中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省 合肥市 230088
摘要：电子产品静电防护项目的成与败,直接影响到宇航电子产品的质量。因此对宇航电子产品电装过程中的静电防护研究很具有现实意义。本文根据作者多年研究经验，对宇航电子产品静电防护薄弱环节进行了详细的分析，并提出了相关的改进措施供大家参考和借鉴。
关键词：宇航电子产品；静电防护；薄弱环节；研究；改进
1、引言
ESD是代表英文ElectroStatic Discharge即"静电放电"的意思。ＥＳＤ是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热（火花）效应（如静电引起的着火与爆炸）及和电磁效应（如电磁干扰）等的学科。近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂，对静电放电的电磁场效应如电磁干扰（ＥＭＩ）及电磁兼容性（ＥＭＣ）问题越来越重视。
2、静电产生原理及对电子产品危害
静电就是物体表面存在过剩或不足的静电荷，它是一种电能。 静电是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果，静电是通过电子或离子转移而形成的。静电就是物体所带相对静止不动的电荷。静电的特点：(1)高电位：可达数万至数十万伏，操作时常达数百和数千伏。(2)低电量：静电流多为微安级 (mA)。(3)作用时间短：微秒级。(4)受环境影响大：特别是湿度，湿度上升、静电下降。静电的产生:接触、摩擦、冲流、压电、温差、冷冻、电解。
静电的基本物理特征：吸引与排斥的力量；与大地间有电位差；产生放电电流由于这些特征，静电放电对半导体器件可能产生以下破坏：1)薄的氧化层被击穿； 2)泄漏电流密度高，引起导体烧熔；3)引起过早失效的漏电流增加，击穿电压变 化对器件的功能性破坏。尽管静电敏感器件的内部已进行了保护处理，但这仅仅是当电荷传递局限于一定尺寸和持续一定的时间内进行才有效。据有关检测报告证明，静电放电的损害往往只有1O％造成电子元器件当时完全失效，通常表现为短路、开路以及参数的严重变化，超出其额定范围，器件完全丧失了其特定的功能；另外的90％会潜伏下来，造成积累效应。一般情况下，一次ESD还不足以引起器件立即完全失效，但元件内部会存在某种程度的轻微损伤，通常表现为参数有小的偏差或漂移。潜在的失效并不明显，因而极易被人们忽视。若这种元器件继续工作，随着ESD次数的增加，积累效应就会越来越明显，其损伤程度会加剧，最终导致失效。
3、宇航电子产品静电防护薄弱环节研究及改进
3.1静电防护的目的
电子工业中静电防护的根本目的是在电子元器件、组件和设备的制造过程中，通过一定的途径，防止静电的力学效应和放能产生的障害，或把障害限制到最小程度，确保产品的设计性能和使用性能不因静电作用而受到损害。防静电主要是防止静电放电。控制静电放电要从控制静电的产生和控制静电的消除两方面入手。控制静电的产生主要是控制加工过程中材料的选择；控制静电的消除主要是加速静电的泄露和中和。这两点共同作用才能使静电电压不超过安全阈值，以达 3.2消除静电的途径静电能对静电敏感器件造成障害，但它是可控的，可消除的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为此要讨论生产过程中静电防护系统的安全工作原理，以及的防护方法。
（1）静电的消除特性要消除静电首先要明确对静电防护的基本思想：①对有可能产生静电的地方要防止静电荷的聚集。即采取一定的措施避免或减少静电放电的产生。可采用边产生边泄露的荷聚集的目的。②对已存在的电荷积聚，应迅速地消除掉。当绝缘物体带电时，电荷不能流动，无法进行泄漏，可利用静电消除器产电荷。当带电的物体是导体时，则采用简单的接地泄露办法，使其所带电荷完全消除。要构成一个完整 的静电安全工作区，电台垫、专用地线和防静电腕带等。
