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電子信息工程中的靜電防護措施

日期：2025-12-27 05:40

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摘要：隨著我國信息產業的高速發展，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。國家對此十分重視，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、移動通信設...

隨著我國信息產業的高速發展，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。國家對此十分重視，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、移動通信設備、衛星通信設備、數據傳輸設備、廣播發射接收設備、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**，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；使廣播接收設備圖象不清；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
    根據國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，筆者認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*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內容，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**，在施工前應測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，還要定期監測。在八五期間，國內主要使用的**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，**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。目前國內*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**、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**、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 、機械性能是否符合國家標準；
    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，鋪設完成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。內墻和頂棚表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，表面電阻在 10 6 － 10 9 Ω 范圍。我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
    在生產車間和通信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，應按國際規定溫度控制在 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，而且要按國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***檢測部門認可才能使用。產品標準要和國外同類產品逐步接軌，按國標進行生產。
    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*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。

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