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文档简介
1、7.1.1.5 静电保护安全规定飞机和人体可能带有静电,例如尘粒、冰雪乃至于空气流过金属表面,滑行、加油、喷漆、抛光、擦拭、清洁、除漆、铆接,工作人员在地毯或乙烯基树脂表面行走以及静电感应等等均产生静电。当静电达到一定电位差和足够的能量时,就会长生电火花,如遇到易燃的混合气就会爆炸和着火,有些电子设备对于静电极为敏感,带静电作业将造成设备的损坏。因此:一、飞机应可靠接地,特别是在飞机加、放油时。地线、连接线、弹簧夹子等应粗大耐磨,连接牢靠并足以通过大电流。必须将飞机、油车、加油管接头于接地点连接好,其它部位如系留环等不能作为接地点;二、一保持飞机搭铁带和放电刷的完整和搭铁可靠;三、严格控制强挥
2、发性液体的使用。不准用汽油清洗工作服和作为打火机的液体,在靠近电器设备的地方,不要打开强挥发性液体的容器;四、由于人造丝、尼龙、丝绸、毛料和化纤容易产生静电火花,维修人员在有起火危险环境中工作时,不应穿着这些材料制作的衣服。在易燃液体周围,或者在油箱口工作时,应穿纯棉织品工作服;五、不准用化纤材料的纸巾吸收残余燃油,而应用棉质抹布。六、维修和拆卸具有静电防护要求的设备必须按规定操作、戴静电护腕。图7. 11Typical ESDS Caution/Advisory Labels图7. 22 Static Free Work Station7.5静电敏感元器件/部件的防护7.5.1静电敏感元件在
3、维修过程中还要注意一个不可忽视的问题静电防护,由静电导致损坏会以一种间歇的、随机的和不可见的模式在制造业的工厂中和航线设施之间出现。人们正在最大程度的遭受静电敏感装置的威胁。本章对防静电符号、静电的产生、防静电措施、静电敏感元件的运输和储藏、防静电测试等都作了具体的说明。7.5.1.1静电放电的产生原理和危害一、 概述:ESDS是electrostaticdischarge-sensitive. (静电放电感应)的缩写。随着数字系统和微电子装置在商用航空器上的广泛应用,由于静电放电造成组件损坏的影响范围也正在增加。这些十分精密的组件被称作静电放电敏感(ESDS)组件。这些ESDS组件能够通过在
4、航线可更换组件(LRU)和标志卡上的防静电符号进行识别。 当两种不同材料发生摩擦的时候,静电电荷(自由状态下的电子能量)就产生了。这些材料能产生正电荷和负电荷。包括普通塑料如聚乙烯、聚氯乙烯、泡沫材料、聚亚安酯以及人造纺织品、玻璃纤维和橡胶,通常这些被使用的材料都能产生电荷。在这些材料和其它材料之间的滑动、摩擦或是分割动作都会频繁的产生高达15,000V以上的静电电压。所以人体、工作台、地板(特别是上过蜡韵)、家具、衣服、干净的工作服、封装材料、高压气体或液体装置都会产生静电。经常摧毁静电敏感元件的低能源是人体,因为人体穿着不导电衣服并和地板接触,产生并且保持一定能量的静电。一个人在航空器的地
5、毯上走动或是简单地蹭一蹭他的头发都能积累1000V以上的静电电荷。大多数人都不会感觉到3000V以下的静电放电。静电放电过程中如果可以看见火花,那么静电电压一定是在12000V以上。如果静电放电能被看见或是感觉到,就能设定放电前的电势差高达数千伏。当静电放电通过或穿过一个装置表面的时候,它的物理或电特性就会发生改变。静电放电(ESDS)是在具有不同静电电势的物体之间的一种静电电荷的传输过程,它是通过直接接触引起的或是通过一个静电场感应的。和二极管、逻辑门等传统的半导体装置一样,ESDS元件也容易受到过大的电压及电流的损害。但是能正常地保护半导体的预防措施却不足以保护静电敏感元件。因为静电敏感元
6、件阻抗很高,这些部件更容易受电能量的损害,而这种电能量没有足够的能量损坏传统的半导体。由于静电放电而损坏一个ESDS航线可更换组件的内部器件的可能性很大能够导致ESDS组件故障的可能。大量的静电放电,随着时间的推移还会使电子系统的特性发生改变。静电和交、直电流的性质是不一样的,主要有以下几个方面:(一)起电方式的不同 一般工业用电是由电磁感应原理产生的,而静电大部分是因触摸、摩擦、分离而起电的。(二)能量相差很大 静电在空间积蓄的能量密度一般最大不超过45焦耳米,而电磁机器空间积蓄的能量密度却很容易达到108焦耳立方米,二者能量相差100000倍。 (三)表现形式不同 静电电位往往高达几千伏,
