静电培训的重要性

发表于: 2018/7/24 20:12:11 阅读:

静电培训的重要性
在电子工业中,随着现代化电子信息技术的迅猛发展,静电在许多领域给人们带来重大损失和危害。近期美国公布了涉及10多个行业因静电造成的损失调查结果,平均每年的直接经济损失高达200多亿美元,仅电子工业部门每年因静电危害损坏电子元件的损失高达100多亿美元。
静电是人们看不见摸不着但又无处不在、无时不有。在空气干燥的季节,当你开门时偶尔会有电击的感觉,这就是静电放电(ESD)。当你感觉电击时,你身上的静电电压已超过2千伏!而现代许多高速超大规模集成电路碰到仅几十伏或更低的静电就会遭到损坏。也就是说当你接触这些电路时,在你没有感觉到静电放电的情况下电路就已部分损伤或全部损坏,而你可能还在找其硬件或软件的原因。静电不仅损害社会财产、降低产品可靠性,而且威胁人身安全、阻碍科学进步和经济发展。若对静电采取科学合理的防护措施,可以大大减小静电造成的损失。
 企业静电防护的全员培训是实施静电防护的前提和基础, 它对于静电的防护起着相当重要的作用,发达国家相关企业职工对ESD防护培训占企业职工总数的70%以上。在我国一般企业受到ESD防护培训的职工占企业总数的百分百很低,这对静电防护工作开展非常不利。企业职工培训主要包括以下人员:新进厂工作的职工;第一次接触与操作SSD(静电放电敏感器件)的工序人员;与SSD的有关采购、设计、操作及管理人员;可能进入EPA(防静电工作区)的仪器、设备、操作及管理人员。
企业对人员进行周期性的ESD培训是静电防护的重要组成部分,周期性的ESD培训包括初始的基础培训和为强化大纲要求所需要的继续培训。经过不断的学习了解新发展的概念和新的标准,以及新的防护措施和测量仪器设备等。
进入秋冬季节,天气干燥,许多人开始频频受到静电的“骚扰”。握手、拉门把手、按电梯按钮甚至开水龙头都会“触电”。
  专家提醒说,别以为静电仅仅是难受一下,它对人的健康其实是有负面影响的,因此有必要适当防范。

  曾有医学专家研究证实,皮肤静电干扰可以改变人体体表的正常电位差,影响心肌正常的电生理过程及心电在无干扰下的正常传导。这种静电能使病人加重病情或诱发早搏等,持久的静电还会使血液的碱性升高,更会导致皮肤瘙痒、色素沉着,影响人的机体生理平衡,干扰人的情绪等。

  一位皮肤科医生也告诉记者,不少天天操作电脑的办公室白领脸部发红斑、色素沉着等面部疾病的几率远远高于不用电脑者,这是由于电脑屏幕产生的静电吸引了大量悬浮的灰尘,使面部受到刺激引起的。

  上海市胸科医院急诊科主任蒋锦琪教授告诉记者,现在不少人生活在高层楼房中,人体会吸收并积存各种家用电器所产生的静电荷,加之室内墙壁和地板多属于绝缘体,因此这些人更容易受到静电干扰。

  对于体内积存静电较多的人,可以通过“输出”的方式将其消耗掉。蒋教授介绍,静电较多的人应尽量少穿化纤类衣物,家中不要用化纤类地毯,室内保持一定的湿度,比如可以在室内放上一盆冷水或种些盆栽花草等。此外,还要避免长时间呆在静电场合,如电脑云集的制作室等。长时间用电脑或看电视后,要及时洗手和洗脸,以“驱”走皮肤上的静电。
为什么要防静电?那是由于电子装备的迅速发展,体积小、集成度高的器件得到大规模生产,从而导致导线间距越来越小,绝缘膜越来越薄,致使耐击穿电压也愈来愈低。而电子装备在生产、运输、储存和转运等过程中所产生的静电消除器电压却远远超过其击穿电压阈值,这就可能造成器件的击穿或失效,影响装备的技术指标,降低其可靠性。由此可见,静电是电子行业发展中的一大障碍。所以静电消除器必须提到议事日程上来,以确保装备的质量。

