Přehled statické elektřiny v elektrotechnice
V procesu elektronické výroby elektrostatický výboj často poškozuje elektronické součástky a dokonce způsobuje, že elektronické součástky ztratí svou funkci, což vede ke ztrátám způsobeným chybami. Proto je velmi důležitá elektrostatická ochrana v elektronickém průmyslu, zejména pochopení, Analýza principu výroby statické elektřiny a elektrostatické ochrany při výrobě elektronických výrobků a shrnutí některých základů technologie elektrostatické ochrany a odpovídajících opatření ve výrobě.
Statická elektřina je neviditelná a nehmotná elektrická energie. Zůstává na povrchu objektu. Je to výsledek nerovnováhy pozitivních a negativních poplatků v místním rozsahu. Je tvořena konverzí elektronů nebo iontů. Elektrostatický jev je proces generování a vymizení náboje. Obecný termín pro elektrické jevy produkované v procesu. Například: třecí elektrifikace, chůze lidského těla a další jevy.
Elektrostatické napětí generované při výrobě elektronických výrobků a při přepravě, skladování apod. Daleko přesahuje napájecí napětí zařízení MOS, které často způsobuje těžké poruchy (částečné poškození součástek), což způsobuje jejich selhání nebo vážné ovlivnění produkt. Spolehlivost.
Za účelem kontroly a odstranění ESD některé rozvinuté země zavedly národní, vojenské a podnikové standardy nebo předpisy. Od návrhu, výroby, nákupu, skladování, inspekce, skladování, montáže, uvedení do provozu, balení a přepravy polotovarů a hotových výrobků existují odpovídající předpisy pro výrobu, použití a řízení statických ochranných prostředků. Přísné regulační požadavky,
Přístroje, které jsou citlivé na elektrostatické reakce, se nazývají elektrostaticky citlivé součásti (SSD). Komponenty citlivé na elektrostatický náboj se týkají zejména velmi velkých integrovaných obvodů, zejména polovodičů z metalizovaných fólií (okruhy MOS). Pro různá zařízení SSD jsou prováděna různá opatření elektrostatické ochrany.
Statické napájení při výrobě elektronických výrobků:
(1) Činnost lidského těla, statická elektřina vzniklá třením, kontakt a oddělení lidí a oděvů, obuvi, ponožek atd. Je jedním z hlavních statických zdrojů energie při výrobě elektronických výrobků. Statická elektřina v lidském těle je hlavní příčinou tvrdého (měkkého) výpadku zařízení. Elektrostatické napětí generované lidskou činností je asi 0,5-2 KV. Navíc vlhkost vzduchu má velký vliv na elektrostatické napětí a v suchém prostředí se zvyšuje o jeden stupeň. Tabulka 2 ukazuje vztah mezi relativní vlhkostí a aktivitou lidského těla.
Když se lidské tělo nabije a dotkne zemního drátu, dojde k výbojovému jevu a lidské tělo způsobí různé stupně reakce elektrického šoku. Stupeň reakce se nazývá citlivost na elektrický šok. Tabulka 3 ukazuje citlivost šoku na lidské tělo při různých výbojích statického napětí.
(2) Když se chemické vlákno nebo bavlněné kombinézy otírají proti pracovní ploše a sedadlu, na povrchu oděvu může vzniknout elektrostatické napětí 6000 V nebo více a lidské tělo se nabije. Při kontaktu se zařízením dojde k vybití a poškození zařízení.
(3) Izolační odpor gumové nebo plastové podešve je až 1013 Ω. Když se třepí na zemi, vytváří statickou elektřinu a nabíjí lidské tělo.
(4) Když jsou pryskyřice, barva fólie a plastové fólie zabalené zařízení přepravovány v obalu, může povrch zařízení a obalový materiál generovat elektrostatické napětí několika set vteřin pro vypuštění citlivého zařízení.
(5) Různé obaly, kazety a obraty z polymerních materiálů, jako jsou PP (polypropylen), PE (polyethylen), PS (polyvinyliden), PVR (polyuretan), PVC, polyester a pryskyřice. Krabice, stojany s deskami plošných spojů atd. Mohou generovat napětí v rozmezí 1-3,5 kV v důsledku tření a otřesů a vyzařování citlivých částí.
(6) Obvyklá pracovní plocha generovaná třením za účelem vytváření statické elektřiny.
(7) Izolační odpor betonu, voskované leštěné podlahy, pryžové fólie a jiné izolační podlahy je vysoký a statický náboj na lidském těle není snadný k úniku.
(8) Elektronická výrobní zařízení a nástroje: vysokonapěťové transformátory a obvody střídavého / slepého průtoku v zařízeních, jako jsou páječky, vlnovou pájecí stroje, reflowové pájecí pece, stroje pro umístění, zařízení pro uvedení do provozu a inspekce, vyvolávají v zařízení statickou elektřinu. Pokud zařízení není správně odvzdušněno, způsobí selhání citlivého zařízení během výrobního procesu. Horký vzduch, který cirkuluje v troubě a tření skříně, a páry CO2 v chladící skříni CO2 kryostatu mohou způsobit velké množství statického náboje.
Princip elektrostatické ochrany:
Při výrobě elektronických výrobků není možné generovat statickou elektřinu. Vytvoření statické elektřiny není nebezpečí, nebezpečí spočívá v akumulaci statické elektřiny a výsledného elektrostatického výboje. Jádrem elektrostatické ochrany je "tiché vyloučení".
