余鷺帆

廈門陽光恩耐照明有限公司，福建廈門，361012

0 引言

從廣義層面來講，電子工程指的是電子系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)的綜合。隨著時代的發(fā)展以及科學技術的進步，電子工程的基礎概念也發(fā)生了一定的改變，電子工程所涉及的領域愈發(fā)廣泛、所包含的內容也越來越多。結合電子工程的原始特征，可以將其歸屬為電氣工程的一個子類，通常也將其稱之為“信息技術”或“弱電技術”，根據其包含的技術內容和應用領域，可將電子工程細分為“電測量技術”“電子技術”“調整技術”三部分。從技術應用的層面來看，電子工程的應用形式不僅包含各種類型的電動設備，還包含了融合有計算機技術、調整技術、控制技術、測量技術等多種技術的各類電動開關。

因具有鮮明的智能化、自動化、信息化特征，近幾年電子工程的應用愈發(fā)廣泛，為人們的生活、工作、學習帶來了諸多便利，已逐漸成為現代社會不可或缺重要組成部分，在社會經濟的整體發(fā)展中發(fā)揮著極為重要作用[1]。

1 靜電的產生及危害

1.1 靜電的產生原理及主要方式

自然界中大部分物質都是由原子組成的，而原子中又包含質子、中子和電子，現代科學觀念下，人們認為質子帶正電荷、電子帶負電荷而中子不帶電。正常狀態(tài)下，為保證原子結構的穩(wěn)定性，原子中的質子和電子會具有相同的數量，此狀態(tài)下原子正負電平衡，對外表現出不帶電的現象。然而，當原子受到外力作用時，原子核周圍的電子分布情況會發(fā)生改變，正負電子的恒定狀態(tài)會被打破，原子電荷失去平衡，從而導致物體帶電，而這便是靜電現象的產生原因。通常情況下，產生靜電的方式有以下三種：首先是傳導。電子具有自由移動的能力，當帶電物體與不帶電物體接觸時，電子會在勢能的作用下進行轉移，從而導致原有電荷平衡狀態(tài)被打破，產生靜電現象；其次是感應。即當不帶電物體進入到電場中時，電子會基于電荷間“同性相斥、異性相吸”的原理進行轉移，使得原有的電荷平衡狀態(tài)被打破，出現靜電現象；最后是摩擦。摩擦是引發(fā)靜電的最常見方式。當兩種不同材質的物體進行摩擦后，原子原有的電荷平衡狀態(tài)會被打破，電子會在動能、熱能、位能的作用下轉移到另一個物質上，此時失去電子的原子會帶正電，而得到電子的原子會帶負電，從而導致物體帶電，產生靜電現象。

1.2 靜電的危害

在電子工程領域，靜電現象所造成的危害主要體現在以下三個方面：（1）放電損壞電子元器件。當物體內有靜電聚集時，往往會產生非常高的電位，一旦電場強度超過物體周邊介質的抗電強度，便會導致原子核脫離束縛成為自由電子，從而產生靜電放電現象。對于電子工程而言，普遍會涉及內部結構十分精密的電子元件，而大部分電子元件的抗電強度非常低，電壓承受極限往往不足100V，遠遠低于靜電放電瞬間所產生的電壓，因此，極容易被靜電放電現象所損壞。例如：科學試驗表明，當環(huán)境濕度＜10%時，雙列直插器件從聚四苯乙烯海綿橡膠中取出的瞬間，能夠產生高達14500V的靜電電壓，這遠遠超過了雙列直插器件的電壓承受能力，若未能做好靜電防護工作，極容易導致雙列直插器件被靜電電壓擊穿而損壞；（2）靜電吸附影響電子元件使用功能。當物體內有靜電聚集時，其會對附近空氣中的水分子、細小雜質以及粒徑在0.1μm～1μm間的微小粉塵顆粒產生一定的吸附效果。在電子工程中，若半導體晶片因靜電吸附作用而導致表面附著較多的微小顆?；螂s物，會嚴重影響其各項性能。尤其是玻璃、硅、陶瓷、石英等絕緣材料，在使用過程中極易積累靜電荷，產生靜電吸附現象，從而對其絕緣性及其他性能造成嚴重影響，甚至使其淪為廢品；（3）靜電輻射危害人體健康。長期處于靜電環(huán)境中，在靜電輻射的影響下，人體會產生胸悶、頭疼、煩躁、呼吸困難等不適癥狀，從而對身心健康造成一定程度的影響。同時，空氣中普遍含有各種類型的病菌，當人體處于靜電環(huán)境中時，在靜電感應和靜電吸附作用的影響下，空氣中的病菌更易附著在人體皮膚上，長此以往，不僅會影響皮膚的光澤度和彈性，還會增大皮膚病的發(fā)生幾率，進一步對身體和心理造成傷害[2]。

