1、1.静电产生与静电效应 通常任何物体所带有的正负电荷是等量的,当与其它物体摩擦、接触,并由于机械作用分离时,因两种物体摩擦起电序列不同,在一种物体上积聚正电荷,另一种物体则积聚负电荷,在各物体上产生静电,并在外部形成静电场。两种物质互相摩擦是产生静电的一种方式,但不是唯一方式。像喷涂作业水滴吸附空气中的负离子促成其表面双电层的形成,也可产生静电。现代科学研究的结果表明,电效应、压电效应、导体(或电介质)的静电感应都可产生静电。 静电荷所产生的静电场有下列三种物理效应对电子工业影响甚大。 (1) 静电荷产生的电场力 物体产生静电后,在其周围形成静电场。位于静电场中的任何其它带电体都会受到电场力排
2、斥或吸引。按库仑法则电场力可用下 式表示: F=Kq1q2/r2 K=1/4 (1-1) F电场力(牛顿) q1q2分别为两带电体所具有的电荷量(库仑) r两带电体之间距离(米) 电容率(8.851012) 当两种物体所带电荷极性不同时,物体之间产生吸引。电荷极性相同时,之间产生排斥。实验表明,一般绝缘体或电介质产生静电后,每平方厘米静电力仅为几至数百毫克力。这样小的力对重物则毫无作用,但对重量仅为几毫克或更低的毛发、纸片、尘埃、纤维的吸附作用则非常明显。 (2) 静电放电(ESD) 当某些电介质、导体带上静电荷后,尽管所带电荷量不多,但由于自身对大地分布电容非常小,使得静电电位较高。当垂直于
3、带电物体表面的静电电位大约2000伏时,可向空气放电。对于人体静电放电,通过实验可以得知最小放电能量也可以达到3.1210-4焦尔。瞬间的放电电流峰值可以达几安培以上。 (3) 静电感应 当导体和电介质置于静电场中,在其上感应出正或负静电荷。静电感应电位可达数千伏以上。这样高的静电压能对电子仪器造成不良影响。2.静电的利与弊 我们知道,摩擦可以起电,摩擦后的正负电荷是被束缚在带电体上的,它不能象电线中的电荷那样定向移动。所以,人们称之为静电荷,简称静电。静电的危害很多,它的第一种危害来源于带电体的互相作用。在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电,如果不采取措施,将会严重干扰飞机无
4、线电设备的正常工作,使飞机变成聋子和瞎子;在印刷厂里,纸页之间的静电,会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂里,由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧光屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃的薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低;就连混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘,也是静电捣的鬼。静电的第二大危害,是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚,我们脱尼龙、毛料衣服时,会发出火花和叭叭的响声,这对人体基本无害。但在手术台上,静电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人;在煤矿,则会引起瓦斯爆炸,导致工人死伤,矿井报废。谁能断言1997年12月29日
5、挪威油轮伊斯特拉号突然爆炸不是静电闯的祸?谁能肯定1990年震惊全国的哈尔滨亚麻厂车间爆炸不是静电火花引起的? 总之,静电危害起因于静电力和静电火花,静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。人们常说,防患于未然,防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量,改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地,这样可以把电荷引入大地,避免静电积累。细心的乘客大概会发现,在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷,飞机着陆时,为了防止乘客下飞机时被电击,飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线,以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部