7、甚至几万伏,而工业用电的相电压为220伏,线电压为380伏,静电电流很小,常为毫微安(10-9A)数量级,而工业用电常用安培几十安培数量级。 (四)欧姆定律的实用性不同 工业用电的电路符合欧姆定律,R=UI,然而,静电释放电路则很难适用欧姆定律,因为静电的泄漏和释放的途径,除物体内部和表面外,还有空间,且随物体和周围状态而变化,故无法准确计测静电泄漏电流和泄漏电阻。 (五)静电电量不大,而静电电压很高 静电放电:静电消失有俩种主要方式,即中和、泄漏。中和主要是通过空气消失的,中和有电荷重新分布的现象。泄漏主要是通过带电体本身表面和体内消失,但绝缘体表面与体内电阻很大,静电泄漏很慢,虽然电量不大
8、但电压很高持续时间较长,随时随刻通过周围的其它物体放电的可能。由于静电感应,不带电的导体可以变成带电的导体即不带电导体可以感应静电。在现场,由于静电感应和感应起电,可能在导体、(包括人体)、上产生很高的电压,有时导致危险的火花。这是很容易忽视的危险因素。 静电屏蔽:在爆炸危险场所,可利用静电屏蔽原理,防止雷云的静电的危害。二、 静电的危害 (一)静电敏感元件 大多数未采取保护措施的元器件静电放电敏感度都是很低,很多在几百伏的范围,如MOS,单管在100200V之间,GaAs FET在100300V之间,而且这些单管是不能增加保护电路的;一些电路尤其是CMOS IC采取了静电保护设计,虽然是明显
9、的提高了抗ESD水平,但大多数也只能达到20004000V,而在实际环境中产生的静电电压则可能达到上万伏。因此,没有防护的元器件很容易受到静电损伤。而且随着元器件尺寸的越来越小,这种损伤就会越来越多。所以我们说,绝大多数元器件是静电敏感器件,需要在制造、运输和使用过程中采取防静电保护措施。表图751列出了一些没有静电保护设计器件的静电放电敏感度。 装置类型 静电破坏电压(V) 金属氧化物半导体场效应管(MOSFET) 100200 V Ccc金属氧化物半导体(CMOS) 2503000 V 双极性晶体管 3807000 V 硅控整流器(SCR) 680 1000 V 高精度薄膜电阻 15010
10、00 V 电子可编程只读存储器(EAPROM) 100 V 蓝宝石硅(SOS) 30100 V (二)静电对电子行业造成的损失 电子行业如微电子、光电子的制造和使用厂商因为静电造成的损失和危害是相当严重的。据美国1988年的报道,它们的电子行业中,由于ESD的影响,每年的损失达50亿美元之多;据日本统计,它们不合格的电子器件中有45是由于静电而引起的;我国每年因静电危害造成的损失也至少有几千万。 ESD对电子元器件的危害还表现在它的潜在性。即器件在受到ESD感应力后并不马上失效,而会在使用过程中逐渐退化或突然失效。这时的器件是“带伤运作”。这是人们对静电危害认识不够的一个主要原因。 器件无法鉴
11、别和剔除,一旦在上机应用时失效,造成的损失就更大。而避免或减少这种损失的最好办法就是采取静电防护措施,使元器件避免静电放电的危害。 静电对电子产品的损害有多种形式,并具有自身的特点。(三)静电损害的形式 静电的基本物理特性为:吸引或排斥,与大地有电位差,会产生放电电流。这三种特性对电子元件的三种影响: l、静电吸附灰尘,降低元件绝缘电阻(缩短寿命)。 2、静电放电破坏,使元件受损不能工作(完全破坏)。 3、静电放电电场或电流产生的热,使元件受伤(潜在损伤)。其中静电放电(ESD)事件是造成元器件损伤最常见和最主要的原因。如果元件全部破坏,必能在运行及检修中被察觉而排除,影响较小,如果元件轻微受
12、损,正常测试下不易发现,在这种情形下,不但检查不易,而且其损失亦难以预测。要耗费很多人力及财力才能清查出所有问题,而且如果在使用时才察觉故障,其损失将可能巨大。(四)静电对电子产品损害的特点 相对于其它应力,静电对电子产品损害存在以下一些特点:l、隐蔽性人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感知的静电放电电压为23KV,所以静电具有隐蔽性。 2、潜在性和积累性 有些电子元器件受到静电损伤后的性能没有明显的下降,但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患。因此静电对器件的损伤具有潜在性。 3、随机性 从一个元件产生以后,一直到它损坏以前,静电
