淺談工業(yè)維修車(chē)間的靜電防護(hù)

王瀟　牛余朋　李偉　王元芝　張鵬里

摘要：文章闡述了電子工業(yè)靜電防護(hù)的意義以及靜電放電對(duì)工業(yè)維修廠房的危害，介紹了靜電防護(hù)在工業(yè)維修車(chē)間的具體措施，并提出了針對(duì)ESD來(lái)保證工業(yè)維修質(zhì)量安全的解決方案。

關(guān)鍵詞：電子工業(yè)；工業(yè)維修車(chē)間；靜電防護(hù)；靜電放電；ESD；靜電事故 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM151 文章編號(hào)：1009-2374（2015）11-0151-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.075

由于工業(yè)產(chǎn)品在維修作業(yè)以及使用過(guò)程中因ESD（靜電放電）而引起的電火工品擊穿而導(dǎo)致的產(chǎn)品損毀的事故不斷發(fā)生；另外，隨著工業(yè)產(chǎn)品維修水平的不斷成熟，工業(yè)維修的數(shù)量和種類愈來(lái)愈多，伴隨著產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題、人員安全問(wèn)題也越顯嚴(yán)重。分析工業(yè)維修廠房的靜電放電危害，制定相應(yīng)的靜電防護(hù)方法以及擬定有效的防靜電放電實(shí)施方案對(duì)于確保工業(yè)維修車(chē)間的質(zhì)量安全具有十分重要的意義。

1 電子工業(yè)靜電防護(hù)的意義

靜電防護(hù)與靜電危害是相對(duì)的，靜電防護(hù)是為了防止靜電造成傷害。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，微電子元件的集成度越來(lái)越高。一個(gè)極端微弱的靜電電壓就可能擊穿元器件，造成斷路或短路，使器件失效或者報(bào)廢，電子器件的損傷進(jìn)一步影響到組件、設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性。在電子工業(yè)中進(jìn)行靜電防護(hù)，對(duì)減少靜電事故提高成品率，具有重要的意義。靜電防護(hù)是針對(duì)靜電危害而言的。靜電危害主要有五個(gè)方面：靜電對(duì)電子產(chǎn)品的危害；靜電對(duì)潔凈工藝和環(huán)境的危害；靜電放電產(chǎn)生電磁干擾；靜電放電引燃易燃易爆氣體和粉塵；靜電對(duì)人的傷害。靜電危害對(duì)安全生產(chǎn)、公共安全、產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生了極大的影響，因此，靜電防護(hù)具有重要的意義。

2 ESD對(duì)工業(yè)維修的危害

在工業(yè)維修過(guò)程中，操作號(hào)手利用工裝工具對(duì)火工品等工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行分解再裝；裝運(yùn)各單機(jī)及其零部件，利用桁吊轉(zhuǎn)移工業(yè)產(chǎn)品；操作號(hào)手接觸并且離開(kāi)操作對(duì)象時(shí)等相關(guān)維修的活動(dòng)都存在著兩物體相接觸、分離，因此，在任何時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生ESD。靜電放電產(chǎn)生的電磁脈沖，起頻帶寬度超過(guò)1GHz，這種高頻強(qiáng)輻射電磁場(chǎng)對(duì)電火工品的危害十分嚴(yán)重。ESD多數(shù)是高電位、強(qiáng)電場(chǎng)、瞬間大電流的過(guò)程，脈沖寬度一般是ns級(jí)或μs級(jí)，脈沖電流可達(dá)幾十安培甚至上百安培。在靜電放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生上升沿極陡、持續(xù)時(shí)間極短的大電流脈沖，并產(chǎn)生強(qiáng)烈電磁輻射，形成靜電放電電磁脈沖（ESD EMP），它的電磁能量會(huì)引起電火工品的誤點(diǎn)火、爆炸，造成事故。

某年某型導(dǎo)彈由于靜電放電，在發(fā)射時(shí)使計(jì)算機(jī)停止工作，姿態(tài)失控，發(fā)射失?。荒衬昴承惋w機(jī)上的導(dǎo)彈突然點(diǎn)火，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，并有上百人受傷。經(jīng)調(diào)查，事故原因是導(dǎo)彈屏蔽接頭不合格，靜電突然放電引起點(diǎn)火。眾多的靜電事故一次次地強(qiáng)調(diào)著ESD防護(hù)的重要性。

3 工業(yè)維修車(chē)間靜電防護(hù)措施

3.1 保護(hù)地

保護(hù)地是為了安全目的而把工業(yè)維修車(chē)間的工裝設(shè)備和電源外部接地系統(tǒng)連接起來(lái)的導(dǎo)線，也就是在單相三線制系統(tǒng)中電源插座的地線。利用電源保護(hù)地系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靜電接地。