Princip elektrostatické ochrany:
(1) Zabraňte hromadění statické elektřiny na místech, kde může být vytvářena statická elektřina. Proveďte opatření v rámci bezpečného rozsahu.
(2) Rychle odstranit stávající akumulaci statické elektřiny a okamžitě ji uvolnit.
Metoda elektrostatické ochrany:
(1) Používejte antistatický materiál: Kov je vodič, který poškodí přístroj kvůli velkému svodovému proudu vodiče. Kromě toho, jelikož izolační materiál je náchylný k triboelektrickému nabíjení, nelze jako antistatický materiál použít kovové a izolační materiály. Namísto toho byl jako antistatický použit tzv. Elektrostatický vodič mající povrchový odpor 1 × 10 5 Ω · cm a méně a elektrostatický vodič s povrchovým odporem 1 × 10 5 -1 x 10 8 Ω · cm materiál. Například běžně používaný elektrostatický ochranný materiál je realizován smícháním vodivých sazí v pryži a povrchový odpor je řízen tak, že je 1 × 10 6 Ω · cm nebo méně.
(2) Únik a uzemnění: Uzemněte část, kde může nebo mohla vzniknout statická elektřina, a zajistěte elektrostatický výpustný kanál. Metoda zakopávání zemnicího vodiče vytváří "nezávislou" pozemní linku. Proveďte odpor mezi zemí a uzemněním <> (Viz GBJl79 nebo SJ / T10694-1996)
Metoda uzemnění elektrostatického materiálu: Připojte statický ochranný materiál (jako je rohož, podlahová rohož, antistatický popruh na zápěstí atd.) K vodiči vedoucímu k nezávislému zemnímu vodiči přes rezistor 1MΩ (viz SJ / T10630-1995) . 1MΩ odpor je zapojen do série, aby bylo zajištěno, že proud je <5ma na="" zem,="" nazvaný="" měkká=""> Skříň přístroje a elektrostatický štít jsou obvykle uzemněny přímo, nazývané tvrdou zeminou.
(3) Odstranění statické elektřiny na vodiči: Statická elektřina na vodiči může být uzemněna, aby způsobila únik statické elektřiny do země. Napětí a doba uvolnění výbojky lze vyjádřit následující rovnicí: UT = U0L1 / RC. Ve vzorci je napětí v UT-T čase (V) U0 počáteční napětí (V) R - ekvivalentní odporová kapacita odporu (Ω) C-vodiče (pf).
Obecně se vyžaduje, aby do 1 sekundy vytekla statická elektřina. To znamená, že napětí se sníží na bezpečnou oblast pod 1OOV za 1 sekundu. Tím zabráníte příliš rychlé únikové rychlosti a svodový proud bude příliš velký, aby poškodil SSD. Pokud U0 = 500V, C = 200pf, chcete-li UT dosáhnout 100V za 1 sekundu, potřebujete R = 1,28 × 109Ω. Proto ochranný systém ESD obvykle používá 1MΩ proudový omezující odpor, aby omezil proud blesku na méně než 5 mA. Je určen pro provozní bezpečnost. Pokud je obsluha v systému ochrany ESD, neúmyslné dotykání průmyslového napětí 220V nepředstavuje žádné nebezpečí.
(4) Odstranění statické elektřiny s nevodičem: Pro statickou elektřinu na izolátorech, protože elektrické izolátory nemohou proudit na izolátoru, nelze statickou elektřinu odstranit uzemněním. Mohou být přijata tato opatření:
(a) použití iontového ventilátoru pro vytváření pozitivních a negativních iontů, které mohou neutralizovat statickou elektřinu statického zdroje energie. Může být umístěn v blízkosti prostoru a umístění hlavy stroje.
(b) Použití statického odstraňovače - Statický odstraňovač je povrchově aktivní látka. Statické odstraňující činidlo lze použít k omytí povrchu přístroje a předmětu a statickou elektřinu na povrchu objektu lze rychle odstranit.
(c) Ovládání vlhkosti prostředí - Zvyšování vlhkosti může zvýšit povrchovou vodivost nevodivého materiálu, což obtížně snáší statickou elektřinu povrchu předmětu. Například v suchém prostředí na severu lze provádět zvlhčování a ventilaci.
(d) Elektrostatické stínění - Používejte stínění (klece) pro zařízení, které jsou náchylné k statické elektřině a účinně uzemněte štít (klec).
(5) Metoda řízení procesu: Aby se elektrostaticky vyráběla statická elektřina co nejefektivněji, řídí se akumulace statického náboje, rychle se odstraňuje stávající akumulace statické elektřiny a okamžitě se uvolňuje z návrhu zařízení, instalace zařízení , provoz, systém řízení atd. přijmout účinná opatření.
Elektrostatické ochranné prostředky:
(1) Antistatický systém lidského těla zahrnuje antistatické popruhy na zápěstí, kombinézy, čepice, rukavice, boty, ponožky atd.
(2) Antistatická podlaha obsahuje antistatickou terasovou podlahu, antistatickou gumovou podlahu, PVC antistatickou plastovou podlahu, antistatický koberec, antistatickou podlahu.
(3) Antistatické provozní řady: včetně antistatických: I: pro stolní rohože, antistatické vaky, antistatické logistické vozíky, antistatické páječky a nářadí.
Aplikace