6、拖一条铁链,这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度,让电荷随时放出,也可以有效地消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验,就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂,则能很好地消除绝缘体内部的静电。然而,作何事物都有两面性。对于静电,只要摸透了它的脾气,扬长避短,也能让它为人类服务。比如,静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和静电分选技术等,已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水,喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手,甚至在宇宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。3. 电子生产使用环境中的静电源(1) 静电源及对元器件生产装配的影响 1.工作服:作业人员穿用的普通工作服
7、(化纤和纯棉制)于工作台面,工作椅摩擦时可0.210微库仑的电荷量,在服装表面能产生6000伏以上的静电电压并使人体带电。当作业人员手持集成电路与工作服或工作台面放置的元器件接触时,即可导致放电。因元器件各引出线接触电位不同和芯片电介质极薄绝缘强度很低等原因,很容易造成器件电介质的击穿。 2.工作鞋:一般工作鞋(橡胶或塑料鞋底)的绝缘电阻高达11013欧姆以上,当与地面摩擦时产生静电荷使人体和所穿服装带静电。调查表明工作鞋与地面摩擦所产生静电导致元器件失效的事例并不多。但因其较高的绝缘电阻使人体所带静电不能很快泄漏从而对元器件的生产带来不良影响。 3.树脂、浸漆封装表面:电子工业用许多元器件需
8、要用高绝缘树脂、漆封装表面。这些器件放入包装后,因运输过程的摩擦,在其表面能产生几百伏以上的静电电压,造成器件芯片击穿。 4.各种包装和容器:用PE(聚乙烯)、PP(聚苯乙烯)、PUR(聚氨脂)、ABS、聚脂等高分子材料制备的包装和元件盒(箱)都可因摩擦、冲击产生静电荷并对所包装器件产生不良影响。 5 终端台、工作台:终端台、工作台表面受到摩擦产生静电时,可对放置其上的电子器件放电。 6各种绝缘地面:打腊抛光地板、橡胶板等都可因摩擦产生静电。另外因其高绝缘电阻作业人员带静电在其上时,不会短时间将静电荷泄漏。 7 温箱:温箱内热循环空气流动与箱体摩擦产生大量静电荷,对器件热烘处理非常不利。 8
9、CO2低温箱:在使用CO2的冷却箱内,CO2蒸气可以产生大量的静电荷。 9.空气压缩机:利用空气压缩机的喷雾、清洗、油漆、喷砂等设备都可因空气剧烈流动或介质与喷嘴摩擦产生大量静电荷。带电介质接触到电子器件时可造成损坏。 10某些电子生产设备:焊烙铁、波峰焊机等某些元器件装配设备内设的高压变压器、交直流电路都可在设备上感应出静电电压。如不采取静电泄漏措施,可使元器件在装配过程中失效。4.静电在工业生产中造成的危害静电的产生在工业生产中是不可避免的,其造成的危害主要可归结为以下两种机理:其一:静电放电(ESD)造成的危害: (1) 引起电子设备的故障或误动作,造成电磁干扰。 (2) 击穿集成电路和
10、精密的电子元件,或者促使元件老化,降低生产成品率。 (3) 高压静电放电造成电击,危及人身安全。 (4) 在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。 其二,静电引力(ESA)造成的危害: (1) 电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。 (2) 胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。 (3) 造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。 (4) 纺织工业:造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。 静电的危害有目共睹,现在越来越多的厂家已经开始实施各种程度的防静电措施和工程。但是,要认识到,完