首先EPA（防靜電工作區(qū)）內(nèi)的操作號(hào)手、工裝設(shè)備、工作椅等通過(guò)防靜電地板（涂有防靜電涂料的地面）接地，防靜電地板連接在公共接地母線上。防靜電工作手環(huán)、工作臺(tái)面、不可移動(dòng)設(shè)備、儲(chǔ)物貨柜等都并聯(lián)連接到公共接地母線上；再將公共接地母線與配電箱的保護(hù)地連接。

3.2 防靜電手環(huán)系統(tǒng)

操作號(hào)手在對(duì)電火工品的操作時(shí)應(yīng)當(dāng)使用防靜電手環(huán)，通過(guò)防靜電手環(huán)系統(tǒng)將人體電荷泄放。人體電荷經(jīng)手腕、手環(huán)、限流電阻、手環(huán)插孔流入到公共接地母線，從而保證了操作號(hào)手的人體電荷的安全泄放。

3.3 防靜電工作服

普通的服裝可能會(huì)積聚大量的靜電電荷，導(dǎo)致靜電危害工業(yè)產(chǎn)品，防靜電工作服利用金屬纖維、亞導(dǎo)電纖維或防靜電合成纖維的電暈放電與泄露放電機(jī)理，減少衣服或人體上的電荷積聚，因此要求進(jìn)入維修廠房的人員必須穿著防靜電工作服。

防靜電服上的靜電電荷要通過(guò)人體、防靜電鞋、地板流入到公共接地母線，要求必須保證防靜電服與皮膚緊密接觸。最好是緊身的防靜電服，針對(duì)領(lǐng)口、袖口和下擺采用收緊的結(jié)構(gòu)，并且不使用襯里，以保證防靜電服與皮膚的緊密接觸，使服裝上的電荷可以通過(guò)人體向大地泄露，不允許穿著短袖的防靜電工作服。

3.4 防靜電工作臺(tái)

操作號(hào)手在操作火工品時(shí)要求必須在防靜電工作臺(tái)面上操作。防靜電工作臺(tái)的工作表面要為工業(yè)產(chǎn)品提供靜電泄放通路，同時(shí)考慮到操作人員的安全性，一般采用靜電耗散材料，防靜電工作表面直接與工業(yè)產(chǎn)品相接觸，是除人員接地以外最重要的ESD防護(hù)措施。

3.5 其他防靜電設(shè)備

維修廠房中的其他工裝設(shè)備也應(yīng)具備防靜電要求。例如防靜電儲(chǔ)物架、工具推車(chē)、專用工裝設(shè)備等。其表面均應(yīng)采用靜電耗散材料并可靠接地。在未配置防靜電地板的區(qū)域運(yùn)送產(chǎn)品，裝卸時(shí)，必須保證操作人員、產(chǎn)品、轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)等可靠接地或者處于同一電位。

3.6 濕度控制

由于相對(duì)濕度提高到70%以上，大多數(shù)物體表面都顯出較好的導(dǎo)電性，由靜電起電原理可知，接觸分離產(chǎn)生靜電的幾率大大降低，靜電起電率減少很多。因此，環(huán)境濕度對(duì)防靜電材料物品技術(shù)性能的影響是客觀事實(shí)。嚴(yán)格控制維修車(chē)間的相對(duì)濕度可以保證靜電防護(hù)效果。我國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般EPA保持40%RH～60%RH，極限范圍30%RH～70%RH。要求維修車(chē)間在EPA區(qū)域內(nèi)安裝溫濕度傳感器對(duì)環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，避免發(fā)生ESD事件。

4 維修車(chē)間靜電防護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)視與測(cè)量

維修車(chē)間的靜電防護(hù)相關(guān)設(shè)施設(shè)備由于過(guò)期、技術(shù)方面或者周?chē)h(huán)境變化的原因，會(huì)出現(xiàn)性能下降或者失效的情況，為了確保其使用狀態(tài)持續(xù)良好，制定維修車(chē)間靜電防護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)視與測(cè)量方案，可以為車(chē)間管理人員和車(chē)間操作人員提供正確的指導(dǎo)。

4.1 每日需要監(jiān)視與測(cè)量的項(xiàng)目

4.2 每月需要監(jiān)視與測(cè)量的項(xiàng)目

4.3 每半年需要監(jiān)視與測(cè)量的項(xiàng)目

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：蔣建華）