(人体静电放电的危害及防止措施.docVIP

人体静电放电的危害及防止措施 ? 随着工业生产的不断发展，特别是高分子材料工业，石油化学工业、化纤工业、电子工业、爆破器材工业及航空航天工业的不断发展，静电的危害，显得越来越突出，在众多的静电灾害中，人体静电放电引起的灾害占有相当的比重。因此，必须加强以对人体静电、放电规律的研究。 1．??????? 1．1 ESD引起元器件损坏　 另一方面，随着技术的进步，目前IC技术发展的趋势按每代芯片面积增大1.5倍，单元面积缩小1/3的规律，到2003年时将生产出1GB的DRAM，其特征尺寸为0.15～0.1μm，单元面积为0.3～0.2μm2，届时对静电更加敏感。 ESD对元器件的损害后果导致其硬击穿或软击穿。所谓硬击穿是一次性造成芯片介质击穿、烧毁等永久性失效；软击穿则是造成器件的性能劣化或参数指标下降而成为隐患，在使用时，由于器件参数变化很可能使整机运行不正常，或运行一段时间后不能工作。因此软击穿比硬击穿带来的危害更大。 如：某公司共进行了18700只MOS电路的老化试验，发现失效率很高，经分析和研究认为大部分失效是由ESD引起。于是该公司为此问题专门写了一份有改正措施的报告，并对全体有人员进行了防静电放电损伤的技术培训。器件采用防ESD包装，加强了各项防ESD损伤的措施，后来又老练了18400只同种器件，拒收率降低到原来的1/3。 1．2引起人体电击 静电放电对人体的电击通常不会形成持续性的电流，而是瞬间的脉冲电流，只在人体的极少部位流过。所以，静电电击一般不会引起痉挛抽搐和心肌颤动等生理障碍。但是，当遭到电击时，手和身体的某些部分会由于这突然刺激而不自觉地抖动、摇摆，从而引起二次伤害。比如，身体失去平衡摔倒、坠落等。此外，人在经常电击的工作备件下工作，由于精神紧张，就会发生操作错误。 就人体感知电击的极限电位与人体的静电电容有关。一般情况下，人体静电容约为100～200PF之间，电击咸知的极限电位约为1500～2500V。当人体电压升到3000V以上时，人体就会感觉到电击产生的疼痛，到5000V以上时，能看到放电时指尖发生的光。 1.3妨碍生产 人体静电放电的电大危害，就是在易燃易爆场所由静电火花引起火灾爆炸，静电火花是带电人体发生火花放电时产生的。当人体静电的电场超过周围介质（一般是空气）的击穿场强时，就会将介质击穿，同时发出火花和声响，这就是火花放电。在各种静电形式中，火花放电的能量最大。人体静电能量可按下式计策： ? W=1/2CV2 ? 式中，C为人体对地电容，V为人体对地电压。当火花放电的能量W超过周围易燃易爆物质的最小引燃能量时，就会引起火灾爆炸。 比如，甲烷、丙烷等碳氢化合物形成的可燃性混合气体的最小点火能约为0.2MJ,氢和乙炔约为0.019MJ。当人体电容为100PF时，对于最小点燃能为0.2MJ的碳氢化合物,在人体电位达到2000V时,就有着火的危险。对于氢和乙炔，人体电位大于620V就是危险区域。有时在绝缘性高的地板上行走，静电电容可能高达500～1000PF。这时，人体带电的允许极限将更小。 1986年吉林市某厂的一个反应釜发生爆炸，经分析就是人体静电放电引爆所致。当时工人们身穿容易起电的化纤衣服，在绝缘的橡胶板地面上快速走动，人体积累了较多静电，当一工人把抱料的双手伸向反应釜的投料口时，在手指与罐口之间发生火花放电，引燃了乙醇蒸气和醋酸蒸气，顿时喷出一团火花，反应釜发生爆炸。 ? 由上所述，人体静电的危害不仅是日常生活中用塑料梳子梳头时，听到的放电声，夜间脱化纤衣服时看到火花，而是由这些放电引起的一系列重大危害，它往往造成人员伤亡和财产损失。 2．人体静电的产生及其规律 接触起电是一种最普遍的起电形式。它的基本原理是物质间的电子转移，当两种物质相互接触其间距小于25Х10-8厘米时，就会发生电子转移。其中逸出功较低的物质失去电子而呈现正电位，逸出功较高的物质得到电子而呈现负电位。即在两种物质的接触面上形成“偶电层”并产生接触电位差。当该两种物质分离时，其上部分电荷回流，但仍然残留有符号相反的电荷。即产生了静电。人们在生活中，人体与物体，皮肤与衣着，鞋底与地面之间不断地产生接触——分离过程，就会产生静电。比如，穿尼龙羊毛混纺衣服，并坐在人造革面椅子上的人突然起立时，人体可带上近万伏的高压静电。 人体感应起电的基本原理是静电感应。由于人体是导体，所以当人接近已带电的物体（或人）时，人体两侧会感应出正负两种电荷。通过接触接地设备，可将其中与原带电体同号的电荷移向大地，而人体便带有另一种电荷。比如，当已带电的人在末带电的人背后走过时，会使后者背上感应出与前者异号的电荷，而手上感应出同号的电荷。当被感应的人触及接地导体而放掉