電子信息工程中的靜電防護(hù)措施

隨著我國信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，信息工程已滲透到郵電通信、廣播電視、金融、交通、航空航天、國防、能源、氣象、商業(yè)、辦公自動化等各個領(lǐng)域。在信息工程中靜電放電對敏感電子元件的損傷，影響了工程的可靠性，從而給信息工程提出了新的課題 ―― 靜電防護(hù)。國家對此十分重視，近年來制訂了控制靜電危害的各類標(biāo)準(zhǔn)，其中有 GB50174 － 93 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。
    一、信息工程中靜電危害及故障特點
    在信息工程中大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路大量應(yīng)用于各類整機(jī)，如：大、中、小型計算機(jī)主機(jī)及終端設(shè)備、程控電話交換設(shè)備、移動通信設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、廣播發(fā)射接收設(shè)備、自動控制設(shè)備等。因使用的微電子元器件高密度、大容量、小型化和超小型化，對靜電特別敏感。靜電放電可使敏感器件損壞造成擊穿或半擊穿 ; 計算機(jī)誤動作或運算錯誤，穿孔機(jī)穿孔**，打印機(jī)走紙堵塞；使交換設(shè)備用戶板、中繼板、控制板出現(xiàn)故障引起通訊雜音或通訊中斷；使廣播接收設(shè)備圖象不清；使自動控制設(shè)備失控；也可引起運載火箭發(fā)射故障。靜電造成的故障特點如下：
    1 、靜電故障與環(huán)境濕度有關(guān)。出現(xiàn)的季節(jié)：在南方主要是冬春干燥季節(jié)，濕度有時在 20 － 30 ％；在西北方地區(qū)，四季都有可能出現(xiàn)。
    2 、靜電引起的故障偶發(fā)性多，重復(fù)性不強(qiáng)，一般是隨機(jī)性故障。因此，難于找出其誘發(fā)原因。
    3 、靜電與設(shè)備安裝環(huán)境，采用的地面材料，終端設(shè)備的工作臺及工作人員的工作服、鞋有關(guān)。
    4 、靜電致使計算機(jī)誤動作時，往往是人體或其它絕緣體與計算機(jī)設(shè)備觸時發(fā)生。
    5 、靜電使交換設(shè)備出現(xiàn)故障是在清潔檢修時由于人體步行帶電，用手觸摸電路板放電將板損傷。
    6 、靜電力學(xué)作用使灰塵粘附，污染產(chǎn)品和使用環(huán)境；使產(chǎn)品質(zhì)量下降，設(shè)備使用壽命降低。
    二、信息工程中生產(chǎn)和使用環(huán)境防靜電措施
    根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如計算機(jī)場地技術(shù)要求 GB2887 － 82 《電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》 GB50174 － 93 《電子計算機(jī)機(jī)房施工規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)的要求，積多年施工中反映的問題，筆者認(rèn)為信息工程中應(yīng)注意以下幾點：
    1、正確進(jìn)行防靜電環(huán)境設(shè)計
    信息工程中生產(chǎn)環(huán)境防靜電設(shè)計是消除靜電危害*主要的措施之一，是非常關(guān)鍵的問題。例如：某集成電路廠基建投資幾千萬，因防靜電措施在設(shè)計上未作考慮而造成工程返工；某程控電話生產(chǎn)工廠，投資很大，因防靜電措施未采用，而造成整機(jī)質(zhì)量下降。故信息工程中環(huán)境設(shè)計不倫新廠基建還是老廠改造，都應(yīng)作為一重要問題，把它列入工程項目的內(nèi)容，從工藝設(shè)備、空調(diào)、內(nèi)裝修設(shè)計中采取措施。分別對微電子工廠、整機(jī)廠、各類計算機(jī)房、程控電話機(jī)房、智能大廈、通迅機(jī)房采取不同的防靜電措施，設(shè)計的依據(jù)如下：
    1 、確定微電子器件絕緣膜耐靜電擊穿電壓。
    2 、確定整機(jī)選用的敏感器件耐靜電擊穿電壓。
    3 、確定工程中選用的設(shè)備耐靜電性能。
    2 、正確選用防靜電地面材料。
    一個較好的防靜電生產(chǎn)環(huán)境 , 地面顯得特別重要，選擇時要考慮到防靜電地板的系統(tǒng)電阻值上下限，既要有導(dǎo)靜電性能，又要保證操作人員的**，在施工前應(yīng)測定地板材料的表面電阻和體積電阻。在施工完成后和使用階段，還要定期監(jiān)測。在八五期間，國內(nèi)主要使用的**代地面材料有橡膠、 PVC 塑料等防靜電制品，因存在老化、收縮、不耐磨及抗污能力差（導(dǎo)電碳黑脫落）、防火性能不佳（自熄）的缺陷，**代產(chǎn)品有復(fù)合防靜電地面材料，抗老化、耐磨、抗污能力、耐火性能有所提高，但有些防潮、防火、安裝效果仍欠佳。目前國內(nèi)*新防靜電地面材料為全鋼防靜電地板、網(wǎng)孔式防靜電地板等，該材料較**、二代產(chǎn)品有新的突破，故抗靜電性能穩(wěn)定、耐久、幾何尺寸精度高，具有耐磨、耐腐、耐老化、防火抗壓、強(qiáng)度高等特點。其各類技術(shù)指標(biāo)大大超過**、二代防靜電制品的性能。
