静电产生的原理及消除方法

静电产生的原理及防护1.静电的形成所谓静电，就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷（流动的电荷就形成了电流）。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花放电现象。物质都是由分子构成，分子是由原子构成，原子由带负电荷的电子和带正电荷的质子构成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子A而侵入其他的原子B，A原子因减少电子数而带有正电现象，称为阳离子;B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离（接触分离起电），即可产生静电。当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个物体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。另一种常见的起电是感应起电。当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。2.静电的危害第一种危害，来源于带电体的互相作用；第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸；工业中的危害静电的产生在工业生产中是不可避免的，其造成的危害主要可归结为以下两种机理：其一：静电放电（ESD）造成的危害：（1）引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰。（2）击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件老化，降低生产成品率。（3）高压静电放电造成电击，危及人身安全。（4）在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。其二，静电引力（ESA）造成的危害：（1）电子工业：吸附灰尘，造成集成电路和半导体元件的污染，大大降低成品率。（2）胶片和塑料工业：使胶片或薄膜收卷不齐；胶片、CD塑盘沾染灰尘，影响品质。（3）造纸印刷工业：纸张收卷不齐，套印不准，吸污严重，甚至纸张黏结，影响生产。（4）纺织工业：造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。3.静电的工业防护（1）使用防静电材料金属是导体，因导体的漏放电流大，会损坏器件。另外由于绝缘材料容易产生摩擦起电，因此不能采用金属和绝缘材料作防静电材料。而是采用表面电阻1×105Ω.cm以下的所谓静电导体，以及表面电阻1×105×108Ω.cm的静电亚导体作为防静电材料。（2）泄漏与接地对可能产生或已经产生静电的部位进行接地，提供静电释放通道。采用埋大地线的方法建立“独立”地线。使地线与大地之间的电阻＜10Ω。（3）导体带静电的消除导体上的静电可以用接地的方法使静电泄漏到大地。放电体上的电压与释放时间可用下式表示UT=U0L1/RC式中UT——T时刻的电压(V)U0——起始电压(V)R——等效电阻(Ω)C——导体等效电容(pf)一般要求在1s内将静电泄漏。即1s内将电压降至100V以下的安全区。这样可以防止泄漏速度过快、泄漏电流过大对SSD造成损坏。若U0=500V，C=200pf，想在1s内使UT达到100V则要求R=1.28×109Ω。因此静电防护系统中通常用1MΩ的限流电阻，将泄放电流限制在5mA以下。这是为操作安全设计的。如果操作人员在静电防护系统中，不小心触及到220V工业电压，也不会带来危险。（4）非导体带静电的消除对于绝缘体上的静电，由于电荷不能在绝缘体上流动，因此不能用接地的方法消除静电。可采用以下措施：(a)使用离子风机——离子风机产生正、负离子，可以中和静电源的静电。可设置在空间和贴装机贴片头附近。(b)使用静电消除剂——静电消除剂属于表面活性剂。可用静电消除剂擦洗仪器和物体表面，能迅速消除物体表面的静电。(c)控制环境湿度——增加湿度可提高非导体材料的表面电导率，使物体表面不易积聚静电。例如北方干燥环境可采取加湿通风的措施。(d)采用静电屏蔽——对易产生静电的设备可采用屏蔽罩(笼)，并将屏蔽罩(笼)有效接地。（5）工艺控制法为了在电子产品制造中尽量少的产生静电，控制静电荷积聚，对已经存在的静电积聚迅速消除掉，即时释放，应从厂房设计、设备安装、操作、管理制度等方面采取有效措施。有关纺织品的静电标准：GB12014-2009防静电服EN1149-1防护服装静电性能表面电阻率的测试方法与要求；EN1149-2防护服装静电性能通过材料的电阻（垂直电阻）的测试方法；EN1149-3防护服装静电性能电荷衰减量测试方法；EN1149-5防护服装静电性能材料的性能和设计要求；GB12703.1-2008T纺织品的静电性能评定第一部分：静电压半衰期；GB12703.2-2009T纺织品的静电性能评定第二部分：电荷面密度；GB12703.3-2009T纺织品的静电性能评定第三部分：电荷量；GB12703.4-2010T纺织品的静电性能评定第四部分：电阻率；GB12703.5-2010T纺织品的静电性能评定第四部分：摩擦带电电压；GB12703.6-2010T纺织品的静电性能评定第四部分：纤维泄露电阻；GB12703.7-2010T纺织品的静电性能评定第四部分：动态静电压；（GB12703部分资料不齐）