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        1. 潔凈室如何防靜電

           1.靜電的產生與危害

          靜電是電子在材料內部或者在材料之間移動(含極化和傳導) 的產物。兩種不同的材料互相接觸,它們之間的小于一定的距離,如10-25cm時,由于隧道效應,兩種材料內的電子穿過界面而相互交換。當交換達到平衡時,材料間將產生一定的電勢差,界面兩側出現了等量正負電荷。若把接觸后的兩種材料分開,兩種材料將分別帶上等量正負電荷,這就是靜電產生的基本原理。

          靜電的產生主要有以下三種方式:摩擦起電、傳導帶電、感應帶電。

          摩擦起電:因不同材料的物體接觸后再分離,由于不同原子核對電子的束縛能力不同,當兩種不同材料物質接觸或者摩擦時,外圍電子將轉移到束縛能力大的一方,導致一材料帶正電,另一材料帶負電。

          傳導帶電:因為在導體而言,電子能在他的表面自由移動。當與帶電體接觸時,電子會從發生電荷轉移,導致兩者電荷平衡,從而形成靜電現象。

          感應帶電:是指鄰近電場的感應,對于導體,電子在導電材料表面自由移動,若將該導體放置在另一個靜電場中,由于同性電荷相互排斥,異性電荷相互吸引,正、負離子就會發生轉移,該導體因靜電場感應導致正、負電荷不平衡而形成帶電。

          從靜電產生的基本原理與方式可以看出,在一般電子產品的生產制造整個環節中,很多工序都可能產生靜電。電子制造工序中都可能使操作人員、工作臺面、工具、元器件及包裝等產生靜電,只要存在靜電,就一定會有一個ESD(Electro-Static Discharge靜電釋放)過程,主要是在瞬間放電電流對電路的感應所產生的噪聲,以及放電電流使基準地電位如產品地、信號地的電位發生偏移波動,從而導致對電路正常工作的干擾。

          靜電危害與一般防雷或電磁干擾有一些不一樣的特點。

          隱蔽性:一般的靜電放電人體并未感知,而元器件卻在不知不覺中受到損傷。

          潛在性和累積性:一些元器件受靜電放電損傷后,僅表現出某些性能參數下降,但尚未失效,在繼續使用的情況下可能導致失效,所以靜電對器件的損傷具有潛在性。

          隨機性:電子元器件的靜電放電損傷可能在產品從加工到制造到使用維護的任一環節、任一步驟、與任何有關帶電人體(或物體)接觸時發生,具有很強的隨機性。

          復雜性:些靜電損傷也難以與其他原因造成的損傷加以區別,使人誤把靜電損傷失效當作其他失效,從而做了錯誤判斷。

          對于電子產品裝配來說,靜電的危害嚴重影響到產品的質量、成品率和可靠性,必須對用于電子產品裝配的凈化間進行系統防靜電措施,將生產過程中的靜電危害程度降至最低。

          2.靜電防護

          良好的靜電防護通常需要遵循以下三個基本原則:

          (1)減少或防止靜電荷積聚的機會;

          (2)搭建安全的靜電泄放通路;

          (3)引入必要且有效的靜電監控設備進行系統靜電監控。

          2.1良好的接地系統

          減少或防止靜電荷積聚的機會以及搭建安全的靜電泄放通路的基礎,就需要構建良好的靜電接地系統,靜電接地是指將帶靜電物體或有可能產生靜電的物體(非絕緣體)通過導電體與大地構成電氣回路,使它與大地處于同等電勢位。其目的是在于加快靜電流動與泄漏,使帶電材料的靜電荷得到有效且順利地釋放,以避免靜電積聚。

          2.2環境控制

          靜電的產生及大小與環境濕度和空氣中的離子濃度存在密切的關系。靜電電勢與濕度成反比,同時與在普通場合相比,空氣越純凈的場所(如無塵車間)內,由于空氣中的離子濃度低,所以靜電更易產生。

          同樣的動作在不同的濕度下,產生的靜電電壓可以相差一個數量級以上。但值得注意的是,并不是濕度越高越好,濕度過高會導致設備易結露水,因此濕度應控制在一個合理范圍內,如30%~75%。

          3.靜電監控

          高濕度雖能夠將產生之靜電降低到人體無法接觸感應到,但是仍足以將敏感組件毀損。正確的觀念是高濕度能抑制靜電產生量,而低濕度則反之,所以針對某些產品裝配對靜電控制的嚴格要求,除了采取傳統的靜電防護措施外,還需對靜電產生環節進行監控、記錄。根據實際情況,可采用防靜電門禁系統和靜電在線實時監控系統實現了對靜電的有效監控與記錄。

          3.1防靜電門禁系統

          為了對靜電防護更為有效,須從靜電來源進行源頭控制。為此對關鍵區域導入防靜電門禁系統。門禁系統能檢測出每個進入防靜電區域的工作人員的防靜電措施或裝備是否合格。系統功能模塊包括:身份與權限確認、防靜電腕帶和防靜電鞋的檢測、電平控制板等。

          進一步為確保防靜電門禁的有效性,對于一些要求工作環境潔凈度的生產企業,可以將門禁系統與通往工作區的風淋除塵系統進行聯動,即將門禁信號融入風淋門控制系統中,采用此類模式,從進入工作區域的第一關就能保證防靜電裝備是合格有效的。

          3.2防靜電實時在線監控系統

          通常情況下,一般電子制造行業,一般都用靜電測試儀對員工的防靜電手腕進行檢測,為了保證符合ISO9001要求,再在一個表單上作畫圈或畫其他符號以確認有檢測且檢測是合格的。但是,員工的防靜電手腕帶在操作過程中,若失效了,或整個接地系統的某一環帶突然異常斷開了,或沒有有效連接了,這個時候,就很難發現防靜電系統已失效了。于是某一電子廠對所有接地系統中再引入一個實時在線監控模塊,利用接地系統回路的完整性特點,只要哪一個環節開路或連接阻值過高(大于10Ω),則這個控制面板上的紅燈立即閃亮,必要時還可以加入蜂鳴報警功能。這個系統的最大特點就是實時監控,對靜電防護的工作不再是一件虛事,也無需作一些繁瑣而又形式的紙張記錄。

          4.結束語

          靜電一般情況下是“難以看見,且不易摸著”,但其又近乎是無處不在、無時不有,所以靜電防護是一項綜合的系統工程,從原則上說靜電防護應從控制靜電的產生和控制靜電的消散兩方面進行,控制靜電產生主要是控制工藝過程和工藝過程中材料的選擇,控制靜電消散則主要是快速而安全地將靜電釋放和中和。

          本文通過對靜電的產生原理與危害的簡要介紹,結合實際應用經驗,說明良好的接地系統與環境控制在靜電防護系統的基礎作用,并進一步重點闡述某電子廠所建立的門禁與在線實時監控系統在靜電防護中的實際應用價值,這兩種方式簡單易行,投資低、見效快,對一般電子工廠在靜電防護措施具有一定的參考與借鑒意義。

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