静电防护是什么意思

什么是静电防护

静电是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦等。静电的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。它在多个领域造成严重危害，而摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害。生产过程中静电防护的主要措施为静电泄露、耗散、中和、增湿，屏蔽与接地。静电防护工作是一项长期的系统工程，任何环节的失误或疏漏，都将导致静电防护工作的失败。

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。在毛毯上行走、脱衣等所产生最高电位可达2450伏。此时人触及其他物体会产生火花放电并受到电击。人体活动中防静电措施主要有?穿导电性鞋；工作服和内衣裤不使用化纤面料；穿混有导电性纤维或用防静电剂处理的防静电工作服；工作地面作导电化处理等。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。

图1 静电防护

人体活动产生的静电及防护

人穿非导电（指电导率小于1×10-6西/米的物体）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（这类动作属危险动作）。此时人触及其他物体会产生火花  静电防护放电并受到电击。中国所作试验得出如图1的E-t（电位-时间）曲线，图中、×、墷等表示不同个体。在毛毯上行走、脱衣等所产生最高电位达2450伏。而在水磨石地板上重复这些活动，测得最高电位达3500～6000伏。由此可知，人体电位与地面材质有关。此外,还与空气相对湿度,内、外衣和鞋袜材质等有关。实验表明，在易燃、易爆场所，不仅工作服（外衣）不得使用化纤材料，内衣裤也不得使用。人体活动中的防静电措施主要有:穿导电性鞋,穿混有导电性纤维或用防静电剂处理的防静电工作服，带人体接地腕带，或在某些操作前，先用手接触接地铜线；必要时，工作地面需作导电化处理,如采用电导率为10-6西/米的导电性水磨石或导电性橡胶（粘面）。

图2 人体静电防护
 

　
固体产生的静电及防护

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。这时，若将物体进行分离，会在两个物体上各自产生极性不同的等量电荷。一般是当相互接触的两物体在“带电序列”中所居位置离得越远则产生静电的量越大。电荷的极性则根据带电序列中的相对位置而定。
　　
相互接触和分离过程中，物体积蓄正(+)或负(-)的过剩电荷会由于放电和传导而中和，或向空间和大地泄漏而趋向减少,这一过程称为电荷缓和。一般情况下,在产生静电的同时就开始缓和。由于凡是接触和分离的任何物体都会产生或强或弱的静电，因而，对于静电极为敏感的现代电子器件、新型火药、闪点很低的易燃、易爆气体（如在常温、常压下即能挥发的液氢等低闪点特种火箭燃料）等，只要微弱的静电即可能造成事故或火灾、爆炸，所以防止产生静电或消除静电的危害是较难的技术问题。至于由静电导致的放电作用引起生产过程中胶片感光、电子元件损坏，力学作用引起的纤维缠结和印刷纸张不齐等，也是复杂的问题。

静电防护措施
     
一、接地 
     
1、静电耗散与接地

在生产过程中产生的静电可以通过ESD防护材料及接地泄漏。如果ESD防护材料的面积足够大时，也可降低静电电压，例如，某静电源的电荷量为0.6微库仑，其对大地电容20微微法时，静电源的静电电压为3000伏。当泄漏到地块表面积为10平方米的导静电地面时（对地电容1000微微法），每平方厘米的带电量仅为0.6微微库仑，此时静电电压只有60伏。因此可以看到，当ESD防护材料的面积足够大，而且对大地的电容量也很大，当少量的静电荷泄漏其上时，对ESD器件不会造成损坏。所以在某些情况下，可将面积非常大的ESD防护材料视为一悬浮接地。既使其不直接接地也不会对ESD器件造成不良影响。

但在实际生产中，接触到的静电源很多，而且积累的电荷量也较大。往往使用的ESD防护材料不可能提供较大面积，这时必需采取接地措施。

2、耗散与接地普遍场合

通常所说的静电耗散，就是将ESD保护材料或导体上积累的静电荷用某引起导静电方式，将其漏到大地或者一个表面积足够大的悬浮接地体上。由于静电电量和泄漏电流都比较小，所以可以认为ESD防护材料和导电与大地之间的电阻不超过1兆欧左右，都可认为是符合要求。对于静电接地电阻，国家标准GB12158-90规定：静电导体与大地间的总泄漏电阻通常不大于1兆欧，每组专设的静电接地的接地电阻值，一般不应大于100欧。在山区等地，其接地电阻值也不应大于1000欧。

