防靜電信息工程中的靜電防護(hù) |
隨著我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,信息工程已滲透到郵電通信、廣播電視、金融、交通、航空航天、國(guó)防、能源、氣象、商業(yè)、辦公自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域。在信息工程中靜電放電(ESD-Electro static discharge)對(duì)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(hù)。國(guó)家對(duì)此十分重視,近年來(lái)制訂了控制靜電危害的各類標(biāo)準(zhǔn),其中有GB50174-93強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。 一、防靜信息工程中靜電危害及故障特點(diǎn) 在信息工程中大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路大量應(yīng)用于各類整機(jī),如:大、中、小型計(jì)算機(jī)主機(jī)及終端設(shè)備、程控電話交換設(shè)備、移動(dòng)通信設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、廣播發(fā)射接收設(shè)備、自動(dòng)控制設(shè)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(duì)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(jì)算機(jī)誤動(dòng)作或運(yùn)算錯(cuò)誤,穿孔機(jī)穿孔不良,打印機(jī)走紙堵塞;使交換設(shè)備用戶板、中繼板、控制板出現(xiàn)故障引起通訊雜音或通訊中斷;使廣播接收設(shè)備圖象不清;使自動(dòng)控制設(shè)備失控;也可引起運(yùn)載火箭發(fā)射故障。靜電造成的故障特點(diǎn)如下:
+靜電故障與環(huán)境濕度有關(guān)。出現(xiàn)的季節(jié):在南方主要是冬春干燥季節(jié),濕度有時(shí)在20-30%;在西北方地區(qū),四季都有可能出現(xiàn)。 二、信息工程中生產(chǎn)和使用環(huán)境防靜電措施 根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如計(jì)算機(jī)場(chǎng)地技術(shù)要求GB2887-82,電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174-93及機(jī)房施工規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)的要求,積多年施工中反映的問(wèn)題,筆者認(rèn)為信息工程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 1.正確進(jìn)行防靜電環(huán)境設(shè)計(jì) 信息工程中生產(chǎn)環(huán)境防靜電設(shè)計(jì)是消除靜電危害最主要的措施之一,是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。例如:某集成電路廠基建投資幾千萬(wàn),因防靜電措施在設(shè)計(jì)上未作考慮而造成工程返工;某程控電話生產(chǎn)工廠,投資很大,因防靜電措施未采用,而造成整機(jī)質(zhì)量下降。故信息工程中環(huán)境設(shè)計(jì)不倫新廠基建還是老廠改造,都應(yīng)作為一重要問(wèn)題,把它列入工程項(xiàng)目的內(nèi)容,從工藝設(shè)備、空調(diào)、內(nèi)裝修設(shè)計(jì)中采取措施。分別對(duì)微電子工廠、整機(jī)廠、各類計(jì)算機(jī)房、程控電話機(jī)房、智能大廈、通迅機(jī)房采取不同的防靜電措施,設(shè)計(jì)的依據(jù)如下:
