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摘要: 本文阐述了静电的产生、静电的危害,特别将静电对半导体CMOS器件的损坏进行了分析,并对电子实操室静电的防护提出切实可行的解决办法。
关键词:静电;防护
随着电子技术的发展,在很多电子产品的电路中,如手机、电话机、液晶电视机、示波器等仪器设备,都大量采用CMOS器件。电路采用CMOS器件有很多优点,但在使用CMOS器件也有一个较难克服的问题,就是静电很容易损坏CMOS器件,致使产品报废。目前,大多数中职学校都开设有电子专业,建有一定规模的电子实验室。中职学生在进行实操时往往对存在于无形的静电不了解、不重视、不防范,甚至可以看到不少老师也对静电问题缺乏关注,在电子实操室维修仪器设备时没有正确采取措施,因静电而损坏CMOS器件的例子屡见不鲜。
本文将对静电的产生、静电的危害、静电的防护问题,进行分析与探讨,以期共同提高静电问题的防护意识,减少因静电问题引起的经济损失。
一、静电的产生
物体间的静电虽然是看不见摸不着的,但却时刻存在于我们周围。物体间的静电可以通过相互摩擦、静电感应的方式产生。
当物质相互摩擦时,会产生静电——通常称为摩擦起电。固体、液体、气体物质之间相互接触,并有相对运动时,都易产生静电,周围环境越干燥,越易产生静电。当带电物体靠近不带电物体时,会在不带电的导体的两端,分别感应出负电荷和正电荷,从而也会产生静电——通常称为感应起电。
人体是导体,人体与物体之间相互接触并有相对运动,或人体靠近带电体时,是很容易产生静电的。人晚上睡觉脱衣服时,黑暗中常会听到噼啪的响声,并会出现放电的蓝光,这是人体产生的静电对外放电的结果。
二、静电的危害
静电的危害是多方面的。它对人们的生活、生产和各种电器设备的正常使用,都会产生较大的影响,甚至会产生严重危害的作用。在实操室中,静电的危害主要有如下两个方面:
1. 缩短电器设备的使用寿命。静电会让各种电器设备,特别是电视机、电脑显示器、示波器等工作在高电压状态的电器设备产生静电吸附效应——吸附空气中的灰尘和杂物,从而使各种电器设备提早老化与损坏。
2. 损坏半导体器件。所有的半导体器件,特别是CMOS器件,对静电都很敏感。冬天,我们穿衣服或脱衣服时,所看到的静电放电现象,这种放电电压约2000V,因放电电流小,人体对此无多大的感觉。但这个电压值却足够对 CMOS等半导体器件造成损坏。因此,我们在操作半导体器件时,不管是在电子产品的生产,还是电子产品的维修过程中,都应采取防静电的措施。
为了警示静电的危害,人们发明了防静电的标志。在一些电子元器件或电子产品的外壳、包装箱上,常会看到如图1 的标志,这个标志就是防静电标志。其含义是,凡有这类标志的电子产品或电子元器件,在储存、运输、装接、搬动时,都要采取防静电的措施。
三、实操室静电的防护措施
在学校的电子实操室中,老师要经常对损坏的电视机(尤其是液晶电视机)、电话机、示波器、手机等电子设备进行维修;学生在上电子实操课时,也要对电视机、电话机、手机等电子设备进行各种操作训练。在进行维修与操作训练过程中,都必须采取防静电措施,才能减少不必要的损失。
在电子实操室中,防静电的措施主要有如下几个方面:
1.保持一定的室内湿度。
实验表明,当空气中所含水分越少,越干燥时(特别是冬天),就越容易产生静电积累现象。故当空气太干燥时,要在实验室、实操室的地面定时洒一点水,或把地面拖湿;有条件的可以利用加湿器增加空气中的湿度;也可以把工作台适当抹湿,以增加工作台的导电性。以上两个措施都可以有效减少静电现象的发生。