  为使电子器件及装备在购买、入库、发料、检验、储存、调测和安装等过程中免受静电危害,了解静电产生的机理和一些防止静电产生危害的相关知识是非常必要和重要的。

  由于电磁辐射无色无味无形,可以穿透包括人体在内的多种物质,而且各种电子自动化装备、通讯工具,如雷达站、卫星站、电脑等,只要处于运转状态,其周围就存在电磁辐射。较大能量的电磁辐射对人体的危害主要有:影响心血管系统,表现为心悸、失眠、白细胞减少等;影响视觉系统,表现为视力下降、诱发白内障等;影响人体的循环系统、免疫力和代谢功能。

  电磁波对人体产生的危害,大部分是由于当事人缺乏相关知识造成的。武器装备生产出厂时,它的辐射频率、辐射范围和操作程序都有明确规定,一般情况下,只要操作人员严格按照规程操作,就能把电磁辐射减少到人体能够承受的最低限度。在使用新装备过程中,怎样才能降低或避免电磁对人体产生的过量辐射呢?常见的办法有以下几种:

  (1)用防护装备屏蔽辐射。许多物质具有很好的阻挡和吸收射线的功能,在不影响装备操作的情况下,在人和辐射源之间用这些物质做成隔离体,可以起到很好的防护作用。如给长期与电台、雷达站等有关装备打交道的官兵,以及医务、科研战线上因工作需要必须与辐射源打交道的人员,及时配发针对电磁辐射的屏蔽防护服,将电磁辐射最大限度地阻挡在身体之外;给雷达、卫星车等有显示屏的静电消除器电器装备安装电磁辐射保护屏;给操作员配戴防辐射眼镜,防止屏幕辐射出的电磁波直接作用于人体等等,从而可以实现有效屏蔽。

  (2)通过科学组织训练减小辐射。条件有限的单位,无法屏蔽防护时,可以采用远距离或短时间训练来防护。一般来讲,雷达车、接力车、通信干扰车等装备,应该严格按教材规定执行,如需要长时间使用时,应注意每间隔一段时间换班一次或休息一会儿,以减轻操作员所受辐射的影响。当装备暂停使用时,最好关闭电源而不要处于待机状态。

  (3)尽量减少辐射源的辐射强度。训练时,对训练装备进行合理搭配,尤其不要把通信车、卫星车、接力车等一些易产生电磁波的装备近距离集中在一起训练。另外,训练时尽量把装备功率挡调到能保证训练的最低挡位,避免人为加大辐射强度。

  此外, 为防止静电积累所引起的人身电击、火灾和爆炸、电子器件失效和损坏,以及对生产的不良影响而采取的防范措施。其防范原则主要是抑制静电的产生,加速静电的泄漏,进行静电中和等。人穿非导电鞋时,由于行走等活动会产生、积蓄电荷,并可达到千伏级的电位。两个不同的物体相互接触时,在其界面上产生电荷移动,正、负电荷相对排列形成双电层。若将物体分离,会在两个物体上各自产生极性不同的等量电荷。防止这种静电的原则是:对产生静电的主要因素(物体的特性、表面状态、带电历史、接触面积和压力、分离速度等)尽量予以排除;使相互接触的物体在带电序列中所处的位置尽量接近;使物体间的接触面积和压力要小,温度要低,接触次数要少,分离速度要小,接触状态不要急剧变化等。粉体、液体、气体在运输过程中由于摩擦会产生静电。因此,要采取限制流速、减少管道的弯曲。增大直径、避免振动等措施。
  静电消除器除降低速度、压力、减少摩擦及接触频率,选用适当材料及形状,增大电导率等抑制措施外,还可采取下列措施:①接地。②搭接(或跨接)。③屏蔽。④对几乎不能泄漏静电的绝缘体用抗静电剂以增大电导率,使静电易于泄漏。⑤采用喷雾、洒水等方法提高环境湿度,抑制静电的产生。⑥使用静电消除器,进行静电中和。