11、善有效的防静电工程要依照不同企业和不同作业对象的实际情况,制定相应的对策。防静电措施应是系统的、全面的,否则,可能会事倍功半,甚至造成破坏性的反作用。5.静电放电静电放电(ESD)是大家熟知的电磁兼容问题,它可引起电子设备失灵或使其损坏。当半导体器件单独放置或装入电路模块时,即使没有加电,也可能造成这些器件的永久性损坏。对静电放电敏感的元件被称为静电放电敏感元件(ESDS)。如果一个元件的两个针脚或更多针脚之间的电压超过元件介质的击穿强度,就会对元件造成损坏。这是MOS器件出现故障最主要的原因。氧化层越薄,则元件对静电放电的敏感性也越大。故障通常表现为元件本身对电源有一定阻值的短路现象。对于双
12、极性元件,损坏一般发生在薄氧化层隔开的已进行金属喷镀的有源半导体区域,因此会产生泄漏严重的路径。另一种故障是由于节点的温度超过半导体硅的熔点(1415)时所引起的。静电放电脉冲的能量可以产生局部地方发热,因此出现这种机理的故障。即使电压低于介质的击穿电压,也会发生这种故障。一个典型的例子是,NPN型三极管发射极与基极间的击穿会使电流增益急剧降低。器件受到静电放电的影响后,也可能不立即出现功能性的损坏。这些受到潜在损坏的元件通常被称为“跛脚”,一旦加以使用,将会对以后发生的静电放电或传导性瞬态表现出更大的敏感性。要密切注意元件在不易察觉的放电电压下发生的损坏,这一点非常重要。人体有感觉的静电放电
13、电压在3000 5000V之间,然而,元件发生损坏时的电压仅几百伏。静电放电的危害效应是在二十世纪七十年代开始认识到的,这是由于新技术的发展导致元件对静电放电的损坏越来越敏感。静电放电造成的损失每年可达到几百万美元以上。因此,许多大型的元件和设备制造厂引进专业技术以减小生产环境中的静电积累,从而使产品合格率和可靠性提高了许多。用户根据自己的经验也懂得了防治静电放电损害的重要性。6.静电安全操作静电防护在很大程度上是提高静电防护意识的问题提高,所有接触静电敏感器件人员的静电知识水平提高,所以进行静电安全操作与静电防护技术教育是非常重要的。在美国军用标准和我国标准里都有明文规定包括静电保护接地、场
14、地环境的静电防护人员及静电防护设备的静电防护,静电检测仪表和防护措施的日常维护等六个方面。 1 静电保护接地 防静电系统必须有独立可靠的接地装置,接地电阻一般应小于10欧姆,埋设与检测方法应符合GBJ79的要求:防静电地线不得接在电源零线上不得与防雷地线共用,使用三相五线制供电,其大地线可以作为防静电地线(但零线地线不得接)。 2 场地环境的静电防护 防静电工作区场地的地面墙壁及天花板,国家标准要求应选用防静电材料使之具备很好的防静电性能,禁止使用普通绝缘材料。3 人员的静电防护 人体在日常活动和生产操作中可产生电压为数十伏到数万伏的静电,而放电过程是极短促的,所以放电过程中释放出的能量可达几
15、十瓦足以引起芯片微区烧毁或SiO2 膜击穿,因此对进入防静电工作区的人员要进行静电防护配备如防静电服及防静电鞋,对设备维修维护人员还应配备防静电腕带。 4 设备的静电防护 防静电安全工作台是防静电工作区的基本组成部分,它由工作台防静电桌垫、腕带接头和接地线等组成,静电安全工作台上不允许堆放塑料、橡皮、纸板、玻璃等易产生静电的杂物,图纸、资料等应装入防静电文件袋中,座椅垫套等都应是导静电的并与静电接地相连,必要时工作台上配备离子风静电消除器,座椅下可以铺设防静电地垫。在电子设备研制生产过程中一切贮存周转静电敏感器件(SSD)的容器(元器件袋转运箱印刷板架元器件存放盒等)应具备静电防护性能,不允许
16、使用金属和普通塑料容器。 5 静电检测仪表 配备有关静电检测仪表随时或定期对人员设备及各种防护措施进行检测以保证防护的有效性。 6 防护措施的日常维护 任何防静电措施都不是一劳永逸的,需要在日常的使用中定期进行正确适当的维护才能保证它确实有效的延长使用寿命,降低费用。防静电产品用途7.产品用途: 主要应用于电脑机房、微波通信站机房、程控电话交换机房、移动通信机房、 卫星地面站机房、电台控制机房、电视发射台控制室、集成电路生产洁净车间、电子仪器制造车间、医院手术室、麻醉室及其他管线敷设比较集中和防尘、防静电的场所。 微电子工业: 防静电产品在微电子工业生产中有着广泛的应用,用于大规模、超大规模集
17、成电路洁净车间,避免人体在车间内移动产生静电。 计算机、通信及电子设备制造业:用于电子设备生产车间地面、程控电话交换 机房、移动通信机房、广播电视发射中心、电力控制调度中心、交通运输调度中心、电脑机房、微波通讯站机房等,控制静电放电对计算机通信、各类电子设备及对静电敏感器件危害,防止计算机内存及电子仪器内部的损坏。 其它应用: 用于对静电敏感的军火、易燃易爆的场所和石油化工车间及医院手 术室 、麻醉室、氧吧间等。8.LED静电防护新措施 静电防护就是消除静电或把静电压控制在允许的范围,使它不致产生危害。简单地说就是防止静电累积到一定程度后,去击穿一些电子产品,造成不必要的报废率,增加成本,造成
