信息工程中的靜電防護措施

發布日期:2015/11/5  文章來源:安徽快三豹子最大遺漏

    隨著我邦信息產業的高速發展,信息工程已滲透到郵電通訊、播送電視、金融、交通、航空航天、邦防、能源、氣象、商業、辦公自動化等各個領域。在信息工程中靜電放電對敏感電子元件的損傷,影響了工程的可靠性,從而給信息工程提出了新的課題 ―― 靜電防護。邦家對此十分重視,近年來制訂了控制靜電危害的各類標準,其中有 GB50174 - 93 強制性標準。

    一、信息工程中靜電危害及故障特點

    在信息工程中大規模、超大規模集成電路大量應用于 各類整機,如:大、中、小型計算機主機及終端設備、程控電話交換設備、移動通訊設備、衛星通訊設備、數據傳輸設備、播送發射接收設備、自動控制設備等。因 使用的微電子元器件高密度、大容量、小型化和超小型化,對靜電特別敏感。靜電放電可使敏感器件損壞造成擊穿或半擊穿 ; 計算機誤動作或運算錯誤,穿孔機穿孔不良,打印機走紙堵塞;使交換設備用戶板、中繼板、控制板出現故障引起通訊雜音或通訊中斷;使播送接收設備圖象不清; 使自動控制設備失控;也可引起運載火箭發射故障。靜電造成的故障特點如下:

    1 、靜電故障與環境濕度有關。出現的季節:在南方主要是冬春干燥季節,濕度有時在 20 - 30 %;在西北方地區,四季都有可能出現。

    2 、靜電引起的故障偶發性多,重復性不強,一般是隨機性故障。因此,難于找出其誘發原因。

    3 、靜電與設備安裝環境,采用的地面材料,終端設備的工作臺及工作人員的工作服、鞋有關。

    4 、靜電致使計算機誤動作時,往往是人體或其它絕緣體與計算機設備觸時發生。

    5 、靜電使交換設備出現故障是在清潔檢修時由于人體步行帶電,用手觸摸電路板放電將板損傷。

    6 、靜電力學作用使灰塵粘附,污染產品和使用環境;使產品質量下降,設備使用壽命降低。

    二、信息工程中生產和使用環境防靜電措施

    根據邦家有關標準如計算機場地技術要求 GB2887 - 82 《電子計算機機房設計規范》 GB50174 - 93 《電子計算機機房施工規范》等標準的要求,積多年施工中反映的問題,筆者以為信息工程中應注意以下幾點:

    1. 正確進行防靜電環境設計

    信息工程中生產環境防靜電設計是消除靜電危害最主 要的措施之一,是非常關鍵的問題。例如:某集成電路廠基建投資幾千萬,因防靜電措施在設計上未作考慮而造成工程返工;某程控電話生產工廠,投資很大,因防 靜電措施未采用,而造成整機質量下降。故信息工程中環境設計不倫新廠基建還是老廠改造,都應作為一重要問題,把它列入工程項目的實質,從工藝設備、空調、 內裝修設計中采取措施。分別對微電子工廠、整機廠、各類計算機房、程控電話機房、智能大廈、通迅機房采取不同的防靜電措施,設計的依據如下:

    1 )確定微電子器件絕緣膜耐靜電擊穿電壓。

    2 )確定整機選用的敏感器件耐靜電擊穿電壓。

    3 )確定工程中選用的設備耐靜電性能。

    2 .正確選用防靜電地面材料。

    一個較好的防靜電生產環境 , 地面顯得特別重要,選擇時要考慮到防靜電地板的系統電阻值上下限,既要有導靜電性能,又要保證操作人員的安全,在施工前應測定地板材料的外面電阻和體積電 阻。在施工結束后和使用階段,還要定期監測。在八五期間,邦內主要使用的第一代地面材料有橡膠、 PVC 塑料等防靜電制品,因存在老化、收縮、不耐磨及抗污能力差(導電碳黑脫落)、防火性能不佳(自熄)的缺陷,第二代產品有復合防靜電地面材料,抗老化、耐 磨、抗污能力、耐火性能有所提高,但有些防潮、防火、安裝效果仍欠佳。目前邦內最新防靜電地面材料為全鋼防靜電地板、網孔式防靜電地板等,該材料較第一、 二代產品有新的突破,故抗靜電性能穩定、耐久、幾何尺寸精度高,具有耐磨、耐腐、耐老化、防火抗壓、強度高等特點。其各類技術指標大大超過第一、二代防靜 電制品的性能。

