item 的价值主张：如何构建一个防静电保护区?(上)

2023年06月21日

在日常生活中，我们几乎都遇到过静电释放，比如在触碰金属门把手或握手时，我们会有一种 “被触电” 的感觉，这就是静电释放。让我们先了解一下静电释放的定义。静电释放是由两个不同电压的物体之间电荷均衡不受控制引起的。人体对静电释放的感知阈值为 3500 伏。尽管这一电压会让人感觉不适，但并不会造成危险。

可是，对于静电敏感(ESDS)的零部件来说，就完全不同了。即使是 5 伏的静电释放也会对它产生破坏，而且这种破坏通常要事后才能发现。这会导致产品被频繁投诉。因此，企业在生产和加工静电敏感零部件时要特别重视静电释放并实施静电安全措施，比如贯彻全面的安全概念和使用防静电零部件。

确保静电安全的十大黄金法则

静电安全专业知识包(压缩格式)中有一个实用清单，可以帮助您的公司不断提升静电安全。

1 静电释放是如何产生的?

当两种具有不同静电势的材料相互摩擦或彼此分开时，会经常出现静电荷积聚的现象。不过，当两种材料相互接触时，也可能发生这种现象。这也被称为摩擦起电效应，其名称来源于摩擦起电序列表(见下文)。它揭示了材料电荷的强度与极性之间的关系。换句话说，通过摩擦起电序列表，我们很容易发现，哪些材料更容易失去电子并带正电荷。当静电荷积聚时，摩擦起电序列表正极端的材料会将电子转移至负极端的材料，负极端的情况则恰恰相反。

即使是人在正常行走时，也会积聚静电荷。因为他们的鞋子会与地面发生摩擦，并且鞋底在行走每一步时都会与地面接触和分离。

在摩擦起电序列表中，许多 “正极” 材料被广泛应用于工业生产。因此，在制造和处理静电敏感零部件时，采取一定的静电保护措施是工作的重中之重。此外，我们还要注意，电荷也可以通过附近已经带电的材料发生转移，这一点至关重要。即使是人在正常行走时，也会积聚静电荷。因为他们的鞋子会与地面发生摩擦，并且鞋底在行走每一步时都会与地面接触和分离。摩擦起电产生的电压通过衣服进入我们的身体，并存储在皮肤和头发等不同部位。此时，我们穿的合成橡胶和塑料鞋底等充当了绝缘体，进一步增强了摩擦起电效应。因此，普通的工作鞋并不能提供足够的防静电保护。

* 静电安全——摩擦起电序列表

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2 静电损坏对企业的重要性和危害

静电释放对电子元件造成的损坏通常发生在人与电子设备接触(比如手与工具)时或人接触带电的零部件时。从本质上来说，每一种带集成电路的电子系统都会受到静电释放的影响。这些系统包括晶体管、二极管以及其它有源和无源零件等一系列电子半导体元件，并且相互连接在一起。由于电子元件的电路路径和自身结构非常小，即使是静电释放产生的微不足道的电压也会造成破坏性的影响。相关的电位均衡就像猝不及防的电击。此外，还有一个原因是，电子元件的制造日益小型化，这意味着电路的弹性越来越差。因此，静电安全在未来的工业发展中变得更加重要。

3 关于静电损坏的案例

静电释放 “来无影去无踪” ，因此它对电子元件的损坏通常要事后才能发现。下面的案例发生在一个真实的工业场景中。当员工在车间里行走时，地板与鞋底之间的摩擦会使他的身体带上 1500 伏的静电荷。当员工在包装过程中接触电子元件时，会不受控制地向电子系统释放电荷，从而损坏芯片中极其微小的电路路径。由于放电电压低于 3500 伏，员工完全无法感知，但仅仅是 50 伏也足以损坏电子元件。当电路路径轻微受损后，它在一段时间内仍能正常运行。因此，我们在质量控制过程中无法检测到电子元件的异常。当产品交付给客户后，电子元件也是 “完好无缺” 。

我们尤其不能忽视由静电损坏所导致的企业形象和客户信誉受损。

随着时间的推移，产品正常操作时的电流脉冲使静电损坏雪上加霜。电路路径最终损坏，短路现象随即发生。最糟糕的是，排查电路损坏所需的时间很长，因为故障发生在生产过程的关键控制点。对于这样的故障，确定和更换有缺陷的零件至少需要 8 个小时。根据保修条款，制造商需要更换零部件，由此便产生了额外的费用。不过，这并不是静电损坏造成的唯一后果。客户对公司的信任也受到重创。很有可能，客户会寻找新的制造商。我们尤其不能忽视由静电损坏所导致的企业形象和客户信誉受损。

在线培训——静电安全的理论和实践

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4 静电保护区(EPA)的重要性

那么我们该如何预防静电损坏以及它造成的严重后果呢? 首先，企业要贯彻全面的静电安全概念，包括指定中央静电协调员，开展相关的员工培训以及定期测试静电安全功能。阅读我们的免费白皮书《确保静电安全的十大黄金法则》，您将了解静电安全概念涵盖的相关内容。在这里，我们重点介绍静电保护区(EPA)，因为它阐述了静电安全的基本原则。电子元件只能在静电保护区处理和组装，因为静电保护区的所有材料都具有静电耗散性，并接地到相同的电位。这意味着我们可以有针对性地避免静电荷积聚和出现电位差。从根本上来说，静电保护区可以是单个的工作站或一个确定的空间，甚至是一整栋建筑。

尽管进入非静电保护区(UPA)是不受限制的，但只有经过培训的员工和穿戴必要防护设备的临时访客才能进入静电保护区(EPA)。

借助 item 提供的免费且实用的工作台产品配置器，我们可以轻松设计防静电工作台的静电保护区，并在 3D 工作区显示出来。当不符合静电安全标准的零部件被拖到这个区域时，在线工具会发出明确警示。此外，与静电保护区相对的区域也有自己的名称和缩写，即非静电保护区(UPA)。尽管进入非静电保护区是不受限制的，但只有经过培训的员工和穿戴必要防护设备的临时访客才能进入静电保护区。也只有经过培训的员工才能处理静电敏感零部件。在静电保护区，静电敏感零部件适用特殊的包装规则。如果出于过程相关性方面的考虑需要在静电保护区使用可能会积聚静电荷的材料，则材料的静电场不得超过 100 V/cm。否则，必须采取电离或增加湿度等其它措施来降低电场的强度。