18、浪费。 LED生产车间的静电防护,大家的做法,一般存在不同程度地隐患。主要表现在车间工作区所使用的防静电产品等工具,经过一段时间后,电阻大于1081010。为了达到防静电的目的,建议,主要创造以下四个方面的基本条件,一是确实保证人体防护措施的落实;二是保证车间生产设备的静电防护;三是努力使生产车间和周围环境达到防静电要求;四是完善制度,制定操作规范,建立起严格的内审检查制度,确保该体系得以实施,注重对员工静电意识的培训;制定静电防护用品的技术标准,保证防护用品的质量。在测控手段方面,对工作区增添温度和湿度监测,每天记录温湿度;每月测量静电压;员工防静衣、帽每洗一次后检测一次表面电阻和摩擦电压;
19、防静电台垫等每年检测一次表面电阻。车间门口设置人体综合阻值测试仪;每月一次离子风机的平衡电压和静电消散时间.生产过程中请注意采取适当的防范措施,以下仅供参考: 必须能防止静电产生:组装人员操作时需穿戴防静电服装(如防静电衣服、帽子、鞋子、指套或手套等) 必须能迅速将其表面或内部的静电散逸:组装操作人员需配戴防静电手腕带。(腕带必须连通接地系统)能提供屏蔽保护受静电突然放电或电场冲击: 组装台(工作台)需使用防静电台垫,且接地。 盛装LED需使用防静电元件盒。 烙铁、切脚机、锡炉(或自动回流焊设备)均需接地。 作业过程中,尽可能避免直接触摸发光管之管脚,取放时尽可能触拿胶体部分。接地措施应完全防
20、止静电产生,工作台、烙铁、切脚机、锡炉(或自动回流焊设备)之接地,必须用粗的铁线引入泥土内,,在铁线未端系上大铁块,埋入地表1米以下,各接地线均需与主线连接在一起,操作人员配戴的静电环若有引出线的,亦需将引出线接通埋地线上。半成品、成品检测设备亦需接地。 LED包装袋及半成品包装材料要使用防静电海棉或包装9现代静电防治的新概念 此前的防静电技术大都是遵循以下三项原则:抑制、疏导、中和。因为普遍认为完全不让静电产生是不可能的,只能是抑制静电荷的聚集如严格限制物流的传送速度和人员的操作速度,将设备管道尽量做到光滑平整,避免出现棱角等等。若抑制不了就设法疏导即向大地泄放,如将工作场所的空气增湿,将一
21、切导体接地,在工作台及地面铺设导静电材料,操作人员穿导静电服装和鞋袜,甚至带导静电手环等。若疏导不了就设法在原地中和,如采用感应式消电器、高压静电消电器、离子风消电器等。尽管目前采取了一些措施消除静电且取得了一定效果但并末完全杜绝静电危害,经过对各种防静电手段的应用及其效果进行多年的分析研究人们终于认识到那些方法仍属局部防治,总有防治措施未保护到的区域可能会产生静电危害,于是人们设想能否找到全方位全环境的静电防治方法。回答是肯定的,这就是现代静电防治的新概念一一全方位全环境静电防治与传统的静电防治观念不同的是全方位全环境静电防治所关注的不再是一个个具体的产生静电的部位或工作面,而是整个工作区域
22、的全部空间,其核心是致力于消除所有设备、物料、人员在各个环节所有工作过程中由于流动摩擦而产生静电聚集的可能性。这种全新的概念已成为现代工业以及办公自动化和家用电子设备防治静电危害的指导原则。根据这种指导原则要实现全方位全环境静电防治必须开发以下关键技术: 1.在相对封闭的生产或工作环境中对地面、墙壁、天花板采取相应措施使其具有良好的导静电性能。 2.对所有设备工作台面坐椅等采取表面处理措施,有效地改变各种材料的表面阻抗使其受到摩擦作用时不产生静电或静电荷不能聚集。 3.对该环境中的操作或工作人员采取全面的防静电保护,使其人体静电达到最小程度。 以上所采取的防静电措施应与该环境空气的相对湿度没有
23、关系或对该环境的空间加以处理增大其空气的导静电系数。 10.五项原则成为有效的静电控制程序的基础 过去许多年,我经常告诉把这个原则应用在静电控制:保持简单与保证重点。我也极力推行静电放电(ESD, electrostaticdischarge)的控制程序集中在四个基本概念。虽然技术、工艺和材料在这个期间都已进化,但是有效的静电控制程序的设计与实施仍然是基于以下四个概念: 把静电保护设计到元件和产品内 消除产生静电的材料与过程 驱散或中和静电放电 提供对静电放电的物理保护 尽管如此,我们经常遇见的问题显示,我们应该考虑加入第五个概念:检测你的过程与环境。 我们第一个概念是,设计你的元件、产品和装