2.穿戴防静电衣鞋帽。
防静电衣鞋帽是常用的防静电用具。防静电衣帽的防静电原理是,防静电衣帽所用的布与一般的布不同,防静电衣帽的布里含有大量的金属细丝,人体穿在身上通过静电屏蔽作用将感应到的电荷通过防静电鞋流入大地,以达到防止静电的产生。常见的防静电衣鞋帽,如图2所示。
在生产或维修电视机等电子产品时,穿着防静电衣鞋帽的要求是,直接穿戴在身上,头发较长的女性,应把头发放进帽内;不要在防静电工作服的口袋里装任何金属物件;不要在易燃易爆的地方穿防静电工作服;当防静电衣帽的金属丝断开外露过多时,防静电功能会变差,那么防静电衣帽就不可以再使用。
3.戴防静电手环或手镯。
防静电手环或手镯也是常用的防静电用具。防静电手环或手镯的等效电路图,如图3所示。其内部有一个1M 的电阻,电阻的一端通过金属片与人体相接触,电阻的另一端与接地线的孔相连,接地线孔通过接地线与大地相连。防静电手环或手镯防静电的原理是,人体产生的静电通过1M 的电阻对地放掉。常见的防静电手环,如图4所示。
戴防静电手环或手镯的要求是,应戴在不影响操作的手上;防静电手环或手镯的金属接触片应与手腕紧密接触;防静电手环或手镯的接地线应与工作台上的接地线相连;在使用中的防静电手环或手镯,要经常检测其好坏,检测方法是用万用表的×10K档,测手环或手镯两端的电阻值,看阻值是否约为1M ,只有阻值约为1M 才可使用。
4.要正确使用防静电接地线。
使用防静电手环或手镯时,手环或手镯都要通过接地线与大地相连;防静电工作台体、防静电烙铁的外壳,也应与防静电接地线相连。但一定要注意,防静电接地线不可与电气设备的强电保护接地线共用。如果有多个防静电工作台体,使用的防静电接地线,只能并联使用,不可串联使用。
5.要正确使用强电保护接地线。
电子实操室中,所有仪器的外壳、设备的外壳、一般电烙铁的外壳等,应与强电保护接地线相连。
6.使用防静电调温烙铁来拆装元器件。
防静电调温电烙铁,主要用于对电阻、电容、电感、二极管、三极管、CMOS器件(IC)等片状元器件进行拆装。防静电调温电烙铁的特点是,烙铁头的温度可调,以适合焊接大小不同的器件;可以防止焊接过程中的静电损坏元器件。
防静电调温电烙铁的组成结构,主要由控制电路部分、烙铁支架部分、烙铁体三部分组成。控制电路的面板上有温度调节旋钮,用于调节烙铁头的温度,一般有(1～8)无级可调。常见的防静电调温电烙铁外形结构,如图5所示。
7. 使用热风枪来拆装元器件。
热风枪的工作原理是,利用其端口吹出的高温热气流,来拆卸或焊接集成电路、片式元器件,是拆卸或焊接集成电路、片式元器件的专用工具。
由于热风枪是利用热气流来对元器件的焊点进行加热的,没有直接的机械接触与电气接触,故具有防静电、不易损坏元器件、焊接温度又灵活可调的特点。特别适合于手机、计算机、大屏幕电视机、液晶电视机等电子产品中,IC和贴片式元器件的拆卸、焊接。
常见的热风枪的结构,如图6所示。热风枪整机由主机箱、气管、操作手柄、喷嘴等部分组成。
8.使用专用的容器来放置元器件。
电子实操室中,储存IC、DVD激光头等静电敏感的元器件时,要使用防静电的容器。如专用的防静电胶袋、防静电塑料盒等,这样就不易损坏元器件。
四、注重防静电危害意识的培养
防静电危害,既是一种科学意识,更是一种良好的职业习惯。有了防静电危害的强烈意识,才有自觉地运用知识和设备,尽最大的可能保护电器设备和电子器件的安全。
防静电危害意识的建立,可以采取如下办法:
1.在实验室醒目处张挂防静电危害的宣传画或宣传标语,随时警醒来实操的相关人员。
2.在对教师或学生进行培训时开设专门的讲座,设计专门的实验,让大家真正了解静电危害的普遍性、严重性。