2 靜電防護技術在電子工程領域中的有效應用

2.1 設計環(huán)節(jié)的靜電防護技術應用

2.1.1 遵循抑制靜電產生原則

抑制靜電產生原則的核心在于“防”，即通過科學的設計手段和技術方法，防止靜電聚集，以此達到靜電防護的效果。該原則下，靜電防護技術在設計環(huán)節(jié)的應用主要有以下幾種形式：（1）將靜電保護設計到產品和元件中。例如：在電子工程設計環(huán)節(jié)盡可能使用對靜電不敏感的元件或者為那些靜電放電敏感元件設計適當的電壓輸入保護措施，以此降低靜電放電的破壞性。然而，此方法存在一個明顯的矛盾點，即電子元件的小型化、復雜化、精密化發(fā)展，使其對ESD更加敏感，因此需要技術人員在設計環(huán)節(jié)能夠根據實際情況和使用需求，對電氣元件的設計精密度和抗靜電能力進行有效平衡，確保其兼具良好的功能性和靜電防護能力；（2）盡可能消除產生靜電的材料和過程。從而工作環(huán)境的角度出發(fā)，盡量減少消除容易引發(fā)靜電現象材料和工序，如：減少普通塑料的使用，減少推拉、拖拽、摩擦電氣元件等。因為相同電勢或零電勢材料之間不會發(fā)生ESD，所以在工作過程中，應盡可能保證工作環(huán)境或操作過程中，材料或工序具有相同的靜電電勢；（3）對靜電放電進行物理防護。即防止要發(fā)生的靜電放電接觸到敏感電氣元件。主要有兩種常見方法：一種是為敏感元件或裝配過程設置適當的接地和分流措施，以此將元件受到的靜電放電進行分流，從而有效避免敏感元件被靜電擊穿損壞；另一種是利用適當的包裝材料對敏感元件進行包裹，以此達到屏蔽靜電的效果，避免敏感元件在移動、運輸過程中被靜電損壞。

2.1.2 遵循控制靜電積聚原則

控制靜電積聚原則的核心在于“泄”，即通過科學的設計手段和技術方法，泄放或中和已經聚集的靜電，以此達到靜電防護的效果。該原則下，靜電防護技術在設計環(huán)節(jié)的應用主要有以下幾種形式：（1）接地。接地能夠為靜電提供良好的泄放通道，使帶電體上積聚的靜電荷迅速導入大地，從而有效避免對敏感元件的放電，到達保護敏感電氣元件的目的。接地設計的科學性、接地裝置有效性對整個靜電防護效果具有決定性的影響，若接地效果差，將導致整個防靜電體系失效，使得電氣元件處于在一個充滿靜電的危險環(huán)境，因此接地設計必須要保證測試放電點到最終接地匯接點的每個環(huán)節(jié)都具有良好的通暢性，這樣才能確保靜電的安全泄放。目前，根據相關規(guī)范標準的要求，電子工程領域獨立接地電阻的阻值應≤10Ω，固定設備接地導線應采用1.25mm以上的多股可撓的編織電線，同時接地必須與防靜電腕帶、工作臺表面、地板連接牢固；（2）利用極性相反的電荷進行中和。對于無法用接地方法進行靜電防護的絕緣材料，如普通塑料等，可利用電荷中和的方法進行靜電防護。目前，該方法最常見的應用形式為靜電消除器（SVCOR），即利用高壓發(fā)生裝置，制造一個低電流、高電壓的穩(wěn)定高強電場，利用電場將空氣電離成離子體，然后利用氣流將離子體帶到帶電物體表面，通過正負電荷的中和來實現靜電防護目的；（3）控制環(huán)境溫濕度。環(huán)境溫度和濕度均是影響ESD的重要因素，經科學試驗表明，相同大氣環(huán)境條件下，溫度越低濕度越大，而濕度增大可一定程度上增加材料表面的導電率，增強空氣的導電性能，使得物體上聚集的靜電荷得到更快泄放。由此可見，溫度越低、濕度越大，越有利于靜電危害的防護。因此，在滿足工藝條件和設計需求的基礎上，應盡可能通過地面灑水、風扇噴霧器噴射水霧、空調加濕等方法提升環(huán)境相對濕度，以此提升靜電防護效果。

