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静电的产生与消除

大西洋仪器网  2016-08-17 10:37   点击 713

●静电产生原理

物质因摩擦等原因而导致正负电荷失衡、电子极性偏向一方的现象称为“带电”。在干燥的冬天,用手接触汽车车门时有时会听到噼啪的声响——这就是静电。物质均有原子组成,原子有若干带负电的电子和带正电的原子核组成,电子环绕于原子核周围,这些电子就是静电的原形。

导电体与绝缘体

导电体:容易通电的物质——铁、铜、铝、碳等由于导电体的电子可以自由运动,因此带电的导电体接地后便会变为0V

绝缘体:难以通电的物质——塑料、橡胶、玻璃等由于电子难以自由移动,因此带电的绝缘体即使在接地后也不会变为0V。可能会因场所不同而导致带电量存在差异或极性不同,其带电分布不规则。

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※接触带电——两个物体相互接触而带电

(1)摩擦带电:两个物体相互接触,接触面会因相互摩擦而带电

(2)剥离带电:接触带电的一种,在进行剥离动作时,由于产生带电现象,因此有时被称为“剥离带电”。剥离速度越快,带电量越大。

(3)滚动带电:接触带电的一种。因旋转体(如胶卷、滚筒等)在其他物体上滚动而带电。(反复的接触和剥离)

(4)喷射带电:因高压气体或液体在喷射时与喷嘴等物体发生摩擦而带电。

※感应带电——未发生接触便带电

(1)将带电物体靠近导电体(金属等)后,导电体上接近带电物体的部分会聚集与带电物体不同种类的电荷,远离带电物体的部分会聚集与带电物体相同种类的电荷——这一现象称为“静电感应”。

(2)将带正电的带电物体靠近导电体(非接地状态)后,导电体接近带电物体的一面会出现负电荷,其反面会出现正电荷。接着,将接近导电体的带电物体移开后,导电体的电荷便会恢复原状。

(3)在带正电的带电物体接近导电体的状态下, 如将导电体接地的话,电荷便会发生中和。在断开导电体的接地后,一旦导电体离开带电物体的话,负电荷便会残留下来,导电体会变为负电荷的状态。

※静电电量

决定带电量(静电)的主要因素以及所产生静电的大小会因下列环境变化而异:接触面积、压力、摩擦、温度、湿度。面积越大产生的静电量就越大;压力越高,产生的静电量就越大;摩擦越大,产生的静电量就越大;相对于温度来说,变化不大,不过温度越高,电阻值就越小;湿度越高,产生的静电量就越小。

●静电破坏

即使工件没有带电,如果带电物体接近导电体的话,导电体可能会因静电感应导致内部出现极化,并产生放电现象。

随着近来的零件小型化和半导体高集成化趋势,因静电放电(ESD)而引起的电路或器件的静电破坏已成为一大问题。众所周知,MOS结构的IC\FET及高频器件等产品对静电非常敏感,容易受到静电破坏。

半导体的静电破坏模式大致分为以下三种:人体带电模式、器件带电模式和机器模式。

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※人体带电模式--------人体所带电荷接触到器件端子时放电的模式(未穿着防静电腕带、导电鞋、直接用手接触端子等)

※器件带电模式--------器件的导体部分(芯片、电线、引线框等)带静电、器

件端子接触到设备或工具夹具时放电的模式(IC的自动装配机的搬运部发生摩擦带电等)

※机器模式-------金属装置所带的电荷接触到器件端子时放电的模式(设备或机器人的带电、接地不充分电烙铁的电源泄漏等)

●静电消除

带电物质相互接近后,会如同磁铁的两个极一样,同性相斥,异性相吸,因此会出现产品吸附灰尘的现象。带电量越大,距离越近,相互间的吸引力就越强。

※对于机械或人体等导电体而言,去除静电措施有:接地、防静电腕带、导电鞋等非常有效,另外,可以使用导电台垫来除去作业台的静电。

(1)防静电腕带:为了确保作业人员的人体带电电位始终处于较低水平,可以使用人体接地用的防静电带。

(2) 导电鞋: 鞋底为构成均一的合成橡胶,具有塑料性,

且整体均匀的混入了导电性物质,因此可以防止带静电,电阻值最好处于100K-10G。

(3) 防静电台垫:在电子设备的组装工序中,为了防止因作业台附带静电而导致损坏,必须铺设防静电台垫。

(4) 防静电工作服:通过按一定间隔(5-25mm)交织导电性纤维,可以发挥防静电的功能。

(5) 防静电手套及指套采用了含有炭黑的天然橡胶和防静电剂的合成橡胶,防止徒手作业时因人体分泌皮脂或汗水导致工件伤。

※对于接地无效的绝缘体而言,去除静电措施有:可以使用防静电喷剂、或通过湿度控制来防止带静电、或是使用利用离子来中和静电的静电消除器。

工件由于工件本身带电量很大,因此会吸附带电灰尘,另外,不带电的灰尘有时也会因出现极化而被吸附。灰尘带电后,会因静电感应吸附即使接地也不会改变,因此需要去除灰尘的静电。

(1)如果用一般的空气枪去清除:虽然清除了垃圾但依然会带静电;会再次吸附灰尘。

(2)静电消除器是通过向对象物体吹送正电荷及负电荷的离子风来中和对象物体的带电状态的一种装置。

静电消除器对放电针加高压,从而引起电晕放电(电晕放电是指两个导体之间产生局部高电压时,因空气绝缘遭到破坏而产生的伴有蓝紫色辉光的放电现象),对放电针附件的空气发生电离,并产生带电离子。

对于吹风、充填灌装等需要严格管理颗粒的地方使用静电消除器的情况,气源的洁净度要求比较高,一般来讲油水分离和调节空气压力都是必不可少的,必须经过:

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来源:大西洋仪器网    编辑:jiang
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