YD/T754-1995《通信机房静电防护通则》、SJ/T10553-1994《电子设备制造防静电技术要求》规定静电接地电阻值不大于10欧。这一数据已被广泛采用。

电子工业静电接地有软接地和硬接地之分，软接地是指地线串接阻值较高的电阻器后再与大地相连。软接地的目的在于将对地电流限制在人身安全范围之下（通常为5毫安）。软接地所需要的电阻值大小，取决于靠近接地点的人员可能接触到的交、直流电压值。很多标准将软接地电阻值定为1兆欧。硬接地是指将地线直接接地或通过一低电阻接地。一般情况，硬接地用于静电屏蔽或仪器设备、金属体的接地。

二、静电中和

静电路和是消除静电的重要措施之一。在某些场合中，当不便使用ESD防护材料时，或必须将某些高绝缘易产生静电的用品存放在工作台或工艺线上时，为了保证产品质量就必须对操作环境采取静电中和措施。静电中和是借助离子静电消除器或感应式静电刷来实现的。

静电中和原理：将正负离子与静电源上的正负电荷中和，从而消除静电源上积累的静电。

产生正负离子的装置叫离子静电消除器，其种类很多，有高压式，同位素式、离子流式等。

静电中和也可采用静电刷（静电梳）来实现，它是在金属棒上装上一排导电纤维。当静电刷与绝缘物相接触时，在接触过程中，可因电晕放电、泄漏、短路等直接消除绝缘物上的静电荷。

在某些特殊情况下，还可采用防静电剂（喷剂等）来实现静电中和。这类喷剂通常是阳离子或阴离子表面活性剂。

上述几种静电中和的相互比较，离子静电消除器具有不影响产品质量，消除静电快，使用方便等特点，不足之处是仪器成本较高。防静电剂的使用虽然具备操作简单等特点，但从消除静电效果来说，要某些情况下不如离子静电消除器效果好，而且持久性不好。有的防静电剂具有腐蚀性和毒性。

三、静电屏蔽与接地

静电屏蔽及接地通常用于对高压源产生的静电场屏蔽，某些对静电极敏感电路的屏蔽，从而避免静电场对ESDS器件和ESDS组件的感应和静电放电产生的宽频带干扰。

屏蔽的作用是通过将一个区域封闭起来的壳体实现的。壳体可以作成金属隔板式、盒式、也可以作成电缆屏蔽和连接器屏蔽。屏蔽的壳体一般有实芯型、非实芯型（如金属网）和金属编织带几种类型，后者主要用作电缆的屏蔽。各种屏蔽体的性能，均用屏蔽体的屏蔽效果来表示。此值定义这空间某一区域屏蔽后的静电场强度、比屏蔽前电场降低的分贝数。屏蔽效果优与劣，不仅与屏蔽材料的性能有关，也与屏蔽与静电源距离，以及壳体上可能存在的各种不连续的孔洞和数量有关。

静电屏蔽效果与接地有很大关系，只有将屏蔽体接地，才能保证屏蔽体上感应的静电荷泄漏，使屏蔽体内的电路不受静电场干扰。

静电屏蔽及接地是很多种仪表电路上防静电干扰的重要措施之一。同时也用于防止静电源对外界的干扰。

四、增湿

湿度增加则非导体材料的表面电导率增加，使物体积蓄的静电荷可以更快泄漏。有静电危险场院所，在工艺条件许可时，可以安装空调设备、喷雾器以提高空气的相对湿度清除静电。一般情部，用增湿法消除静电的效果很明显的。但城要指出的是，对于表面容易形成水膜，即容易被水润湿的绝缘体如橡胶等，增湿是有效的。