13、的产生也具有随机性。其损坏也具有随机性。 4、复杂性所有的过程都受到静电的威胁,静电放电损伤的失效分析工作,因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱,要求较高的技术往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。即使如此,有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别,使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在对静电放电损害未充分认识之前,常常归因于早期失效或情况不明的失效,从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子器件损伤的分析具有复杂性。(五)可能产生静电损害的制造过程 元器件从生产到使用的整体过程中都可能遭受静电损伤,依各阶段的可分为: 1、元器件制造过程:在这个过程,包含制造,切割
14、、接线、检验到交货。 2、印刷电路版生产过程:收货、验收、储存、插入、焊接、品管、包装到出货。 3、设备制造过程:电路板验收、储存、装配、品管、出货。 4、设备使用过程:收货、安装、试验、使用及保养。 5、设备维修过程:在这整个过程中,每一个阶段中的每一个小步骤,元件都可能遭受静电的影响,而实际上,最主要而又容易疏忽的一点却是在元器件的传送与运输的过程。在这整个过程中,不但包装因移动容易产生静电外,而且整个包装容易暴露在外界电场(如经过高压设备附近,工人移动频繁、车辆迅速移动等)而受到破坏,所以传送与运输过程需要特别注意以减少损失,避免无谓的纠纷。所以,从元器件的制造、使用到维修的任一环节都有
15、可能发生静电损害。(六)在飞机维护的操作中静电放电对电子组件的损害有着巨大的影响 l、静电放电损害能导致需要准备额外的备用件和产生备用组件短缺的结果。 2、由于静电放电而造成组件损坏,能导致飞机离港延迟。 3、一些单元或许能继续工作,但会由于非灾难性的静电放电损害而使其性能低于最佳状态。 4、一个由于静电放电而改变性能的元件能导致计算机临时性的丢失数据或使结果出错,结果导致设备功能失效并要花费大量的时间去发现并修理故障。 5、某一个故障在查明原因之前或许重现多次,这个故障能被认定是由于ESDS装置受损而引起,要对静电放电源进行定位。 6、更换备用组件时由于不正确的操作而造成损坏是十分危急的,因
16、为供货时间可能会很长。 7、许多易受静电放电损害的组件和电子电路在遭受损害后,除了会出现容易监测到的硬件故障,还会出现隐藏的或是延时的其他故障。 8、性能退化是静电放电损害对电路产生的最常见的影响。组件继续运行,但却伴随着性能的退化或改变。包含着这些元件的单元或许通过了正常的完全装配测试,但是在实际的应用中却不能正确的运行。 7.5.1.2 ESDS标识和ESDS设备保护措施一、航空设备维修中常见的防静电标识和符号如下:(一)包装标识: 图75 2包装标识(二)航线可更换组件装配标识: 图75 3航线可更换组件包装标识(三) 防静电符号:图75 4防静电符号(四)一套典型的ESDS装置: 图7
17、5 5 一套典型的ESDS装置对湿度低的场合,如大陆性气候地区(如我国的北方地区)或干燥的冬季,静电势就高。与普通场所相比,在空气纯净的场所(如超净车间)内,因空气中的离子浓度低,所以静电更加容易产生。二、ESDS装置的保护 (一)静电防护的目的和原则 静电防护的根本目的是在电子元器件、组件、设备的制造和使用过程中,通过各种防护手段,防止因静电的力学和放电效应而产生或可能产生的危害,或将这些危害限制在最小程度,以确保元器件、组件和设备的设计性能及使用性能不致因静电作用受到损害。 前面我们已经提到,电子工业中静电危害的主要形式是静电放电引起的元器件的突变失效和潜在失效,并进而造成整机性能的下降或
18、失效。所以,静电防护和控制的主要目的应是控制静电放电,亦即防止静电放电的发生或将静电放电的能量降至所有敏感器件的损伤阈值之下。 从原则上说静电防护应从控制静电的产生和控制静电的消散两方面进行,控制静电产生主要是控制工艺过程和工艺过程中材料的选择;控制静电的消散则主要是快速而安全地将静电泄放和中和;两者共同作用的结果就有可能使静电电平不超过安全限度,达到静电防护的目的。 (二)基本思路和技术途径 静电放电会对器件造成损害,但通过采取正确和适当的静电防护和控制措施,建立静电防护系统,那么就可以消除或控制静电放电的发生,使其对元器件的损害降至最小。对静电敏感器件进行静电防护和控制的基本思想有两条:
19、l、对可能产生静电的地方要防止静电的聚集,及采取一定的措施,避免或减少静电放电的产生,或采取“边产生(工作)边泄漏”的方法达到消除电荷积聚的目的,将静电荷控制在不致引起产生危害的程度。 2、对已存在的电荷积聚,迅速可靠地消除掉。所以生产(工作)过程中静电防护的核心是“静电消除”。为此可建立一个静电完全工作区,即通过使用各种防静电制品和器材,采用各种防静电措施,使区域内的可能产生的静电电压保持在对最敏感器件安全的阈值下。 其基本途径有: (1)工艺控制法 旨在使生产(工作)过程中尽量少产生静电荷。为此应从工艺流程、材料选择、设备安装和操作管理等方面采取措施,控制静电的产生和积聚,抑制静电电位和静
20、电放电的能力,使之不超过危害的程度。还有在材料选择上,包装材料要采用防静电材料,尽量避免未经处理的高分子材料。 (2)泄漏法 旨在使静电通过泄漏达到消除的目的。通常采用静电接地使电荷向大地泄漏;也有采用增大物体电导的方法使接地沿物体表面或通过内部泄漏,如添加静电剂或增湿。最常见的是工作人员带的防静电腕带,静电接地柱。 (3)静电屏蔽法 根据静电屏蔽的原理,可分为内场屏蔽和外场屏蔽两种。具体措施是用接地的屏蔽罩把带电体与其它物体隔离开来,这样带电体的电场将不会影响周围其它物体。(内场屏蔽);有时也用屏蔽罩把被隔离的物体包围起来,使其免受外界电场的影响(外场屏蔽)。如GaAs器件包装多采用金属盒或
21、金属膜。 (4)复合中和法 旨在使静电荷通过复合中和的办法,达到消除的目的。通常利用接地消除器产生带有异号电荷的离子与带电体上的电荷复合,达到中和的目的。一般来说当带电体是绝缘体时,由于电荷在绝缘体上不能流动,所以不能采用接地的办法泄漏电荷,这时就必须采用静电消除器产生异号离子去中和。如对生产线传送带上产生的静电荷就采用这种方法进行消除。 (5)整净措施 旨在避免尖端放电的现象。为此,应该尽可能使带电体及周围物体的表面保持光滑和洁净,以便减少尖端放电的可能性。三、静电防护中在航空维修中的应用 在航空机务维护的过程中,需要时时刻刻做好静电的防护工作,否则会造成不必要的浪费和损失,甚至是事故。对电
22、子系统的维护过程中,会经常遇到电子仪表或电子设备损坏而需要进行更换的情况,如果静电防护措施不当,则会使新装的仪表或设备被静电损坏;对油箱的维护过程中,会经常遇到机务人员进入油箱进行检查或维修的情况,如果不注意静电的防护,则会造成爆炸的严重事故。因此在在航空机务维护的过程中,做好静电防护工作,是对一名机务人员的人身安全、一个航空公司的机务运作水平和运行成本及效益都密切相关的重要工作,丝毫不能马虎。 (一)飞机上的静电敏感元件 如前面所述,静电的产生是无时无刻的,在我们日常生活和工作中一些不经意的行为,就有可能产生惊人的静电电压。而飞机和人体是经常可能产生或带有静电的,当静电达到一定的电位差和足够
23、地能量时就会产生各种各样的影响,甚至会产生电火花,遇到易燃易爆的气体就会发生爆炸和着火,所以静电安全是飞机维修中非常重要的环节。 现代飞机上的电子设备应用了大量集成电路,如各种计算机的运算电路、数据处理电路和储存电路,接收机中的放大电路、信号处理电路和各种控制电路等。这些电路大多是由半导体器件构成的。半导体器件有很多优点,但也很脆弱,稍有不慎就有可能遭到静电袭击而使机件或设备受到破坏。如前所述,这种储存于物体上的静电电位有时是很高的,其数量级可从数十伏至数千伏,有的甚至能危及人的生命。因此,在维护这些器件时应特别小心。并要严格按说明书的规定操作。 许多电子航线可更换件(LRU)内包括有各种各样
24、的微电路板和其它敏感的装置,这些敏感的装置可通过静电放电损坏飞机部件内部,这些航线可更换件就被称为飞机的静电放电敏感器件(ESDS)。如果不遵守静电保护措施,静电放电敏感部件就很容易被损坏,即便是一次的静电放电也可损坏ESDS LRU的内部部件,从而导致ESDS LRU的失效。由于发生多次的静电放电,系统的性能可随时间而发生改变,在这种情况下,静电放电是非常危险的。已经有过静电放电在燃油箱内引起火灾事例。 二)飞机的静电防护 现代飞机在设计之初就充分考虑到了飞机在各种情况下的静电防护问题,并为此做了大量的试验。飞机机翼翼尖处安装的金属放电刷,就是一个静电泄放装置,它像刷子一样,由几十根很细的金
25、属丝针组成,它的电阻相对机身来说是非常小的。由欧姆定律可知,电流会在并联线路中产生分流,电阻越小的那条线路,通过的电流越大,散流也越快。放电刷与飞机,就是一个并联线路。当雷电产生的电流通过飞机时,极大的电流瞬间通过放电刷释放到机身外,雷电对飞机的影响也就很小了。为了更易吸引电流,放电刷一般装在最容易遭雷击的尖端位置。另外,飞机中非金属材料制成的结构一般都装有避雷条,比如机头雷达罩的表面贴有避雷条,尾翼也埋了避雷条,帮助机身迅速放电。事实上,飞机在投入使用之前,都会在实验室进行防雷击试验。人们利用尖端放电原理,在翼尖的后缘装上放电刷,把飞机上的电荷放到周围空气中去。当飞机穿越带电云团时,可通过电
