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信息工程中的静电防护

发布日期:2018-02-04

随着我国信息产业的高速发展,信息工程已渗透到邮电通信、广播电视、金融、交通、航空航天、国防、能源、气象、商业、办公自动化等各个领域。在信息工程中静电放电( ESD - Electro static discharge )对敏感电子元件的损伤,影响了工程的可靠性,从而给信息工程提出了新的课题 ―― 静电防护。国家对此十分重视,近年来制订了控制静电危害的各类标准,其中有 GB50174 - 93 强制性标准。一、信息工程中静电危害及故障特点
    在信息工程中大规模、超大规模集成电路大量应用于各类整机,如:大、中、小型计算机主机及终端设备、程控电话交换设备、移动通信设备、卫星通信设备、数据传输设备、广播发射接收设备、自动控制设备等。因使用的微电子元器件高密度、大容量、小型化和超小型化,对静电特别敏感。静电放电可使敏感器件损坏造成击穿或半击穿 ; 计算机误动作或运算错误,穿孔机穿孔不良,打印机走纸堵塞;使交换设备用户板、中继板、控制板出现故障引起通讯杂音或通讯中断;使广播接收设备图象不清;使自动控制设备失控;也可引起运载火箭发射故障。静电造成的故障特点如下:
1 、静电故障与环境湿度有关。出现的季节:在南方主要是冬春干燥季节,湿度有时在 20 - 30 %;在西北方地区,四季都有可能出现。
2 、静电引起的故障偶发性多,重复性不强,一般是随机性故障。因此,难于找出其诱发原因。
3 、静电与设备安装环境,采用的地面材料,终端设备的工作台及工作人员的工作服、鞋有关。
4 、静电致使计算机误动作时,往往是人体或其它绝缘体与计算机设备触时发生。
5 、静电使交换设备出现故障是在清洁检修时由于人体步行带电,用手触摸电路板放电将板损伤。
6 、静电力学作用使灰尘粘附,污染产品和使用环境;使产品质量下降,设备使用寿命降低。
二、信息工程中生产和使用环境防静电措施
    根据国家有关标准如计算机场地技术要求 GB2887 - 82 《电子计算机机房设计规范》 GB50174 - 93 《电子计算机机房施工规范》等标准的要求,积多年施工中反映的问题,笔者认为信息工程中应注意以下几点:
1. 正确进行防静电环境设计
    信息工程中生产环境防静电设计是消除静电危害最主要的措施之一,是非常关键的问题。例如:某集成电路厂基建投资几千万,因防静电措施在设计上未作考虑而造成工程返工;某程控电话生产工厂,投资很大,因防静电措施未采用,而造成整机质量下降。故信息工程中环境设计不伦新厂基建还是老厂改造,都应作为一重要问题,把它列入工程项目的内容,从工艺设备、空调、内装修设计中采取措施。分别对微电子工厂、整机厂、各类计算机房、程控电话机房、智能大厦、通迅机房采取不同的防静电措施,设计的依据如下:
1 )确定微电子器件绝缘膜耐静电击穿电压。
2 )确定整机选用的敏感器件耐静电击穿电压。
3 )确定工程中选用的设备耐静电性能。
2 .正确选用防静电地面材料。
    一个较好的防静电生产环境 , 地面显得特别重要,选择时要考虑到防静电地板的系统电阻值上下限,既要有导静电性能,又要保证操作人员的安全,在施工前应测定地板材料的表面电阻和体积电阻。在施工完成后和使用阶段,还要定期监测。在八五期间,国内主要使用的第一代地面材料有橡胶、 PVC 塑料等防静电制品,因存在老化、收缩、不耐磨及抗污能力差(导电碳黑脱落)、防火性能不佳(自熄)的缺陷,第二代产品有复合防静电地面材料,抗老化、耐磨、抗污能力、耐火性能有所提高,但有些防潮、防火、安装效果仍欠佳。目前国内最新防静电地面材料为全钢防静电地板、网孔式防静电地板等,该材料较第一、二代产品有新的突破,故抗静电性能稳定、耐久、几何尺寸精度高,具有耐磨、耐腐、耐老化、防火抗压、强度高等特点。其各类技术指标大大超过第一、二代防静电制品的性能。
    除了在生产环境直接铺设防静电地面材料外,在计算机机房和程控电话内电缆走线较多和下部送风冷却设备,故采用防静电活动地板。据几个大型机房的测试,一些机房地面统电阻值在 1012Ω 以上,成了静电的发生源,故在机房选用活动地板时要考虑地板的各项技术指标:
1 )能否满足整机防静电要求,抗静电能否持久,确保系统电阻值在 106 - 109Ω 范围内;
2 )机械性能是否符合国家标准;
3 )能否满足机器维修方面的要求;
4 )能否满足设备扩容及更新换代的要求;
5 )是否合理。活动地板要处理好地线问题,保证接地良好,严格施工管理,铺设完成后应测定各项静电参数。
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