3.对实操和仪器维修订立规范性流程,要求相关人员严格遵守。
(作者单位:惠州工业科技学校)
关键词:静电;防护
随着电子技术的发展,在很多电子产品的电路中,如手机、电话机、液晶电视机、示波器等仪器设备,都大量采用CMOS器件。电路采用CMOS器件有很多优点,但在使用CMOS器件也有一个较难克服的问题,就是静电很容易损坏CMOS器件,致使产品报废。目前,大多数中职学校都开设有电子专业,建有一定规模的电子实验室。中职学生在进行实操时往往对存在于无形的静电不了解、不重视、不防范,甚至可以看到不少老师也对静电问题缺乏关注,在电子实操室维修仪器设备时没有正确采取措施,因静电而损坏CMOS器件的例子屡见不鲜。
本文将对静电的产生、静电的危害、静电的防护问题,进行分析与探讨,以期共同提高静电问题的防护意识,减少因静电问题引起的经济损失。
一、静电的产生
物体间的静电虽然是看不见摸不着的,但却时刻存在于我们周围。物体间的静电可以通过相互摩擦、静电感应的方式产生。
当物质相互摩擦时,会产生静电——通常称为摩擦起电。固体、液体、气体物质之间相互接触,并有相对运动时,都易产生静电,周围环境越干燥,越易产生静电。当带电物体靠近不带电物体时,会在不带电的导体的两端,分别感应出负电荷和正电荷,从而也会产生静电——通常称为感应起电。
人体是导体,人体与物体之间相互接触并有相对运动,或人体靠近带电体时,是很容易产生静电的。人晚上睡觉脱衣服时,黑暗中常会听到噼啪的响声,并会出现放电的蓝光,这是人体产生的静电对外放电的结果。
二、静电的危害
静电的危害是多方面的。它对人们的生活、生产和各种电器设备的正常使用,都会产生较大的影响,甚至会产生严重危害的作用。在实操室中,静电的危害主要有如下两个方面:
1. 缩短电器设备的使用寿命。静电会让各种电器设备,特别是电视机、电脑显示器、示波器等工作在高电压状态的电器设备产生静电吸附效应——吸附空气中的灰尘和杂物,从而使各种电器设备提早老化与损坏。
2. 损坏半导体器件。所有的半导体器件,特别是CMOS器件,对静电都很敏感。冬天,我们穿衣服或脱衣服时,所看到的静电放电现象,这种放电电压约2000V,因放电电流小,人体对此无多大的感觉。但这个电压值却足够对 CMOS等半导体器件造成损坏。因此,我们在操作半导体器件时,不管是在电子产品的生产,还是电子产品的维修过程中,都应采取防静电的措施。
为了警示静电的危害,人们发明了防静电的标志。在一些电子元器件或电子产品的外壳、包装箱上,常会看到如图1 的标志,这个标志就是防静电标志。其含义是,凡有这类标志的电子产品或电子元器件,在储存、运输、装接、搬动时,都要采取防静电的措施。
三、实操室静电的防护措施
在学校的电子实操室中,老师要经常对损坏的电视机(尤其是液晶电视机)、电话机、示波器、手机等电子设备进行维修;学生在上电子实操课时,也要对电视机、电话机、手机等电子设备进行各种操作训练。在进行维修与操作训练过程中,都必须采取防静电措施,才能减少不必要的损失。
在电子实操室中,防静电的措施主要有如下几个方面:
1.保持一定的室内湿度。
实验表明,当空气中所含水分越少,越干燥时(特别是冬天),就越容易产生静电积累现象。故当空气太干燥时,要在实验室、实操室的地面定时洒一点水,或把地面拖湿;有条件的可以利用加湿器增加空气中的湿度;也可以把工作台适当抹湿,以增加工作台的导电性。以上两个措施都可以有效减少静电现象的发生。
2.穿戴防静电衣鞋帽。
