電子設備靜電防護與研究

邱志勇

摘要：靜電放電過程中對人體的影響微乎其微，但在電子元件的生產時，或者在電子產品的安裝、調試還有檢驗時如果不能及時消除靜電，將會降低產品質量，特別是半導體器件，因為靜電放電更會導致器件失去本身的效果。基于此本文論述了靜電對人們平時生活的影響，進一步研究了人體靜電的產生條件和產生原理，還有靜電對電子設備產生的不良影響，講述了防護靜電的詳細措施和方法。

關鍵詞：電子設備 靜電 晶體管 防治措施

各種類型電子計算機還有通訊設備中采取了不同的電子技術，采取眾多的半導體、大規模集成電路等電子元器件，各個器件都擁有著自身與眾不同的功能和特性。但是，這些元器件承受靜電等過電壓沖擊的能力卻千差萬別，靜電會導致電子設備中的部分元器件出現損壞的情況，整個計算機或者通訊設備會發生諸多的故障，甚至系統癱瘓，給人們的工作和生活帶來了諸多的不便。就非常有必要研究電子設備所造成的一系列危害，避免經典對計算機等電子設備的損害有著積極的作用。

一、靜電的產生

靜電的產生是因為材料表面電荷的不均勻而產生的。正常物體中所擁有的正負電荷是平衡的，在電氣方面表現為中性狀態，當正負電荷的一方超過標準時，就會損壞等量和平衡狀態，物體表現為帶電性，這即為靜電。但是，因為物體存在于電場等氛圍中，物體內部電荷的分布不夠平衡，基于此，物體更多時候表現出來的一個方向的正電荷數量遠超過負電荷，而另外一個方向則正好相反。

一旦兩個物體實施接觸和分離，就極易在各自物體上出現靜電，也就是一旦兩個物體相接處過程中載氣界面上出現電荷移動，正、負荷相對排列形成雙電層，然后物體實施分離則導致雙電層的電荷分離，在兩個物體上分別出現急性不同的等量電荷。一般對正電荷約束能力大的物體會具有相對多的正電荷;反之負電荷約束能力強的則表現為電陰性。

一般靜電擁有超過干伏的高電壓，但因為其電量非常小，所以基本上不會影響人們的身體健康，但對于電子元件，此種高電壓卻是會傷害人們的生命。基于此，在計算機房中對人體產生的靜電所導致的危害非常顯著的。人體的靜電帶電可分為如下幾個方面：首先，因為人體本身的行動出現靜電而引起的帶電。人體行動過程中，因為穿著在人體上的衣服相互間出現接觸和摩擦從而有靜電產生，尤其是我國北方一些地方冬天氣候并不是非常濕潤，所以大部分穿著的衣服均為化纖類制作而成的，很容易出現靜電。另外，人坐在凳子上，當站立起來時，衣服和凳子間出現摩擦，讓衣服靜電帶電，結果讓人體也帶上了靜電。其次，因為其他的帶電物體相碰觸，電荷轉移到人體上，導致人體帶電。懸浮的少量的帶電物體等附著于人體，讓人體形成等效的靜電帶電。最后，一般情況下，相比較其他地方，機房有著更強的電場，人體上出現了感應電荷從而出現靜電。

當人體靜電帶電過程中碰觸到電子設備，如計算機，或者是極易導電的物體時，會出現靜電放電的情況。靜電放電具體分為如下兩類。

空間放電：因為經典的電氣作用而導致的電離情況，基本上是位于帶電物體周圍的氣體，因為帶電物體的電場作用大于絕緣破壞的程度而電離，讓其出現放電。在出現放電情況的同時，大部分發生損壞聲響和發光。

表面放電：順著非導體表面出現的。表面放電是放電能量大、極其強烈的一種放電，一般會出現電弧，與此同時會伴隨有損壞聲響和發光的情況。它一般在非導體的帶電量較大有接地體過程中出現。當人體靜電放電時會出現靜電電擊情況，在正常情況下人體的帶電點位大概超過3KV時能夠出現靜電電擊。