24、配,使其更合理的避免静电放电(ESD)的作用。可能的话,使用对静电不敏感的元件,或者对你使用的那些静电放电敏感的(ESDS, ESD-sensitive)元件提供适当的输入保护。这里相互矛盾的是,先进的生产技术意味着更小型化和更复杂的几何形状,通常对ESD更为敏感。可是,在产品设计建立越多的ESD控制,其后将发生的问题越少。 很明显,产品设计不是完整的答案。你不可以逃避ESD元件和产品,但是可以减少或消除静电放电的产生与积累。首先要从工作环境中尽可能地减少或消除许多静电产生的工序或材料,如普通塑料。因为ESD不会发生在保持相同电势或零电势的材料之间,所以工作环境中的工序或材料应该保持在相同的静
25、电电势。通常,这些导电或驱散材料应该电气连接到相同的公共地,如电气地线。另外,提供地线给静电手环带、地板或工作台表面,安全地减少放电产生与积累。 因为静电的所有产生是不可能完全消除的,所以我们的第三条原则是,安全地驱散或中和那些要发生的静电放电。适当的接地和导电性或驱散性的材料起主要作用。例如,带静电进入工作环境的工人可通过带静电手环或穿戴ESD控制的工作鞋踏过ESD地板垫来消除自己身上的静电。静电传到地线,而不是对敏感元件放电。 对一些物体,如普通塑料和其它绝缘体,接地不能消除静电放电。通常,利用离子作用来中和这些绝缘材料上的放电。离子作用过程产生正负离子,吸引到放电物体表面,因此有效地中和
26、静电放电。 我们的第四个原则是防止要发生的静电放电接触到敏感元件和装配。一个方法是,对元件和装配提供适当的接地或分流,使任何放电从产品分散开。第二个方法是,在适当的包装材料中包装和运输敏感元件。这些材料可有效地将产品屏蔽开静电,减少由于包装内任何产品移动而产生的静电。 最后,不要去问一个过程是否会产生ESD危害,继而猜测答案,检测一下就可以了。例如,利用场强计(fieldmeter)检测是否有可能产生ESD危害的静电场的存在。测量是最稳妥的方法。你确认和量化那些真正需要静电保护的区域,允许你集中在那些最为关注的区域。另外,你可以确认那些不会产生ESD危害的区域,节省你作那些不必要保护的花费。
27、这五条原则成为有效的静电控制程序的基础。它们可帮助选择适当的材料和程序,用来有效地控制ESD。在大多数情况下,有效的程序将涉及所有这些概念。在开发控制程序中,确认那些敏感元件、敏感的级别、和那些对其具有ESD危害的操作。然后看看哪个概念将保护到这些元件。最后,选择和实施可完成这个任务的程序和材料的结合使用。11. 掌握ESD保护技巧,提高电子产品可靠性电子产品设计中必须遵循抗静电释放(ESD)的设计规则,因为大多数电子产品在生命周期内99%的时间都会处于一个ESD环境中,ESD干扰会导致设备锁死、复位、数据丢失或可靠性下降。在ESD的破坏中,静电会对I/O端口造成毁灭性损害,有可能造成数据位重
28、影、产品损坏直至造成电子设备硬故障或元器件损坏。所以工程师需要考虑设计中的ESD问题并掌握解决之道。 电子工程专辑网站邀请安森美半导体集成电源器件部亚太区市场策略经理吴锦虹担任嘉宾,主持了有关便携式和USB应用中的ESD保护的网上专题研讨,以帮助工程师解决设计中遇到的ESD问题。 吴锦虹认为目前便携产品中越来越多的采用低功率逻辑芯片,由于金属氧化半导体(MOS)电介质击穿和双极反向结电流的限制,这些逻辑芯片对ESD非常敏感。控制I/O端口(USB端口、以太网端口等)的IC芯片更不例外,因为它们大多数都是以CMOS工艺为基础来设计和制造的,这导致IC芯片对ESD造成的损害非常敏感。另外,大多数的
29、I/O端口(尤其是USB端口)都是热插拔系统,极易受到由用户或空气放电造成的ESD影响。由此可见,ESD保护在当今的便携和USB应用中是非常必要的。吴锦虹特别针对USB应用设备提出了解决方案. 有工程师对T1/E1接口设计中加装TVS器件后的保护作用提出疑问,吴锦虹认为在电源线上增加TVS器件有助于解决来自电源端口的ESD问题,并强调TVS要连接到电源的Vcc和地以防止电源出现ESD干扰。在回答工程师提出的有关综合考虑ESD保护的问题时,吴锦虹认为综合考虑ESD保护要从三个方面入手:1、芯片的ESD容量;2、PCB版图设计;3、机械设计。他表示好的PCB版图设计应该尽量增大接地面积、缩短PCB