+確定微電子器件絕緣膜耐靜電擊穿電壓。 2.正確選用防靜電地面材料。 一個(gè)較好的防靜電生產(chǎn)環(huán)境,地面顯得特別重要,選擇時(shí)要考慮到防靜電地板的系統(tǒng)電阻值上下限,既要有導(dǎo)靜電性能,又要保證操作人員的安全,在施工前應(yīng)測(cè)定地板材料的表面電阻和體積電阻。在施工完成后和使用階段,還要定期監(jiān)測(cè)。在八五期間,國(guó)內(nèi)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(dǎo)電碳黑脫落)、防火性能不佳(自熄)的缺陷,第二代產(chǎn)品有聚氨脂、三聚氰氨地面材料,抗老化、耐磨、抗污能力、耐火性能有所提高,但有些性能仍欠佳。目前國(guó)內(nèi)最新防靜電地面材料為防靜電瓷質(zhì)地板,該材料較第一、二代產(chǎn)品有新的突破,在生產(chǎn)中將無(wú)機(jī)高溫導(dǎo)電材料摻入瓷層內(nèi)部進(jìn)行物理改性,從而達(dá)到導(dǎo)靜電性能,加之又是經(jīng)過(guò)1360℃高溫?zé)贫?,故抗靜電性能穩(wěn)定、耐久、幾何尺寸精度高,具有耐磨、耐腐、耐老化、防火抗壓、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。其各類技術(shù)指標(biāo)大大超過(guò)PVC塑料、橡膠、聚氨脂、三聚氰氨類防靜電制品的性能。 除了在生產(chǎn)環(huán)境直接鋪設(shè)防靜電地面材料外,在計(jì)算機(jī)機(jī)房和程控電話內(nèi)電纜走線較多和下部送風(fēng)冷卻設(shè)備,故采用防靜電活動(dòng)地板。據(jù)幾個(gè)大型機(jī)房的測(cè)試,一些機(jī)房地面統(tǒng)電阻值在1012Ω以上,成了靜電的發(fā)生源,故在機(jī)房選用活動(dòng)地板時(shí)要考慮地板的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo):
(1)能否滿足整機(jī)防靜電要求,抗靜電能否持久,確保系統(tǒng)電阻值在107-1010Ω范圍內(nèi); 3.采用防靜電涂料 凡有要求靜電防護(hù)的場(chǎng)地,內(nèi)裝修材料必須是防靜電的。內(nèi)墻和頂棚表面應(yīng)使用防靜電防火墻板或噴涂導(dǎo)靜電環(huán)氧涂料,該涂料具有耐老化、防火、防水性能,表面電阻在107-1010Ω范圍。我們?cè)诔薪崈魪S房中普遍使用該材料,效果很好。經(jīng)測(cè)定摩擦起電電壓為零,其它性能亦符合標(biāo)準(zhǔn)。送風(fēng)管道和送風(fēng)口應(yīng)使用導(dǎo)電三聚氰氨材料,避免空氣流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜電積聚。(潔凈廠房防靜系統(tǒng)電工程見(jiàn)圖一) 4.配套設(shè)施 在生產(chǎn)車間和通信設(shè)備使用的機(jī)房要有相應(yīng)的配套設(shè)施,構(gòu)成一個(gè)靜電泄放的通路。
+將終端設(shè)備放在防靜電工作臺(tái)上,由工作臺(tái)和靜電接地系統(tǒng)相連。如果是普通工作臺(tái)則應(yīng)在臺(tái)上放防靜電工作臺(tái)墊。 5.控制車間和使用場(chǎng)地環(huán)境的溫濕 環(huán)境的濕度和產(chǎn)生靜電的關(guān)系極為密切。如在冬春季節(jié)和北方干燥地區(qū),靜電是高峰期,應(yīng)按國(guó)際規(guī)定溫度控制在18-28℃范圍,濕度控制在于40%-70%范圍內(nèi)。因此在進(jìn)行空調(diào)設(shè)備選型時(shí),應(yīng)考慮到恒溫恒濕的可靠性,使相對(duì)濕度保證在規(guī)定范圍之內(nèi)(相對(duì)濕度和靜電的關(guān)系見(jiàn)圖三) 6.人體性防靜電著裝 人體因步行和移動(dòng)帶電有時(shí)高達(dá)2-10KV,要通過(guò)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(shè)備檢修人員在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)使用防靜電維修包。 7.良好的接地系統(tǒng) 接地的目的是增快靜電泄漏和導(dǎo)流,使帶電物體的靜電荷得以順利泄出和迅速導(dǎo)走,以避免靜電積聚。
+接地電阻應(yīng)在100Ω以下。 三、對(duì)靜電防護(hù)措施的幾點(diǎn)建議
1.在信息工程中的生產(chǎn)場(chǎng)地和使用場(chǎng)地新建和改建項(xiàng)目,不僅要完善土建設(shè)計(jì),而且要按國(guó)標(biāo)規(guī)定對(duì)靜電防護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 |