二、靜電的危害

因為電子計算機等電子設備大部分采取大規模集成電路和不同類型的晶體管實施控制，而大規模集成電路和晶體管大部分是以MOS-FET為輸入級的電路、器件，輸入阻抗非常高。MOSFET的柵級和其他極間有so等材料絕緣隔離，絕緣電阻超過1012。此種高度絕緣的柵級極易受到靜電感應積累靜電荷，一旦有少量的景點和就會出現高壓的情況，很容易擊穿，導致輸入柵無法起到應有的作用。雖然電路設計人員實施連接低阻值的電阻，來以此減少輸入阻抗或者是采取保護電路進行保護，但過高的靜電仍舊可以讓其受到損壞，稍輕者則會導致電路的誤觸而讓機器運轉失去控制，而嚴重情況下就會引起器件燒毀甚至火災的蔓延。

三、常用靜電防護器材

（一）采取接地避免帶電

將金屬導體直接接地，采取此種措施，將所產生的靜電以最快的速度向大地泄露，以防止其靜電電壓的升高而防止靜電帶電。

（二）帶電物體屏蔽

這里所講的屏蔽，主要是采取金屬板等金屬材料將帶電的物體的表面實施包覆并接地。屏蔽的根本目標更多是為了約束帶電物體的周圍產生的電氣作用。但按照條件有時也可以防止靜電帶電，雖然是消極的但是還同時具有作為非導體的防止靜電帶電的目標。

（三）采取防靜電地板

為了讓人體的靜電可以通過地面以最快的速度泄露于大地，工作地面的泄露電阻一般以越小越好為衡量標準。一般要求計算機機房工作地面的泄露電阻不應超過1011。擦求防靜電地板并接地能夠滿足其所提出的要求。

（四）增加濕度

濕度所帶給靜電的影響，與增加物體的電導率有著密不可分的關系。增加濕度的裝置豐富多樣，特別以超聲波加濕器最為耐用、實惠，而且能夠較為顯著的效果。

（五）工作服的要求

應穿著混有導電性纖維防止帶電的防靜電工作服，在防靜電工作服里面盡可能不要穿著較厚的毛衣，盡量避免穿著化纖類的衣服。

（六）佩戴人體接地腕帶

硬件維修人員在維修設備過程中，可以在手腕上佩戴由導電材料制作的人體接地腕帶，讓人體接地。如電烙鐵等工具應該實施有效的接地。

四、生產中的防靜電操作措施

（一）靜電警告標識

靜電警告標識主要用來表示極易受到ESD損害的電子電器設備，敏感組件。

（二）生產前準備工作

準確進入生產車間前一定要穿防靜電工作服，直接接觸元器件等操作者應該確定戴好接地環。防靜電腕應完好無缺。手腕帶和身體之間應該接觸良好，檢查ESD裝備是否完好無缺。

（三）操作時注意事項

拿元器件之前兩只手觸摸工作臺面，讓手上的靜電通過防靜電臺面傳輸到大地，將期間引腳向下置放在消散靜電的臺面上。不要在任意一個表面上拖動。全集成電路過程中盡可能不要碰觸引腳，非導體應該和靜電安全工作區保持超過l米的距離。只有在靜電安全工作范圍內才可以將元器件還有電路板從防靜電包裝盒中取出。將靜電敏感元器件置放在包裝盒中。盡最大程度上降低搬運次數。

五、結束語

為了更好的實施切實有效的防止靜電災害措施還有安全管理，就需要按照機房現階段存在的狀況實施綜合評估，定期向工作者培訓相關靜電方面的基礎知識。如情況許可下，可采取靜電計等測量儀表實施測試。一旦發現問題就需要采取相應的措施進行處理，防止靜電災害的出現，確保機器能夠有序展開工作。

參考文獻

[1]張國茂，電子設備靜電放電危害及防護技術研究[J].無線互聯科技，2017（13）：101-102.

[2]孫健.電子產品生產中防靜電技術的應用探究[J].科技風，2017（21）：240-240.

[3]王立.探析電子產品生產中的防靜電技術應用[J].計算機產品與流通，2018（07）：85.