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1、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 人体静电放电的危害人体静电放电引起的危害主要有以下三个方面。 11 ESD引起元器件损坏由ESD引起的元器件的击穿损害是电子工业，特别是电子产品制造业中最普遍、最严重的静电危害。在电子产品的生产中，从元器件的预处理、插装、焊接、清洗、单板测试、总装、调试，直到包装、贮存、发送等工序，由于接触分离、摩擦、感应等作用，
2、都会使操作人员、工具、工作台面、元器件、元器件包装容器等产生静电，同时可随时对器件造成ESD损害，使这些器件内部的电路击穿成为废品。其中IC、MOS管等对静电非常敏感的元器件更要注重静电防护。 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0.150.1m，单元面积为0.30.2m2，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
3、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。12引起人体电击 当带静电人体接近接地体或人体接近带静电物体时，会发生静电放电，放电电流流过人体，使人体产生电击。 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
4、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100200PF之间，电击咸知的极限电位约为15002500V。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 引起火灾爆炸 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
5、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
6、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5001000PF。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 人体静电
7、的产生方式，主要有接触起电，感应起电和迁移吸附起电。 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2510-8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
8、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其上一种电荷（该过程会产生火花或电击，应当避免）后，人身体上便只带电者异号的电荷。 迁移起电是人体与其它带电体相接触时，带电体部分电荷移向人体使人体带电，吸附起电即悬浮的带电微粒或离子等附着于人体，使人体带电，比如，在粉体粉碎车间，粉尘飞扬，就会有很多带电粉体颗粒附着在人体上，使人体带电。
9、人体带电的规律 人活动的速度越大，则起电速率越大，饱和带电量越大，带电电位越高。这是因为人的活动速度越大，引起接触分离的机会越多的缘故。比如，同是穿塑料底鞋的人在工业橡胶地面上行走，走的快时起电可达2500V，走的慢时只有800V。 人体对地电阻越大，则人的饱和带电量越大，带电电位越高。这是因为人体对地电阻越大，静电越不容易向大地泄漏的缘故。人体对地电阻的大小，主要取决于地面和鞋袜的导电性能。比如，地面干燥时，人体对地电阻比潮湿时大，故而在干燥地面上活动的人带电，电位高于潮湿地面上活动的人。 人的服装表面电阻率越大，人的饱和带电量越大。这是由于随着服装表面电阻率增大，静电不易泄漏的缘故。比如，
10、在外界条件相同时，棉布的表面电脑经低于尼龙织物的表面电阻率，因此，尼龙织物的饱和带电量和带电电位比棉布的高。 环境（空气）的相对湿度越大，人体的饱和带电量越小。这是由于湿度增大时，在服装纤维表面形成薄薄的一层水膜，而使其表面电阻率降低于30%时，棉布工作服也可产生较高的静电电位，而相对湿度高于70%时，大多数衣料都不会积聚静电。 3人体静电放电危害的防止措施 为防止人体静电放电引起的危害，从根本上说，就是要抑制人体静电的产生，增加人体静电的泄漏，以避免发生人体放电现象。 31抑制人体静电的产生 抑制人体静电的产生，使人体活动过程中不产生或少产生静电，是防止人体静电灾害的积极措施。根据人体产生静
11、电的三种形式，首先，在易燃易爆等危险场所，为抑制人体接触起电，就要尽量减少人体活动，尽量减少人体与其它物体的摩擦，碰撞，分离等接触分离的动作。对于必不可少的动作，要尽量降低速度。工作场所，不穿塑料底鞋和胶底鞋，也不应穿化纤服装和厚毛衣，以不应在地板上无故的走动，不应在工作场所脱衣服。所穿衣服不要忘记扣钮扣。为防止感应起电，应禁止其它人员从操作人员背后走过，也不应使工作人员接近带电量大的物体。为防止迁移起电，应避免人员接触带静电量大的物体。为防止吸附起电，要保持工作场所的空气洁净，必须时采用空间降尘或吸尘措施，以免空气中的带电粉尘降落在人体上。 32增加人体静电的泄漏 尽管可以采取很多抑制静电产生的措施，但人总是要活动的，总是要与其它物体相接近或接触的，所以，静电的产生往往还是不可完全避免的。为此，就要使静电尽快从人体泄漏出去。为使人体静电向大地泄漏，作业人员可佩戴有线静电手环，并使手环可靠接地；又可在工作室内地而进行导电性处理，比如，可选用导电性橡胶和树脂板做成粘合地面，或在地面上涂刷导电性涂料，以及向地面撒水（如果允许的活）等等，在做地面静电导电性处理的同时，还应兼顾防止低压交流电触电的危险。为此，地面的电阻率一般取105108。另外，除地面导电外，鞋袜还应是导电性的。故要穿用防静电鞋袜，其电阻应小于108。以保证人体静电的泄漏，穿用防静电工作服，也是防止静电积累的有效措施。