    除了在生產(chǎn)環(huán)境直接鋪設(shè)防靜電地面材料外，在計算機(jī)機(jī)房和程控電話內(nèi)電纜走線較多和下部送風(fēng)冷卻設(shè)備，故采用防靜電活動地板。據(jù)幾個大型機(jī)房的測試，一些機(jī)房地面統(tǒng)電阻值在 1012Ω 以上，成了靜電的發(fā)生源，故在機(jī)房選用活動地板時要考慮地板的各項技術(shù)指標(biāo)：
    1 、能否滿足整機(jī)防靜電要求，抗靜電能否持久，確保系統(tǒng)電阻值在 106 － 109Ω 范圍內(nèi)；
    2 、機(jī)械性能是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)；
    3 、能否滿足機(jī)器維修方面的要求；
    4 、能否滿足設(shè)備擴(kuò)容及更新?lián)Q代的要求；
    5 、是否合理?；顒拥匕逡幚砗玫鼐€問題，保證接地良好，嚴(yán)格施工管理，鋪設(shè)完成后應(yīng)測定各項靜電參數(shù)。
    3 、采用防靜電涂料
    凡有要求靜電防護(hù)的場地，內(nèi)裝修材料必須是防靜電的。內(nèi)墻和頂棚表面應(yīng)使用防靜電防火墻板或噴涂導(dǎo)靜電環(huán)氧涂料，該涂料具有耐老化、防火、防水性能，表面電阻在 10 6 － 10 9 Ω 范圍。我們在承建潔凈廠房中普遍使用該材料，效果很好。經(jīng)測定摩擦起電電壓為零，其它性能亦符合標(biāo)準(zhǔn)。送風(fēng)管道和送風(fēng)口應(yīng)使用導(dǎo)電三聚氰氨材料，避免空氣流動時產(chǎn)生靜電積聚。
    4 、配套設(shè)施
    在生產(chǎn)車間和通信設(shè)備使用的機(jī)房要有相應(yīng)的配套設(shè)施，構(gòu)成一個靜電泄放的通路。
    1 、將終端設(shè)備放在防靜電工作臺上，由工作臺和靜電接地系統(tǒng)相連。如果是普通工作臺則應(yīng)在臺上放防靜電工作臺墊。
    2 、若地面不是防靜電地面，則應(yīng)在地面放防一電地墊，由地墊和靜電接地相連。
    3 、生產(chǎn)車間使用的傳送帶必須用導(dǎo)電橡膠或金屬帶制作。
    4、生產(chǎn)車間放置敏感器件的臺架和周轉(zhuǎn)箱及運送器件的手推車車輪，必須用導(dǎo)電塑料和導(dǎo)電橡膠制作。
    5 、工作椅、窗簾布應(yīng)使用防靜電、阻燃的織物制作，以免引起靜電積聚而產(chǎn)生放電。
    6 、存放電路板時應(yīng)用防靜電屏蔽進(jìn)行包裝。
    7 、在車間入口處應(yīng)設(shè)置人體系統(tǒng)電阻值檢測儀。
    8 、根據(jù)需要對一些絕緣體物品和設(shè)備，使用抗靜電劑和離子風(fēng)消電器來消除紙帶及作臺上的靜電。
    5 、控制車間和使用場地環(huán)境的溫濕
    環(huán)境的濕度和產(chǎn)生靜電的關(guān)系極為密切。如在冬春季節(jié)和北方干燥地區(qū)，靜電是高峰期，應(yīng)按國際規(guī)定溫度控制在 18 － 28 ℃ 范圍，濕度控制在于 40 ％－ 70 ％范圍內(nèi)。因此在進(jìn)行空調(diào)設(shè)備選型時，應(yīng)考慮到恒溫恒濕的可靠性，使相對濕度保證在規(guī)定范圍之內(nèi)
    6 、人體性防靜電著裝
    人體因步行和移動帶電有時高達(dá) 2 － 10KV ，要通過腕帶和腳帶及穿防靜電衣服、鞋、襪手套才能泄放靜電，如在凈化車間，要使用防靜電的潔凈衣、鞋。設(shè)備檢修人員在現(xiàn)場應(yīng)使用防靜電維修包。
    7 、良好的接地系統(tǒng)
    接地的目的是增快靜電泄漏和導(dǎo)流，使帶電物體的靜電荷得以順利泄出和迅速導(dǎo)走，以避免靜電積聚。
    1 、接地電阻應(yīng)在 4 Ω 以下。
    2 、靜電防護(hù)系統(tǒng)接地與保護(hù)系統(tǒng)接地不能串在一起。
    3、接地用的導(dǎo)體必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，耐腐蝕性。
    4、固定設(shè)備用導(dǎo)線應(yīng)是 1.25 平方毫米以上的多股可撓的編織電線。
    三、對靜電防護(hù)措施的幾點建議
    1 、在信息工程中的生產(chǎn)場地和使用場地新建和改建項目，不僅要完善土建設(shè)計，而且要按國標(biāo)規(guī)定對靜電防護(hù)進(jìn)行設(shè)計。
    2 、要加強(qiáng)防靜電工程材料和配套產(chǎn)品的研究和開發(fā)，應(yīng)用到工程中的產(chǎn)品必須有***檢測部門認(rèn)可才能使用。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要和國外同類產(chǎn)品逐步接軌，按國標(biāo)進(jìn)行生產(chǎn)。
    3 、要建立一套施工管理程序。加強(qiáng)施工管理，確保工程質(zhì)量，工程完工后要進(jìn)行防靜電測定，峻工驗收后每年*少要進(jìn)行監(jiān)測。
    4 、新建生產(chǎn)廠房和使用場地應(yīng)考慮到新技術(shù)發(fā)展，要留有余地，以滿足更高的防靜電要求。

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