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实验室中和离子风枪防护技术
发布时间:2023-10-23
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静电接地采用泄放方法进行防护,通过接地连接将防静电物体表面与大地等电位,使因摩擦和静电感应产生的静电电荷通过接地泄放到大地中。

实验室所在建筑物含有防雷接地、工作(交流工作)接地、屏蔽接地、防静电接地系统等。在接地系统设计时,应以防雷接地系统设计为基础。为抑制相互干扰,不同功能的接地系统不应混接,遵循总等电位、局部等电位的连接原则。GB 50611-2010《电子工程防静电设计规范》提供了一种防静电接地系统典型布置,防静电接地主干线通常从总等电位接地端子板引接,电子、航天行业标准规定接地主干线截面积不应小于95mm²。

接地的目的是使所有导电体均处于同一电位,或者使导体之间的电位差降至最低,从而不发生静电放电。防静电工作区(EPA)内利用公用电源供电的设备,通过电源保护线接地。EPA内防静电地板、工作台、台垫、腕带插孔等并联,通过电源保护线接地。各接地干线之间的连接和静电防护设备、设施的固定接地线路应釆用钎焊、熔焊或压力连接件、螺栓等进行可靠连接。

防静电工作台上所有使用交流电的仪器设备通过插座中的保护地实现接地;不使用交流电的仪器设备、电子工具等通过其表面耗散材料或导电材料与防静电工作台垫相连,台垫与保护地实现接地;防静电地板(或地垫)与保护地实现接地。通过上述连接使得工作台上仪器设备、人员、工具等处于同一电位。

这时交流电设备等采用电源地接地,工作台等釆用辅助地接地,EPA内同时具有电源保护地和辅助地,应在合适地方使两个地连接,并使两者之间电位差小于25Ω,确保两者之间电位差最小。

在处置静电放电敏感(ESDS)电子产品时,应通过腕带系统、地板-鞋束系统,使所有操作人员电气连接到接地系统或实现等电位连接。当工作人员在防静电台前或固定工位工作时,应佩戴腕带,通过腕带把工作人员与接地系统连接。当移动工作、佩戴腕带不方便时,应通过地板-鞋束系统接地,地板-鞋束系统包含地板和鞋束两部分,是一个组合性系统。

EPA内使用交流电工具应采取接地措施,工具的操作面(或与ESDS电子产品接触的表面)对接地点电阻应小于2Ω,最大不应超过20Ω,EPA内不使用交流电工具应通过静电工作台面或使用人员接地,接地电阻小于lxlO⁹Ω。利用公共电源供电设备,设备金属壳应通过电源保护地线接地。

对于实验室中有绝缘要求的非金属物体表面,或者金属表面不能接地时,一般采用离子中和方法进行静电防护。离子中和原理是利用静电消除器使空气电离产生正、负离子,中和带电体表面上的电荷。离子风机、离子风枪、离子风棒是常用的静电消除器设备,实验室中离子风机应用较为广泛,一般采用初始电压1 kV衰减到100 V所需要的时间作为离子风机的测试标准。

抑制起电防护从各个角度尽力减少摩擦起电的可能性。人员是实验室静电起电的一个主要源头,EPA内工作人员需要正确穿戴用棉布或加入金属丝的布料等制成的防静电服。在净化间或无尘室处置ESDS产品时,一般要求佩戴采用防静电布料、导电纤维或导电橡胶等静电耗散材料制成的防静电手套或指套,抑制起电的同时保证电荷泄漏通道的畅通。防静电服作为人员接地系统使用时,一般要求系统接地电阻小于3.5xl0⁷Ω。

静电屏蔽是利用导体在静电场中处于静电平衡的性质,切断静电源和ESDS产品之间的耦合路径,达到静电防护的目的。常用静电屏蔽防护产品有防静电屏蔽包装袋,防静电屏蔽转运箱等,其采用等电位外壳将被防护的电子产品包围起来,不受外部ESD的影响。防静电屏蔽包装袋是ESDS产品在EPA外运输的静电防护关键用品,防静电屏蔽包装袋一般至少具有3层结构,内层与ESDS产品接触部分为低起电或静电耗散材料,中间层为静电屏蔽层(铝箔或金属镀膜),外层为加固防磨的静电耗散层。为实现防静电屏蔽包装袋静电屏蔽功能,一般要求其直接与ESDS产品接触的内表面点对点电阻在l×10³~lxlO¹⁰Ω之间,其内外表面任意点与接地点之间电阻小于lxlO¹⁰Ω,进行HBM lkV接触放电时其内感应能量小于50nJ。

温湿度控制、温湿度对静电产生有着密切的关系,通常较低的温度对实验室的静电防护更有利。对于没有恒温要求(一般20℃)的实验室,在条件允许下,为减少静电产生需尽量降低温度。空气湿度增加时,吸附在介质表面的水分子增多,进而导致介质表面导电率提高,有效限制静电荷积累的发生。在不导致实验室设备或器件腐蚀等危害的前提下,尽量增大实验室的相对湿度。  法净度控制  尘埃、颗粒容易带静电,理论上洁净度10 000级实验室比1 000级实验室更易产生静电,在条件允许下尽可能提高实验室洁净度。  有效标识  实验室EPA静电防护有效标识利于实验室静电防护工作的开展。  静电敏感警示标识用于ESDS产品时,置于明显位置,一般标识用于包装的封口,静电防护标识用于防静电包装,置于防静电袋(箱)的外部。EPA中使用的防静电工作台、椅、周转容器、防静电小车、防静电服等也可使用静电防护标识,并在标识下方加写“EPA”。

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