静电防护原理

     有很多操作过程中，不产生静电是不可能的，但产生静电并非危险所在，危害在于静电积累以及由此产生的静电放电。因此对静电积累的限制和采取措施使静电泄漏（耗散）尤为重要。
      静电防护措施很多，主要有以下几点。
    一、静电耗散与接地
     将各种操作运行过程中产生的静电迅速耗散是防止静电危险行之有效的方法。静电耗散是通过替电子生产过程中接触到的各类绝缘物制备的用具（包括各种工装夹具和制品）而改用防静电材料制备并使之接地来完成的。
     防静电材料又叫ESD防护材料，从防静电原理主面可以将其分为三类：导静电、静电耗散、静电屏蔽耗散复合类。三种材料可以从导电性上加以区分。例哪国家GB12158-90《防止静电事故通用导则》和电工学将体积电阻率和表面电阻率分别小于或等于10⁶欧.米、10⁷欧的材料叫静电导体，在10⁶~10¹⁰欧.米、10⁷~10¹¹欧范围内的为静电亚导体，在10¹⁰欧.米和10¹¹欧以上的为静电非导体。根据上述规定，可以将表面电阻率和体积电阻率分别10⁷欧、10⁶欧.米的以下的的材料定为导静电材料,表面电阻率10⁷~10¹¹欧为静电耗散材料,体积电阻率小于1*10²欧.米的材料定为静电屏蔽材料。国家**标准GJ3007-1997《防静电工作区技术要求》对静电耗散材料和导静电材料也作了明确划分，但和GB12158-90划分有所不同。
   为统一规定，目前国际和国内对静电耗散和导静电材料划分是以国际电工委员IEC1340-4-1规定为基准。IEC1340-4-1规定：表面电阻、体积电阻等于或低于1*10⁶欧姆的材料；1*10⁶~1*10⁹欧.米为导静电材料；1*10⁶~1*10⁹欧姆的材料为静电耗散材料。
    通常静电耗散材料制备的防静电用品（用具），使用在工作环境中有220伏、380交流强电或直流强电，能对操作人员提供可靠保护。而导静电材料用于没有强电的情况下，火工和有防爆要求的场合。
   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**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可靠范围之下（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**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。