子工程企業(yè)應該建立完善的防靜電知識培訓體系，根據(jù)工作人員的實際情況展開對所有工作人員防靜電知識的培訓，使其了解到靜電對電子工程可能造成的危害，認識到防靜電工作的重要性。對工作人員的防靜電知識的培訓，并不是培訓體制的最后內(nèi)容，還要實時地展開對所有工作人員的考核，評定考核結果的合格度，只有考核合格的工作人員才能上崗，在這樣強制的機制下，才能保證工作人員防靜電意識的提高，促進電子工程持續(xù)性的發(fā)展。

4.建立靜電防護系統(tǒng)

靜電系統(tǒng)是電子工程中電子產(chǎn)品企業(yè)質(zhì)量控制的重要組成部分，可以實現(xiàn)從生產(chǎn)、裝置、使用和后期維護的所有環(huán)節(jié)進行實時地監(jiān)控，企業(yè)內(nèi)部的相關技術工作人員必須加入系統(tǒng)的建設當中。靜電防護系統(tǒng)的構成首先要進行硬件的配置，因為硬件基礎是實現(xiàn)系統(tǒng)防護功能的重要基礎。但是硬件系統(tǒng)的正常工作需要結合相關的軟件管理系統(tǒng)，才能保證整個靜電防護系統(tǒng)性能正常的發(fā)揮。

其中，硬件系統(tǒng)運行的目的就是建立防靜電工作區(qū)并且實現(xiàn)與工作區(qū)內(nèi)的各個電子設備的有機協(xié)調(diào)，實現(xiàn)靜電電位的限制，保證靜電防護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。軟件管理系統(tǒng)，就是對防護系統(tǒng)的具體防護程序進行設計，對硬件系統(tǒng)的運行實現(xiàn)實時地監(jiān)控，保證硬件系統(tǒng)的功能正常。對整個防護系統(tǒng)的故障進行及時地檢測定位，保證工作人員可以及時地進行故障的排除。靜電防護系統(tǒng)具體的實施要有諸多相關的企業(yè)部門進行技術的引導和合作，例如系統(tǒng)設計部門、質(zhì)量檢測部門、銷售與售后等，實現(xiàn)各個部門之間的相互協(xié)調(diào)，才能保證靜電防護系統(tǒng)的有效實施。

五、針對性的防護設備

電子工程的生產(chǎn)和裝制的過程，應該針對靜電發(fā)生和靜電產(chǎn)生危害的具體情況，使用靜電防護設備來有效地進行靜電的消除。經(jīng)常使用的靜電防護設備有：防靜電工作車、防靜電烙鐵、防靜電腕帶、防靜電周轉箱、防靜電工作服、防靜電工作鞋等。但是在絕緣物件表面產(chǎn)生的靜電，因為物價的屬性是絕緣材質(zhì)，所以靜電會附在物體表面不能進行自由的移動。通常使用消除靜電的方法不能消除絕緣物件上的靜電，所以經(jīng)常在絕緣體上采用消除靜電的設備是離子風機。因為離子風機能夠主動形成大量的正離子和負離子，中和絕緣物件表面的正、負靜電。防靜電的設備形式多樣，一定要對具體附著靜電的物體以及物體的環(huán)境進行分析，根據(jù)分析的結果采用相關的消除靜電設備。

結語

綜上所述，電子工程中的靜電防護工作已經(jīng)在我國的電子設備制造企業(yè)中得到了一定地鞏固，但是在具體防護的過程中依然存在著大量的問題，按照標準劃分出防靜電工作區(qū)，創(chuàng)建有效的防靜電環(huán)境，建立靜電防護系統(tǒng)，不斷地提高電子工程相關工作人員對靜電防護的認知，有效地避免靜電對電子設備的危害。

［1］李慶鑫.芻議電子工程中的靜電防護［J］.工程與材料科學，2013（22）：68-69.

［2］李春偉.論述電子工程中的靜電防護［J］.中國科技博覽，2015（4）：44-44.

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