人体静电放电的危害及防止措施

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人体静电放电的危害及防止措施

随着工业生产的不断发展,特别是高分子材料工业,石油化学工业、化纤工业、电子工业、爆破器材工业及航空航天工业的不断发展,静电的危害,显得越来越突出,在众多的静电灾害中,人体静电放电引起的灾害占有相当的比重。因此,必须加强以对人体静电、放电规律的研究。

1.人体静电放电的危害人体静电放电引起的危害主要有以下三个方面。

1.1 ESD引起元器件损坏由ESD引起的元器件的击穿损害是电子工业,特别是电子产品制造业中最普遍、最严重的静电危害。在电子产品的生产中,从元器件的预处理、插装、焊接、清洗、单板测试、总装、调试,直到包装、贮存、发送等工序,由于接触_分离、摩擦、感应等作用,都会使操作人员、工具、工作台面、元器件、元器件包装容器等产生静电,同时可随时对器件造成ESD损害,使这些器件内部的电路击穿成为废品。其中IC、MOS管等对静电非常敏感的元器件更要注重静电防护。

另一方面,随着技术的进步,目前IC技术发展的趋势按每代芯片面积增大1.5倍,单元面积缩小1/3的规律,到2003年时将生产出1GB的DRAM,其特征尺寸为0.15~0.1μm,单元面积为0.3~0.2μm2,届时对静电更加敏感。

ESD对元器件的损害后果导致其硬击穿或软击穿。所谓硬击穿是一次性造成芯片介质击穿、烧毁等永久性失效;软击穿则是造成器件的性能劣化或参数指标下降而成为隐患,在使用时,由于器件参数变化很可能使整机运行不正常,或运行一段时间后不能工作。因此软击穿比硬击穿带来的危害更大。

如:某公司共进行了18700只MOS电路的老化试验,发现失效率很高,经分析和研究认为大部分失效是由ESD引起。于是该公司为此问题专门写了一份有改正措施的报告,并对全体有人员进行了防静电放电损伤的技术培训。器件采用防ESD包装,加强了各项防ESD损伤的措施,后来又老练了18400只同种器件,拒收率降低到原来的1/3。

1.2引起人体电击当带静电人体接近接地体或人体接近带静电物体时,会发生静电放电,放电电流流过人体,使人体产生电击。

静电放电对人体的电击通常不会形成持续性的电流,而是瞬间的脉冲电流,只在人体的极少部位流过。所以,静电电击一般不会引起痉挛抽搐和心肌颤动等生理障碍。但是,当遭到电击时,手和身体的某些部分会由于这突然刺激而不自觉地抖动、摇摆,从而引起二次伤害。比如,身体失去平衡摔倒、坠落等。此外,人在经常电击的工作备件下工作,由于精神紧张,就会发生操作错误。

就人体感知电击的极限电位与人体的静电电容有关。一般情况下,人体静电容约为100~200PF之间,电击咸知的极限电位约为1500~2500V。当人体电压升到3000V以上时,人体就会感觉到电击产生的疼痛,到5000V以上时,能看到放电时指尖发生的光。

炸。

由上所述,人体静电的危害不仅是日常生活中用塑料梳子梳头时,听到的放电声,夜间脱化纤衣服时看到火花,而是由这些放电引起的一系列重大危害,它往往造成人员伤亡和财产损失。

2.人体静电的产生及其规律人体静电的产生方式,主要有接触起电,感应起电和迁移吸附起电。

接触起电是一种最普遍的起电形式。它的基本原理是物质间的电子转移,当两种物质相互接触其间距小于25Х10-8厘米时,就会发生电子转移。其中逸出功较低的物质失去电子而呈现正电位,逸出功较高的物质得到电子而呈现负电位。即在两种物质的接触面上形成“偶电层”并产生接触电位差。当该两种物质分离时,其上部分电荷回流,但仍然残留有符号相反的电荷。即产生了静电。人们在生活中,人体与物体,皮肤与衣着,鞋底与地面之间不断地产生接触——分离过程,就会产生静电。比如,穿尼龙羊毛混纺衣服,并坐在人造革面椅子上的人突然起立时,人体可带上近万伏的高压静电。