30、走线,他特别强调TVS阵列可以有效解决ESD问题。 针对ESD引起的共模干扰,吴锦虹指出通常可以使用共模扼流圈或TVS阵列来解决ESD问题和完成EMI滤波,在电路中共模扼流圈串行连接,TVS并行接在电路中。 除考虑用器件解决ESD问题外,我们也可以遵循一些基本规则来解决PCB的ESD问题: 1、尽可能使用多层PCB 相对于双面PCB而言,地平面和电源平面以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗(common impedance)和感性耦合,使之达到双面PCB的1/10到1/100。 2、尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充
31、地的高密度PCB,可以考虑使用内层线。大多数的信号线以及电源和地平面都在内层上,因而类似于具备屏蔽功能的法拉第盒。 3、对于双面PCB来说,要采用紧密交织的电源和地栅格。通常的解决原则是要通过测试-解决问题-重新测试这样的周期,每一个周期都可能至少影响到一块PCB的设计。在PCB设计过程中,通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。12.计算机机房防静电技术 1 引言 计算机房的防静电技术,是属于机房安全于防护范畴的一部分。由于种种原因而产生的静电,是发生最频繁,最难消除的危害之一。静电不仅会对计算机运行出现随机故障,而且还会导致某些元器件,如CMOS、MOS电路,双级性电路等的击穿和毁
32、坏。此外,还会影响操作人员和维护人员的正常的工作和身心健康。计算机在国民经济各个领域,诸如气象预测预报、航空管理、铁路运输、邮电业务、微波通信、证券营运、财政金融、人造卫星、导弹发射等方面的应用日益普及和深入,热这些领域都是与国名经济息息相关的,一旦计算机系统在运行中发生故障,特别是件大的故障会给国名经济带来巨大的损失,造成的政治影响更不容忽视。 机房的静电及其防护 静电引起的问题不仅硬件人员很难查出,有时还会是软件人员误认为是软件故障,从而造成工作混乱。此外,静电通过人体对计算机或其他设备放电时(即所谓的打火)当能量达到一定程度,也会给人以触电的感觉,造成操作系统作维护人员的精神负担,影响工
33、作效率。如何防止静电的危害,不仅涉及计算机的设计,而且与计算机房的结构和环境条件有很大的关系。在建设和管理计算机房时,分析静电对计算机的影响,研究其故障特性,找出产生静电的根源,制定减少以至消除静电的措施,始终是一个重要课题。 静电对计算机的影响静电对计算机的影响,主要体现在静电对半导体器件的影响上。可以说半导体器件对静电的敏感,也就是计算机对静电的敏感。随着计算机工业的发展,组成电子计算机的主要元件半导体器件也得到了迅速的发展。由于半导体器件的高密度、高增益,又促进了电子计算机的高速度、高密度、大容量和小型化。与此同时,也导致了半导体器件本身对静电的反应越来越敏感。静电对电子计算机的影响表现
34、有两种类型。一种是元件损害,一种是引起计算机误动作或运算错误。元件损害主要是只用于计算机的中,大规模集成电路,对双极性电路也有一定的影响。 对于早期的MOS电路,当静电带电体(通常静电电压很高)初级到MOS电路管腿时,静电带电体对其放电,使MOS电路击穿.近年来,由于MOS电路的密度高、速度快、价格低,因而得到了广泛的应用和发展。目前大多数MOS电路都具有端接保护电路,提高了抗静电的保护能力。尽管如此,再使用时,特别是在维修和更换时,同样要注意静电的影星,过高的静电电压依然会使MOS电路击穿。 静电引起的误动作或运算错误,是由静电带电休触及电子计算机时,对计算机放电,有可能使计算机逻辑元件输入
35、错误信号,引起计算机出错。严重者还会是送入计算机的计算程序紊乱。此外静电对计算机的外部设备也有明显的影响。带阴极射线管的显示设备,当受到静电干扰时,会引起图像紊乱,模糊不请。静电还将造成Modem、网卡、Fax等工作失常,打印机的走线不顺 等故障。 计算机静电故障的特点 1 计算机因静电引起的故障特点 a 静电故障出现的季节,主要是冬春干燥期,就是说静电随湿度而改变。 b 静电引起的故障偶发性多,重复性不强,一般是随机性的故障,因此,难于找出其诱发的 原因。 c 静电与计算机房采用的地板。使用的家具和工作人员的工作服有关。 d 静电致电子计算机出现错误动作时,往往是当人体或其它绝缘体与计算机设备相接触时 发生。 2 静电放电引起计算机故障的原因 a 由于电流瞬时流经机壳,对信号线,电源线产生的感应噪声。 b 由于静电产生的高压,引起机壳地,安全的电位变动,从而引起逻辑地产生的电位变动。 c 由于静电放电时的接触部分产生的电磁波给于信号的辐射噪声。9 / 9