    除了在生產環境直接鋪設防靜電地面材料外,在計算機機房和程控電話內電纜走線較多和下部送風冷卻設備,故采用防靜電活動地板。據幾個大型機房的測試,一些機房地面統電阻值在 1012Ω 以上,成了靜電的發生源,故在機房選用活動地板時要考慮地板的各項技術指標:

    1 )能否滿足整機防靜電要求,抗靜電能否持久,確保系統電阻值在 106 - 109Ω 范圍內;

    2 )機械性能是否符合邦家標準;

    3 )能否滿足機器維修方面的要求;

    4 )能否滿足設備擴容及更新換代的要求;

    5 )是否合理。活動地板要處理好地線問題,保證接地良好,嚴格施工管理,鋪設結束后應測定各項靜電參數。

    3 .采用防靜電涂料

    凡有要求靜電防護的場地,內裝修材料必須是防靜電 的。內墻和頂棚外面應使用防靜電防火墻板或噴涂導靜電環氧涂料,該涂料具有耐老化、防火、防水性能,外面電阻在 10 6 - 10 9 Ω 范圍。咱們在承建潔凈廠房中普遍使用該材料,效果很好。經測定摩擦起電電壓為零,其它性能亦符合標準。送風管道和送風口應使用導電三聚氰氨材料,避免空氣 流動時產生靜電積聚。

    4 .配套設施

    在生產車間和通訊設備使用的機房要有相應的配套設施,構成一個靜電泄放的通路。

    1 )將終端設備放在防靜電工作臺上,由工作臺和靜電接地系統相連。如果是普通工作臺則應在臺上放防靜電工作臺墊。

    2 )若地面不是防靜電地面,則應在地面放防一電地墊,由地墊和靜電接地相連。

    3 )生產車間使用的傳送帶必須用導電橡膠或金屬帶制作。

    4) 生產車間放置敏感器件的臺架和周轉箱及運送器件的手推車車輪,必須用導電塑料和導電橡膠制作。

    5 )工作椅、窗簾布應使用防靜電、阻燃的織物制作,以免引起靜電積聚而產生放電。

    6 )存放電路板時應用防靜電屏蔽進行包裝。

    7 )在車間入口處應設置人體系統電阻值檢測儀。

    8 )根據需要對一些絕緣體物品和設備,使用抗靜電劑和離子風消電器來消除紙帶及作臺上的靜電。

    5 .控制車間和使用場地環境的溫濕

    環境的濕度和產生靜電的關系極為密切。如在冬春季節和北方干燥地區,靜電是高峰期,應按邦際規定溫度控制在 18 - 28 ℃ 范圍,濕度控制在于 40 %- 70 %范圍內。因此在進行空調設備選型時,應考慮到恒溫恒濕的可靠性,使相對濕度保證在規定范圍之內

    6 .人體性防靜電著裝

    人體因步行和移動帶電有時高達 2 - 10KV ,要通過腕帶和腳帶及穿防靜電衣服、鞋、襪手套才能泄放靜電,如在凈化車間,要使用防靜電的潔凈衣、鞋。設備檢修人員在現場應使用防靜電維修包。

    7 .良好的接地系統

    接地的目的是增快靜電泄漏和導流,使帶電物體的靜電荷得以順利泄出和迅速導走,以避免靜電積聚。

    1 )接地電阻應在 4 Ω 以下。

    2 )靜電防護系統接地與保護系統接地不能串在一起。

    3) 接地用的導體必須有足夠的機械強度,耐腐蝕性。

    4) 固定設備用導線應是 1.25 平方毫米以上的多股可撓的編織電線。

    三、對靜電防護措施的幾點建議

    1 .在信息工程中的生產場地和使用場地新建和改建項目,不僅要完善土建設計,而且要按邦標規定對靜電防護進行設計。

    2 .要加強防靜電工程材料和配套產品的研究和開發,應用到工程中的產品必須有邦家級檢測部門認可才能使用。產品標準要和邦外同類產品逐步接軌,按邦標進行生產。

    3 .要建立一套施工管理程序。加強施工管理,確保工程質量,工程完工后要進行防靜電測定,峻工驗收后每年最少要進行監測。

    4 .新建生產廠房和使用場地應考慮到新技術發展,要留有余地,以滿足更高的防靜電要求。