人体感应起电的基本原理是静电感应。由于人体是导体,所以当人接近已带电的物体(或人)时,人体两侧会感应出正负两种电荷。通过接触接地设备,可将其中与

原带电体同号的电荷移向大地,而人体便带有另一种电荷。比如,当已带电的人在末带电的人背后走过时,会使后者背上感应出与前者异号的电荷,而手上感应出同号的电荷。当被感应的人触及接地导体而放掉其上一种电荷(该过程会产生火花或电击,应当避免)后,人身体上便只带电者异号的电荷。

迁移起电是人体与其它带电体相接触时,带电体部分电荷移向人体使人体带电,吸附起电即悬浮的带电微粒或离子等附着于人体,使人体带电,比如,在粉体粉碎车间,粉尘飞扬,就会有很多带电粉体颗粒附着在人体上,使人体带电。

人体带电的规律

①人活动的速度越大,则起电速率越大,饱和带电量越大,带电电位越高。这是因为人的活动速度越大,引起接触分离的机会越多的缘故。比如,同是穿塑料

底鞋的人在工业橡胶地面上行走,走的快时起电可达2500V,走的慢时只有800V。

②人体对地电阻越大,则人的饱和带电量越大,带电电位越高。这是因为人体对地电阻越大,静电越不容易向大地泄漏的缘故。人体对地电阻的大小,主要取

决于地面和鞋袜的导电性能。比如,地面干燥时,人体对地电阻比潮湿时大,故而在干燥地面上活动的人带电,电位高于潮湿地面上活动的人。

③人的服装表面电阻率越大,人的饱和带电量越大。这是由于随着服装表面电阻率增大,静电不易泄漏的缘故。比如,在外界条件相同时,棉布的表面电脑经

低于尼龙织物的表面电阻率,因此,尼龙织物的饱和带电量和带电电位比棉布的高。

④环境(空气)的相对湿度越大,人体的饱和带电量越小。这是由于湿度增大时,在服装纤维表面形成薄薄的一层水膜,而使其表面电阻率降低于30%时,

棉布工作服也可产生较高的静电电位,而相对湿度高于70%时,大多数衣料都不会积聚静电。

3.人体静电放电危害的防止措施为防止人体静电放电引起的危害,从根本上说,就是要抑制人体静电的产生,增加人体静电的泄漏,以避免发生人体放电现象。

3.1抑制人体静电的产生抑制人体静电的产生,使人体活动过程中不产生或少产生静电,是防止人体静电灾害的积极措施。根据人体产生静电的三种形式,首先,在易燃易爆等危险场所,为抑制人体接触起电,就要尽量减少人体活动,尽量减少人体与其它物体的摩擦,碰撞,分离等接触——分离的动作。对于必不可少的动作,要尽量降低速度。工作场所,不穿塑料底鞋和胶底鞋,也不应穿化纤服装和厚毛衣,以不应在地板上无故的走动,不应在工作场所脱衣服。所穿衣服不要忘记扣钮扣。为防止感应起电,应禁止其它人员从操作人员背后走过,也不应使工作人员接近带电量大的物体。为防止迁移起电,应避免人员接触带静电量大的物体。为防止吸附起电,要保持工作场所的空气洁净,必须时采用空间降尘或吸尘措施,以免空气中的带电粉尘降落在人体上。

3.2增加人体静电的泄漏尽管可以采取很多抑制静电产生的措施,但人总是要活动的,总是要与其它物体相接近或接触的,所以,静电的产生往往还是不可完全避免的。为此,就要使静电尽快从人体泄漏出去。为使人体静电向大地泄漏,作业人员可佩戴有线静电手环,并使手环可靠接地;又可在工作室内地而进行导电性处理,比如,可选用导电性橡胶和树脂板做成粘合地面,或在地面上涂刷导电性涂料,以及向地面撒水(如果允许的活)等等,在做地面静电导