防静电衣鞋帽是常用的防静电用具。防静电衣帽的防静电原理是,防静电衣帽所用的布与一般的布不同,防静电衣帽的布里含有大量的金属细丝,人体穿在身上通过静电屏蔽作用将感应到的电荷通过防静电鞋流入大地,以达到防止静电的产生。常见的防静电衣鞋帽,如图2所示。
在生产或维修电视机等电子产品时,穿着防静电衣鞋帽的要求是,直接穿戴在身上,头发较长的女性,应把头发放进帽内;不要在防静电工作服的口袋里装任何金属物件;不要在易燃易爆的地方穿防静电工作服;当防静电衣帽的金属丝断开外露过多时,防静电功能会变差,那么防静电衣帽就不可以再使用。
3.戴防静电手环或手镯。
防静电手环或手镯也是常用的防静电用具。防静电手环或手镯的等效电路图,如图3所示。其内部有一个1M 的电阻,电阻的一端通过金属片与人体相接触,电阻的另一端与接地线的孔相连,接地线孔通过接地线与大地相连。防静电手环或手镯防静电的原理是,人体产生的静电通过1M 的电阻对地放掉。常见的防静电手环,如图4所示。
戴防静电手环或手镯的要求是,应戴在不影响操作的手上;防静电手环或手镯的金属接触片应与手腕紧密接触;防静电手环或手镯的接地线应与工作台上的接地线相连;在使用中的防静电手环或手镯,要经常检测其好坏,检测方法是用万用表的×10K档,测手环或手镯两端的电阻值,看阻值是否约为1M ,只有阻值约为1M 才可使用。
4.要正确使用防静电接地线。
使用防静电手环或手镯时,手环或手镯都要通过接地线与大地相连;防静电工作台体、防静电烙铁的外壳,也应与防静电接地线相连。但一定要注意,防静电接地线不可与电气设备的强电保护接地线共用。如果有多个防静电工作台体,使用的防静电接地线,只能并联使用,不可串联使用。
5.要正确使用强电保护接地线。
电子实操室中,所有仪器的外壳、设备的外壳、一般电烙铁的外壳等,应与强电保护接地线相连。
6.使用防静电调温烙铁来拆装元器件。
防静电调温电烙铁,主要用于对电阻、电容、电感、二极管、三极管、CMOS器件(IC)等片状元器件进行拆装。防静电调温电烙铁的特点是,烙铁头的温度可调,以适合焊接大小不同的器件;可以防止焊接过程中的静电损坏元器件。
防静电调温电烙铁的组成结构,主要由控制电路部分、烙铁支架部分、烙铁体三部分组成。控制电路的面板上有温度调节旋钮,用于调节烙铁头的温度,一般有(1～8)无级可调。常见的防静电调温电烙铁外形结构,如图5所示。
7. 使用热风枪来拆装元器件。
热风枪的工作原理是,利用其端口吹出的高温热气流,来拆卸或焊接集成电路、片式元器件,是拆卸或焊接集成电路、片式元器件的专用工具。
由于热风枪是利用热气流来对元器件的焊点进行加热的,没有直接的机械接触与电气接触,故具有防静电、不易损坏元器件、焊接温度又灵活可调的特点。特别适合于手机、计算机、大屏幕电视机、液晶电视机等电子产品中,IC和贴片式元器件的拆卸、焊接。
常见的热风枪的结构,如图6所示。热风枪整机由主机箱、气管、操作手柄、喷嘴等部分组成。
8.使用专用的容器来放置元器件。
电子实操室中,储存IC、DVD激光头等静电敏感的元器件时,要使用防静电的容器。如专用的防静电胶袋、防静电塑料盒等,这样就不易损坏元器件。
四、注重防静电危害意识的培养
防静电危害,既是一种科学意识,更是一种良好的职业习惯。有了防静电危害的强烈意识,才有自觉地运用知识和设备,尽最大的可能保护电器设备和电子器件的安全。
防静电危害意识的建立,可以采取如下办法:
1.在实验室醒目处张挂防静电危害的宣传画或宣传标语,随时警醒来实操的相关人员。
2.在对教师或学生进行培训时开设专门的讲座,设计专门的实验,让大家真正了解静电危害的普遍性、严重性。
3.对实操和仪器维修订立规范性流程,要求相关人员严格遵守。
(作者单位:惠州工业科技学校)