（2）静电的基本防护途径静电的控制技术是在静电电荷积聚不可避免的情况下，采取综合措施将静电危害控制在允许范围内。工艺控制法目的是在生产过程中尽量少地产生静电荷。对工艺流程中材料的选择、设备安装和操作管理等过程应静电的产生和电荷的聚集，抑制静电电位和放电能量，使危害降到最小程度。泄露法目的是使静电荷通过泄露达到消除。一般采用静电接地使电荷向大地泄露，通常利用增大物体电导的方法使用。静电屏蔽法采用接地的屏蔽罩把带电体与其它物体隔离开，这样带电体的电场将不影响周围其它物体，这种屏蔽方法叫时也用接地的屏蔽罩把被隔离物体包围起来使被隔离物免受外界电场的影响，这种屏蔽方法叫外场屏蔽。复合中和法及其它通过复合中和法来达到静电荷的消除。通常用静电消除器产生的异性离子来中和带电体的电荷体表面光滑以及周围环境更加清洁，从而减少尖端放电的可能性。
4、静电接地技术
4.1静电接地技术
静电接地技术是静电泄露工艺中的主要环节，系统接地的质量将直接影响电荷的释放能力。
（1）地线地线是指能够接受或提供大量电荷的物质，如大地、设备底座、机壳等。理想的地应该是一个优良的导体，产生电位降，地线上各点电位相同。防静电接地是厂房基建工程中重要的指标之一。在防静电工程中常把地线称为地线母线线专供静电工程中的器具和人体泄露静电荷之用。 （2）接地电阻是接地体与大地之间的接触电阻。它是接地质量好坏的标准，一般工业生产中静电起电电流I的最大值U=100V，故接地电阻R≤U/I=106Ω。 （3）地线的埋设埋设地线的原则为：地线埋设点的土壤电阻系数要越小越好，接地体与土壤接触面积越大越好，接触
4.2静电工作区静电地的铺设
（1）地线的引入在工作区的静电地应设为静电专用地，不得与其它地线共用。地线应铺设到岗位，材料可为3mm厚、截面面积大于4mm2～6mm2的铜芯软线,，以便静电顺畅泄露。
（2）静电地在静电安全区的通用规则。在作业区内的任何引入和铺设方法都必须保证系统的接地电阻值在规定的范围内,并能保证该部位静电的产生和泄露速度相等 的大小要以电荷不滞留为目的。作业区内接地端子应保证接地可靠，容易连接。大型设备的地线应采用大截面的多芯导线连接，一般截面不小于14mm2。烙铁、吸锡器等手动工具，测试仪表等非电力线外壳应实现硬接地。安全工作区工作台应单独接地，腕带及地垫等分别接地。
5、电子产品静电防护措施改进
5.1使用防静电材料
主要是使用静电耗散材料（即表面电阻在10的5次方欧姆到 10的11次方欧姆之间的材料）来替代普通的材料。比如在防静电工作区使用的防静电台垫，防静电地板，防静电包装盒等等。
5.2防静电接地
通常是指设备和人员的接地，即通过截面积符合标准的金属导线 将设备接地，人员则通过手环、服装、防静电鞋等措施接地。
5.3静电中和
一般是指在难以使用接地或静电耗散措施的场合，使用离子发生器 制造正负离子，并将离子吹送到需要消除静电的区域，来中和产生的静电。常见的有离子风机、风蛇等等。
5.4静电屏蔽
静电屏蔽又分为主动屏蔽和被动屏蔽。主要是指利用法拉第笼原理， 使用封闭导体来对静电源或需要防护的产品进行屏蔽。
5.5环境增湿
实验数据表明，环境湿度的增加可以有效降低静电放电发生的几率。 但环境增湿只能作为辅助措施使用，不能代替以上措施。
5.6电子产品的ESD防护设计
即在静电敏感元器件上设置防静电电路，国内外已 有设计成熟的多种保护电路，最高对上千伏的静电电压进行有效防护。保护电路可以降低元器件对ESD的敏感性，但不能完全消除。
6、结束语
本文通过调研国内外静电防护标准发展现状,以及分析目前宇航电子产品静电防护相关标准的工程实践效果,对宇航电子产品静电防护中的设计、要求的传递、变更控制3个薄弱环节进行研究并提出改进思路。
参考文献
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论文作者:郑木亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/29
标签：静电论文; 电荷论文; 地线论文; 防护论文; 电子产品论文; 静电荷论文; 防静电论文; 《防护工程》2018年第29期论文;