26、刷放电,避免遭受电击,确保飞行安全。 除了放电刷外,在飞机的起落架和机身上可以找到接地桩,飞机在做维护工作时必须按要求接地,并定期对接线桩进行维护测量,并保证放电刷的完整和搭接可靠。 正常的飞机过站短停一般不需要接地线,飞机正常加油时,需在飞机和油车之间接线,在以下情况下,飞机需要接地: 1、飞机不能充分的通过轮胎接地 2、飞机停靠的地面不能很好的接地 另外,干的土干的沙和湿度低的环境都不利于飞机的接地导电性。而且飞机不可以停在油漆表面的地面上。警告:飞机接地线时,应该先接地面端,再接飞机端;绝对不可以先接飞机端,再接地。警告:有雷电时,应该停止飞机外部的地面勤务工作。 当飞机在做以下维护工作
27、或工具使用时,需要将飞机接地: 1、电动工具。 2、电源系统维护。 3、灯光。 4、电器仪表等。 飞机维修工作区的一些特定场所和工作,需要事前做好防静电的准备,否则有可能酿成事故,在下列工作场所必需要穿防静电服装: 1、修补油箱工作。 2、喷漆调漆及其漆雾区。 3、使用挥发易燃性液体做清洁工作。 4、加放(抽)燃油(包括飞机在机库内排放余油)工作及其半径7米内的区域。 5、有防静电要求的电子设备的维护修理工作。 6、易燃品仓库。 7、充氧操作。 如果由于工作者的操作失误或对静电知识的欠缺所造成的后果都将会给飞行安全埋上隐患。除了充分利用防静电设备和工具外,还必须充分利用飞机自身的防静电功能,并
28、使用多种方式达到此目的。在工作中操作者应充分了解各种设备对静电防护的要求,并按规定执行这些要求。以下是飞机在防静电工作中常用的几种方法: 1、用防静电溶液涂抹部件表面,使之湿润并起到润滑作用,防止静电的产生; 2、用导电材料将部件短接; 3、将部件或舵面接地; 4、将ESDS元件从静电场隔离屏蔽开。7.5.1.3静电敏感元器件/部件拆装要求一、静电防护操作要求 (一)操作人员 l、操作静电敏感元器件的人员应该进行静电防护知识的培训。 2、操作人员应避免在元器件附近做产生静电的身体活动,如脱穿工作服等。 3、操作人员应用浸沾酒精或加水的洗净剂棉花球清洗手指。 4、操作静电放电敏感元器件的人员,应
29、穿静电放电保护工作服。这种工作服应定期用静电计检测。为防止衣服直接接触静电放电敏感元器件,防止腕带从衣服上放电,除长袖工作服袖口应卷起外,还应戴静电放电保护手套,绑扎在裸露手腕上,并向上伸展到肘部。 5、在不能使用人体接地扣带的地方,维护静电放电敏感设备的人员,在静电放电敏感元器件从其保护包装盒移出之前应把身体接地。 6、操作人员应用适当的实验设备(例如兆欧表)定期地检验皮肤接触点和接地线之间的人体接地扣带、静电安全工作台表面、导电地板垫和其他与地连线的电阻率,以保证其符合接地的要求。 7、操作人员必须注意的事项: (1)静电敏感元器件防护系统的泄漏电流不允许超过5mA; (2)在进行防静电工
30、作时,静电放电操作者与大地之间的电阻在106欧 -109欧,才能使用静电操作系统。 (3)不允许在静电放电敏感器件通电的情况下进行焊接和拆装。 (二)设置静电防护工作区 1、静电防护区应远离大功率源辐射电磁场; 2、静电防护区应配备离子发生器,以净化环境减少静电荷积累。静电防护区的固定设备应良好接地;工作区域应铺设防静电地垫;人体、桌面应安全接地。 3、静电防护区内使用的包装材料应选用导电塑料薄膜或抗静电聚脂泡沫塑料,在操作过程中材料不应产生静电荷。 4、防静电工作区内应尽量避免人员走动和移动工件、设备,以减少摩擦起电。 5、进入防静电工作区的人员应习惯地与地线柱碰触,以便先使人体静电释放。操
31、作者应穿防静电工作服、鞋,戴防静电手套、工作帽,坐椅应配有防静电靠背和坐垫。 6、全部装配操作过程一般应在静电防护区和防静电工作台上进行。工序间周转时,敏感器件应封闭在防静电的保护罩、袋或盒内,并不得掉落。 7、非生产人员进入静电防护区时,先进行人体静电释放,并穿好防静电工作服、鞋,并在工作区内不允许随便触摸敏感器件或靠近正在操作的人员。二、操作要求 (一) 操作 1、对静电敏感元器件防静电保护性操作应力求简化。 2、在打开包装材料之前,为了使包装容器先放电,应将包装的静电敏感元器件放置在静电安全工作台上进行操作。 3、手指或金属摄取工具,只有在接地之后,才可以将静电敏感元器件从静电放电保护包