  为使电子装备在发运、入库、储存、调测和安装等过程中免受静电危害,了解静电产生的机理和一些防止静电产生危害的相关知识是非常必要和重要的。

  三、电子装备生产过程中消除静电的途径

  静电消除器主要是防止静电放电。控制静电放电要从控制静电的产生和控制静电的消除两方面入手。控制静电的产生主要是控制工艺过程和工艺过程中材料的选择;控制静电的消除主要是加速静电的泄露和中和。这两点共同作用才能使静电电压不超过安全阈值,以达到静电防护的目的。

  静电能对静电敏感器件造成障害,但它是可控的,可消除的。为此要讨论生产过程中静电防护系统的安全工作原理,以及静电消除器和静电的防护方法。

  1.静电消除器特性要消除静电首先要明确对静电防护的基本思想:
  ① 对有可能产生静电的地方要防止静电荷的聚集。即采取一定的措施避免或减少静电放电的产生。可采用边产生边泄露的办法达到消除电荷聚集的目的。
  ②对已存在的电荷积聚,应迅速地消除掉。当绝缘物体带电时,电荷不能流动,无法进行泄漏,可利用静电消除器产生异性离子来中和静电荷。当带电的物体是导体时,则采用简单的接地泄露办法,使其所带电荷完全消除。要构成一个完整的静电安全工作区,至少应包括有效的静电台垫、专用地线和防静电腕带等。
  2.静电的基本防护途径静电的控制技术是在静电电荷积聚不可避免的情况下,采取综合措施将静电危害控制在允许的范围内。

   ①工艺控制法 目的是在生产过程中尽量少地产生静电荷。对工艺流程中材料的选择、装备安装和操作管理等过程应采取预防措施,控制静电消除器的产生和电荷的聚集,抑制静电电位和放电能量,使危害降到最小程度。

  ② 泄露法 目的是使静电荷通过泄露达到消除。一般采用静电消除器接地使电荷向大地泄露,通常利用增大物体电导的方法使静电泄露。

   ③静电屏蔽法 采用接地的屏蔽罩把带电体与其它物体隔离开,这样带电体的电场将不影响周围其它物体,这种屏蔽方法叫内场屏蔽。有时也用接地的屏蔽罩把被隔离物体包围起来使被隔离物免受外界电场的影响,这种屏蔽方法叫外场屏蔽。
  ④复合中和法及其它 通过复合中和法来达到静电荷的消除。通常用静电消除器产生的异性离子来中和带电体的电荷,并有可能使带电物体表面光滑以及周围环境更加清洁,从而减少尖端放电的可能性。
ESD培训是顺利实施电子产品和生产场地静电防护的前提和基础,它对于静电的防护起着相当重要的作用,是防静电防护的软件。对人员进行周期性的ESD培训是静电防护的重要组成部分。国内外大多数防静电控制大纲标准都对ESD培训有一定的要求。ESD培训适用于各职能部门,培训涉及静电基本概念、静电防护原理、防静电工作区(EPA)构成和技术要求、EPA防静电工艺与质量管理、EPA防静电系统的检验及国内外最新标准的讲解等。通过ESD防护培训学习,学员能够深入的认知静电基础知识,先进静电控制原理与技术,明白如何通过设计工作区避免静电的危害,如何规划静电防护区域和产品、物料等进行分级,如何控制生产加工过程中减少静电的危害,从而大幅度提高电子产品的可靠性。系统学习静电防护在电子产品设计方面的应用及与案例经验分享,了解如何开展电子产品ESD设计,如何通过实验进行ESD防护的验证。对整体静电防护体系有一个全面的了解,以及了解如何依照ANSI/ESDS20.20标准对整体静电防护体系进行审核。
 

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