2.2 生產環(huán)節(jié)的靜電防護技術應用

2.2.1 強化靜電環(huán)境創(chuàng)建

為有效降低靜電對電子工程的負面影響，進一步提高靜電防護效果，相關工作人員應認真做好靜電環(huán)境創(chuàng)建工作，以最大限度保證工作空間的整潔性和清潔性，具體而言包含三方面工作：（1）進行環(huán)境建設時盡可能選用具有較強防靜電能力的涂料。在電子工程中，部分工作區(qū)域具有較高的靜電防護要求，針對這類工作區(qū)域在進行環(huán)境創(chuàng)建時應優(yōu)先選用靜電防護性能出色的材料。例如：在對該工作區(qū)域頂棚和內壁進行設計施工時，不僅需要在其外部設置一層防火墻板，還可以通過噴涂防靜電環(huán)氧樹脂涂料的方式進一步增強頂棚和內墻的防靜電能力。又如：在進行送風管道設計施工時，應在管道表面均勻涂抹一層三聚氰胺樹脂涂料，以此避免空氣中出現靜電聚集，將靜電危害降至最低；（2）盡可能提高地面防靜電水平。工程人員應結合工作區(qū)域實際情況和具體的防靜電要求，對底板系統(tǒng)電阻進行深入的分析。在保證安全的前提下盡可能選用導電性能出色的地底板材料。目前，防靜電瓷質底板在電子工程領域的應用最為廣泛，即在傳統(tǒng)瓷質底板瓷層內部加入適量無極高溫導電材料，以此大幅度提升底板的導靜電水平。相較于傳統(tǒng)底板材料，防靜電瓷質底板不僅具有出色的防靜電性能，還具有良好的防火性能和整體穩(wěn)定性，且使用壽命非常長，因此該材料的應用可顯著提升電子工程工作區(qū)域的防靜電能力；（3）從產品本身出發(fā)，做好組裝管理工作。工作人員在進行電子元器件組裝時，應具備良好的防靜電意識和基礎知識，能夠從整體的角度出發(fā)，思考和預判可能出現靜電問題的操作環(huán)節(jié)，在此基礎上，結合防靜電知識、技能以及配套的防靜電器具，對工作環(huán)境、操作流程進行科學優(yōu)化，以此提升防靜電水平，避免組裝過程中發(fā)生靜電問題。

2.2.2 配備相關用品器具

在開展電子工程的過程之中，應嚴格按照相關規(guī)范標準做好相關靜電防護用品或器具的配備工作，以此提升作業(yè)過程中的靜電防護水平，最大限度降低靜電危害。

在靜電防護用品方面，現階段電子工程常用的靜電防護用具有：（1）防靜電腕帶（見圖1）。根據相關要求防靜電腕帶彈簧軟線長度應≤250cm，保護電阻（泄露電阻）阻值應達到106Ω；（2）防靜電工作服。根據相關要求防靜電工作服摩擦帶電的電量應＜0.6μC/件；（3）防靜電鞋。根據相關要求防靜電鞋鞋底電阻阻值應在105～108Ω之間；（4）防靜電消除液。根據相關要求防靜電消除液涂擦后，應使物體表面的電阻達到106～109Ω量級且能夠保持數月，同時防靜電消除液應具有無毒、無害、透明的特點；（5）防靜電手套/指套（見圖2）。根據相關要求防靜電手套/指套應采用防靜電布或防靜電針織物制作而成，面電荷密度應＜7μC/m2。

在靜電防護器具方面，主要以離子風機（即前文提及的靜電消除器SVCOR）最為常用。實際工作中主要利用該器具來應對絕緣體材料上產生的靜電問題。

2.2.3 落實人員培訓工作

作為電子工程的主要實踐者和操作者，作業(yè)人員的防靜電意識、理論知識及實踐技能對于靜電防護工作開展效果具有決定性的影響。因此，想要切實提升電子工程各環(huán)節(jié)的防靜電水平，必須要有效落實人員培訓工作。首先，相關企業(yè)應設立一套完整的人員培訓機制，并嚴格按照培訓機制中的要求和計劃，對作業(yè)人員展開系統(tǒng)的培訓工作，通過全面的培訓教育引導作業(yè)人員樹立良好的防靜電意識，掌握扎實防靜電知識和技能，從而實現防靜電水平的全面提升。其次，要求加強對人員防靜電工作執(zhí)行情況監(jiān)管，通過完善考核制度、監(jiān)管制度、責任制度的方式，加強監(jiān)管力度，使每個作業(yè)人員都能夠明確自身崗位的防靜電工作標準和要點，嚴格執(zhí)行相關的防靜電措施，以此確保防靜電工作的實效性[3-6]。

3 結語

綜上所述，電子工程具有鮮明的智能化、自動化、信息化特征，隨著近幾年的飛速發(fā)展，其已經成為現代社會不可或缺重要組成部分，在社會經濟的整體發(fā)展中發(fā)揮著極為重要作用。然而在電子工程實際作業(yè)過程中，受摩擦、傳導、感應等原因的誘導，極容易發(fā)生靜電問題，對作業(yè)效果及敏感元器件產生嚴重的不良影響，因此，靜電防護工作對于電子工程具有重要的意義。新時期背景下，現骨干企業(yè)應在深入了解靜電產生原因和危害的基礎上，遵循抑制靜電產生原和控制靜電積聚原則，通過強化靜電環(huán)境創(chuàng)建、配備相關用品器具、落實人員培訓工作等策略，全面提升自身靜電防護技術水平，為電子工程的順利、高效開展提供有力保障。