32、装材料内取出。 4、拿取静电敏感元器件的方法应正确,如用拇指及食指拿集成电路的两个侧面,手不要接触引脚线,最好用专用的组件插拔器拔集成电路。 5、不允许使静电敏感元器件在任何非静电保护表面滑动。 6、静电敏感元器件(尤其是MOS器件)从设备上拔出或插入时,或在接触不好情况下,不要对设备或印制板组装件通电。 7、MOS器件的附加预防措施如下: (1)当MOS器件电源断开时,输入端不允许加信号。 (2)在试验MOS器件时,所有不用的输入引线应接到电源地线,或接到Vss或VDD的引线上,可按具体器件而定。 (3)在进行介质或绝缘电阻试验之前,要将MOS器件从设备内拨出。 (4)所有被用作试验静电敏感
33、元器件的电源,不应出现电源电压瞬变过程。 (5)在作参数或功能试验之前,应检查设备固有的电压极性。 (6)不要用万用表探测MOS器件的引线或接线端子。在非用不可时,在探测之前,应把探头先接触硬接地线。 (7)当使用测试用的接头,或把某一零件端子插入印制板组装件内(或组件的电插座内)时,应使用分路棒、线夹或无腐蚀的导电泡沫(或保护罩)之类的分流器,以保护MOS器件不受摩擦生电所产生电磁脉冲的损害。 (二)装配 l、装配静电敏感元器件时,不允许插反或插错。 2、电烙铁、锡锅、吸锡器应可靠地接地,不允许使用超声波搪锡机对敏感元件进行搪锡。若使用绝缘把手的工具时,应对把手进行抗静电剂处理。 3、应先安
34、装一般元器件,最后安装静电敏感元件,装配过程中不允许用手直接触摸敏感元器件的引脚线。装配带有敏感元件的印制板组装件时,应给印制板的外接电连接器插上静电保护插头(座),即先将印制板的外接端子短路,直到印制板组装件装入整机。 4、检验带有静电敏感元件的印制板组装配时,应在防静电工作台上进行,检验人员要作可靠地静电释放和接地。当印制板组装件从静电保护插头(序)卸下时,应立即放入防静电袋(盒)内。 5、维护人员应该经常把工具尖端和地面接触而不要和静电敏感组件接触。工具和装置不用时放在地面,减少静电电荷积累。 (三)调试 l、调试所用的仪表,电器设备的地线应与接地干线共地,接地必须可靠,接地电阻不大于0
35、1欧。并在工作前必须认真检查。 2、为避免瞬态电压冲击损坏敏感元器件,不允许在电源接通情况下插拔“印制板组装件”,或更换敏感元器件。 3、为防止感应电势高压峰值损伤敏感元器件,用直流稳压电源时,严禁在输出线对线路供电情况下拨动前端开关“通”或“断”,印制板组装件或整机供电顺序须由高端“通”向低端;关机断电顺序应由低端“断”向高端。 4、供印制板组装件或整机用的电源极性不能接反。 5、当信号源与敏感元器件的电源不共用一组电源时,应先通电源,后通信号。停止工作时,应先断信号,后断电源。 (四)清洗 清洗静电敏感元器件或带有敏感元器件的印制板组装件时,外接电连接器应插上静电保护插头(座),并遵守下列
36、规定: 1、清洗液应选用静电耗散性能较好的溶剂,产品技术条件允许时可采用导电溶剂。 2、自动清洗时,应将清洗设备及搁架硬接地。 3、手工清洗时应使用天然绸布材料或鬃毛刷子,不允许使用合成化纤材料及由合成化纤材料制成的工具。三、定期检查的项目: (一)每周检查手腕带和电线,手腕带的金属片到手腕带电线的电阻应该在250K欧1.5M欧之间。 (二)每周检查工作台垫子,地线终端和手腕带终端的电阻应该少于1 M 欧。 (三)每周检查工作台区域。从手腕带的金属片通过手腕带线,工作台垫子,地线到地线终端连接器的电阻应该1l0M欧。 (四)每天检查脚腕带。保证脚腕带的干净和舒适,检查磨损情况,如果接触的金属片
37、遗失或松垮就更换。 (五)每周检查地板垫子。两个连接器间的电阻应该少于1 M 欧。 (六)每周检查地板垫子的接地线。四、静电敏感元器件的入库操作 (一)所有静电放电敏感元器件在入库时,其包装盒及器件上应有专用的防静电标志。 (二)对无静电放电敏感标志及无静电放电保护包装产品,应按有缺损静电放电敏感元器件拒放。 (三)清点静电敏感元器件的数量时,尽量不打开静电敏感元器件的包装;如果包装不是透明的或不打开包装不能进行清点时,则必须在静电防护工作区内操作。 (四)经检验过的静电放电敏感器件应重新包装在静电保护包装材料内,并保证其包装上的专用标志完整。 7.5.1.4、静电护腕等设备的使用和检测 一、
38、 静电护腕的使用(一)用手腕带测试仪进行测试:1、选择一个手腕带测试仪。2、套上手腕带。2、将手腕带的插座终端插入测试仪。4、按下测试钮。(二)用万用表进行测试:1、将万用表调至欧姆档位。2、调整万用表的欧档位至合适的电阻范围。3、将手腕带的插座终端与万用表的黑表笔相连:4、用万用表的红表笔接触手腕带的金属片一端。5、测得的电阻范围是250K 欧1.5M 欧。6、套上手腕带。7、用食指和拇指捏住万用表的红表笔。8、测得的电阻至少为10K 欧二、静电防护器材 静电防护材料或防静电材料在静电防护和控制工程中占有重要的地位,由防静电材料制成的静电防护用品如容器、服装、传送带等是制造过程中必不可少的。
39、 (一)与静电防护材料有关的基本概念 这里先介绍一些在静电防护和控制技术中用到的与材料有关的基本概念。 电阻和电阻率:这是静电控制技术中最关键的两个概念,它们经常混淆,不仅被用来表示材料,还用于描述评估材料的测试方法。 体电阻率:指某材料单位厚度上的直流压降与单位面积上通过的电流之比。体电阻系数是材料的基本参数之一,表示其导电性能,单位为欧姆厘米。 表面电阻率:该参数用于厚度一定的薄膜材料,其定义为表面上单位长度的直流压降与单位宽度流过电流之比。它指正方形两对边之间的阻值,只要面积远远大于薄膜厚度,则该阻值与正方形的大小无关,表面电阻率的单位是欧姆。 电阻:从另一方面表示不同形状(面积和长度)
40、和电阻率的材料对电流的阻碍作用,它同时表明材料的表面或表面与地之间的电路连通性以及物体的放电能力,单位是欧姆。 表面电阻:指材料某个面上两点间的直流电压与通过的电流之比,以欧姆表示。表面电阻值与材料的结构无关。 体电阻:指材料两端之间的直流电压与通过电流的比值,它的单位也是欧姆。 绝缘材料:绝缘材料的表面或内部基本上没有电流流动,它的电阻很大,难于接地。这种材料内的静电荷会在上面保留很长时间。 导电材料:这种材料电阻小,电子在其表面及内部流动非常容易,可流向任何接触到的其它导体或大地。 耗散材料: 屏蔽材料:采用这种材料制作的法拉第保护罩可防止静电敏感器件受到静电的影响。 抗静电性:通常指材料
41、抑制磨擦起电的特性。材料的抗静电性与其电阻或电阻率没有必然的联系。如有些抗静电材料,电阻很高,属高绝缘型,但起电力很小,多次摩擦都不会产生静电积累。 理解并正确使用静电控制中的这些基本概念,可以使用语更加准确,这样有助于有效地实施ESD控制。 (二)静电防护材料的分类 如前所述,根据防静电材料的导电性能,可将其分为静电绝缘、耗散、导电和屏蔽四种,如以表面电阻率(单位Q)划分如下:静电耗散材料静电绝缘材料 根据防静电材料的来源分,可以分为天然材料和人造材料两大类。天然材料如金属,棉织物等,而在静电防护工程中,大量使用的是人工制造或经过人为改造的材料。 人造材料主要有两种制造方法:一是在原来的材料
42、中添加带电性材料或物质,如碳黑、石墨、碳纤维的炭类,或金属粉、金属纤维等金属类,或抗静电剂等化合物类。添加的材料或制品具有永久性;另一种方式是表面涂敷,如在工具的把手等表面涂敷表面活性剂,利用分子的极化和亲水基使表面形成单分子导电层,达到静电防护的目的,这种方法具有时效性,会磨损和消失。现在也有耐久的高分子表面活性剂。 (三)静电防护器材 静电防护器材主要分为两大类:防静电制品和静电消除器。防静电制品是由防静电材料制成的物品,主要作用是防止或减少静电的产生和将产生的静电泄放掉。而静电消除器用来中和那些在绝缘材料上积累的、无法用泄放方法消除的静电电荷。 1、防静电材料的制品 防静电材料制品的种类
43、相当繁多,但主要可以归为以下几类: (1)防静电服装和腕带。 防静电服装和腕带是消除人体防静电系统的重要组成部分,可以消除或控制人体静电的产生,从而减少制造(工作)过程中工业最主要的静电来源。 防静电服装包括防静电的套装、大褂、鞋、帽、防静电手套、防静电鞋套等。防静电服装是用不同色的防静电布制成。布料纱线含一定比例的导电纱,导电纱是由一定比例的不锈钢纤维或其它导电纤维与普通纤维混纺而成。通过导电纤维的电晕放电和泄漏作用消除服装上的静电。由于不锈钢纤维属金属类纤维,所以,由它织成的防静电布料的导电性能稳定,不随服装的洗涤次数而变化。 防静电腕带是操作人员在接触电子元器件时最重要的静电防护用品,通
44、过接地通路,可将人体所带的静电荷安全地泄放掉。它由防静电松紧带、活动按扣、弹簧软线保护电阻及插头或夹头组成。松紧带的内层用防静电纱线编织,外层用普通纱线编织。 使用腕带操作时不允许断开,否则会失去接地作用。各种腕带使用的主要问题是开路,有时是临时性的,有时是长时间断开,使失去接地作用。有的人因此使用腕带检测器测量其通断状态,有的用监测仪器测量腕带的开路及电阻变大。腕带扣得不紧造成人体皮肤与腕带的接触电阻变大。有些腕带的电阻就是带子本身的,当带触及地时使其电阻大大减小,有可能因此造成对人体电击的危险。有些自称是无线的腕带,其效果远不如有线的好。 腕带应用专门的带插座的接地线与地连结,不能夹在桌面
45、或桌边的金属体上,因为这些金属体对地的电阻可能很大。要经常检查腕带的电阻。 防静电鞋在穿用时应有防静电袜鞋垫,并在防静电地面上工作才能使人体所带的静电导通到大地,任何一部分电阻过大或断开都会使人体带上危害的静电。所以在重要的部门应有人体电阻测试仪随时检测人体所穿的鞋袜鞋垫及与人体的总电阻是否能起到泄漏静电的要求。 (2)防静电包装和运输制品 防静电包装制品非常多,如防静电屏蔽袋、防静电包装袋、防静电海绵、防静电IC包装管、防静电元件盒(箱)、防静电气泡膜和防静电运输车等。这些包装制品除静电屏蔽用静电导体外,多数是用静电耗散材料制成的,也有些是用抗静电材料制作。目的都是对装入的电路或器件及印刷电
46、路起静电保护作用。 (3)防静电地板和台垫 防静电地板和台垫也是静电防护工程中不可或缺的。防静电地板的种类也有多种,按时效性分,有永久性的和临时性的;按材料分有导电橡胶、PVC、导电陶瓷等;按铺设方式分,有地面直接铺设的和架空的活动地板。可根据实际需要和成本决定。如需要在地面走多种电缆、管道的环境(如计算机房)选择架空铺设的活动地板比较好。 防静电台垫主要是防静电复合胶板主要用于铺垫桌面、流水线工作台面、货架及制做地垫等。材料面层为草绿色,导电物质是抗静电剂;底层为黑色,导电物质是碳黑。 除上述三大类制品外,还有其他一些防静电制品,如防静电电烙铁、防静电座椅、椅套、防静电维修包等。其中防静电烙
47、铁在我们的工作中很常用。一般的电烙铁在焊静电敏感元器件时需要拔掉电源,而防静电烙铁采用直流温压电源,发热元件多选用具有恒温特性、静电电容小的材料,可极大地降低各种干扰杂信号。另外,烙铁还可作静电接地,可进一步消除烙铁头上的各种信号。所以,焊接时无需拔掉电源头。 2、静电消除器(消电器、静电中和器或离子平衡器) 静电消除器是防静电材料制品外的又一大类防静电器材,其主要原理是利用高压电场或放射性射线的作用使空气局部电离,造成大量离子和电子对,其中与带电体极性相反的离子(或电子)向带电体趋近并与之发生中和作用,达到消除静电的目的。 (四)静电控制工作台 静电防护工作台在静电工作区域能进行修理或处理静
48、电敏感仪器或配件。 (1)静电防护工作台至少要有接地的传导性的工作台,应该有传导性的电线或导线绳和手腕带连接。接地工作台应该保持清洁,工作台应该用肥皂,水或Spray Nine清洁器或清洁装置清洗干净。用其它的清洁器除去残留的膜,这些膜会降低工作台的导电有效性。 (2)在静电防护区域的地板要铺上耗散性的盖子或垫子。这些区域应该用肥皂,水或SprayNine清洁器或清洁装置清洗。用其它的清洁器除去残留的膜,这些膜会降低工作台的导电有效性。不要在地板盖子或垫子上加上蜡,因为蜡是绝缘体。 (3)在修理的过程中可能需要离子气体吹风机产生静电电荷,此时电荷耗散装置不工作。电离空气经常应用在特殊的修理程序
49、中。需要静电电荷产生器,同时其它的静电耗散装置不工作,此时修理过程中可能用到电离空气吹风机。电离空气的应用会在特殊修理或处理程序中说明。 例如:在装配过程中,工具的把柄和带子带有电荷。用离子风扇吹过工作台表面,通过中和正负离子来完成电荷的消除。离子风扇必须距离装置1215英寸。风扇必须经过校准。当在ESDS组件上使用带子的时候,必须在使用前先将带子在离子风中放置几秒钟。所有非离子化的风扇度不允许用来吹ESD工作台和ESDS组件。 (4)电器设备:所有静电防护区域的电器和机器都要接地,从暴露的金属表面到工作台的连接电阻不会超过1 00 k。电子设备必须有三相插头。 (5)对测试台的特殊考虑:把静
50、电敏感仪器或组件和测试仪连接或断开前先把电源和电测试信号断开。在激励信号连接上之前接上电源,在激励信号断开后断开电源。 (6)静电产生材料必须放在远离防静电工作台2英尺外。纸和塑料之类的静电产生物应该与ESDS组件保持至少12英寸的距离。个人物品不允许放在静电控制工作台上。毛线衫、外套、工作服等物品都不允放在椅子的靠背上。 (7)在防静电工作台区域不要把未接地手套或桌子当成工作表面或保存区域。 (8)无论任何时候;只要在工作台上操作,就必须将手腕带连入接地插座中。 (9)只有需要使用工具才能放在工作台面上。有塑料把柄的工具必须要经过抗静电处理。 (10)ESD接地连接:在像金属筒、金属爪和橡胶插座之类的合适的连接装置上进行固定, 这种固定应该被连接在经过设计的接地点上。接地线终端应用接线片夹接或是锡焊。不建议使用鳄鱼夹。 7.5.1.5、静电敏感元器件/部件包装和运送一、 包装、存放和运送(
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