畢業(yè)論文靜電防護

1、南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文作者 學(xué)號 系部 專業(yè) 題目 指導(dǎo)教師 評閱教師 完成時間： 2015 年 4 月 10 日畢業(yè)設(shè)計(論文)中文摘要題目：淺談電子產(chǎn)品的防護措施摘要：隨著電子行業(yè)的飛速發(fā)展，大量的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的生活中，這些電子產(chǎn)品變得更加的精密，更加復(fù)雜，這也使得它們在生產(chǎn)和使用中更加容易受到各種因素的影響，伴隨著電子技術(shù)的不斷提高，由此也誕生了更加完善的電子防護措施。對電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)而言，在電子產(chǎn)品工作時，其輸出功率只占產(chǎn)品輸入功率的一部分，其損失的功率都以熱能形式散發(fā)出去，尤其是功耗較大的元器件，所以，采用有效地?zé)嵩O(shè)計方案變得尤為重要。另外，靜電防護系統(tǒng)是企業(yè)生產(chǎn)系

2、統(tǒng)的基礎(chǔ)性工程，它是產(chǎn)品高可靠性的保障。我們不單單要在設(shè)備上用到靜電防護，也要在生產(chǎn)過程中設(shè)計并嚴(yán)格按照靜電防護程序來工作。運用行之有效的防護程序，減少靜電的產(chǎn)生，降低靜電帶來的不必要的損失。本文就對熱設(shè)計、減振與緩沖、靜電防護等方面進行探討。 關(guān)鍵詞 : 熱設(shè)計；靜電防護；接地；減振與緩沖畢業(yè)設(shè)計(論文)外文摘要Title:Introduction to electronics protective measuresAbstract: With the rapid development of electronic industry, a large number of electronic

3、 products in peoples life, these electronic products become more sophisticated, more complex, which makes them in the production and use more easily affected by various factors, along with electronic technology unceasing enhancement, which also was born to be more perfect electronic protective measu

4、res. For electronic products manufacturing enterprises, in the electronic products, the output power is only part of the product in the input power, the loss of power is distributed in the form of heat, especially the larger power components, therefore, adopt effective design of geothermal is partic

5、ularly important. In addition, electrostatic protection system is the basis of the enterprise production system, it is the guarantee of the product high reliability. As production managers and engineering technical personnel, not only to the electrostatic protective design to the product, must also

6、be in the process of production to establish a set of perfect and feasible electrostatic protection system. By adopting effective means, process control and prevent electrostatic damage, minimize the loss caused by static electricity. In this paper, the design of heat, shock absorption and buffer, a

7、nd discusses the electrostatic protection, etc.keywords: Thermal design; Electrostatic protection; grounding; Damping and the buffer目錄一 引言1二 熱設(shè)計12.1 熱設(shè)計概述12.1.1 熱傳導(dǎo)12.1.2 熱對流22.1.3 熱輻射2三 減振與緩沖33.1 機械作用的分類及對電子產(chǎn)品的危害33.2 減振與緩沖的措施3四 靜電防護44.1 靜電的概念44.2 靜電的特點44.3 人體靜電的產(chǎn)生54.4 靜電的危害64.4.1 靜電對電子產(chǎn)品產(chǎn)生危害的原因74.4

8、.2 靜電對電子產(chǎn)品的損害形式74.5 靜電的防護74.5.1 消除靜電的途徑74.5.2 防止靜電的產(chǎn)生94.6靜電防護物品10結(jié)論11致謝12參考文獻12一 引言隨著電子行業(yè)的飛速發(fā)展，大量的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的生活中，這些電子產(chǎn)品變得更加的精密，更加脆弱，這也使得在生產(chǎn)和使用中這些電子產(chǎn)品更加容易受到各種因素的干擾?，F(xiàn)在，電子技術(shù)日新月異，不斷提高，因此也誕生了更加完善的電子產(chǎn)品的防護措施。本文就對熱設(shè)計、減振與緩沖、靜電防護等方面進行探討。二 熱設(shè)計2.1 熱設(shè)計概述電子產(chǎn)品的熱設(shè)計，主要是通過對發(fā)熱元件、分機、整機的散熱，或?qū)σ恍┯刑厥庖蟮漠a(chǎn)品進行加熱、恒溫等設(shè)計，使電子產(chǎn)品在規(guī)定

9、的溫度范圍內(nèi)正常工作。傳熱的基本理論是進行熱設(shè)計的基礎(chǔ)，不同的傳熱方式有不同的機理。因此，只有掌握了傳熱過程基本理論、設(shè)計方法和試驗方法，才能有效地解決電子產(chǎn)品熱設(shè)計中的各種實際問題。 伴隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子技術(shù)的很多其他領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。但是電子設(shè)備組裝的密度變得越來越高，使得電子元件向著小型化、微型化和集成技術(shù)方向發(fā)展，也使得設(shè)備的單位面積產(chǎn)生的熱量變高。為了在原本設(shè)定的條件下，生產(chǎn)出來的設(shè)備能夠正常的工作，進行有效的熱設(shè)計，使得設(shè)備中的溫度處于正常范圍是很有必要的。 熱設(shè)計就是根據(jù)電子元器件的熱特性和熱傳學(xué)的原理，采用各種結(jié)構(gòu)措施控制電子產(chǎn)品的工作溫度，使其在允許的溫度范圍之內(nèi)。

10、熱量的傳遞方式有三種，分別是：熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。2.1.1 熱傳導(dǎo)氣體導(dǎo)熱是由氣體分子不規(guī)則運動時相互碰撞的結(jié)果。金屬導(dǎo)體中的導(dǎo)熱主要靠自由電子的運動來完成。非導(dǎo)電固體中的導(dǎo)熱通過晶格結(jié)構(gòu)的振動實現(xiàn)的。液體中的導(dǎo)熱機理主要靠彈性波的作用。如圖2-1所示。圖2-1 熱傳導(dǎo)2.1.2 熱對流對流是指流體各部分之間發(fā)生相對位移時所引起的熱量傳遞過程。對流僅發(fā)生在流體中，且必然伴隨著有導(dǎo)熱現(xiàn)象。流體流過某物體表面時所發(fā)生的熱交換過程，稱為對流換熱。由流體冷熱各部分的密度不同所引起的對流稱自然對流。若流體的運動由外力(泵、風(fēng)機等)引起的，則稱為強迫對流。如圖2-2所示。圖2-2 熱對流2.1.3

11、熱輻射物體以電磁波方式傳遞能量的過程稱為熱輻射。輻射能在真空中傳遞能量，且有能量方式的轉(zhuǎn)換，即熱能轉(zhuǎn)換為輻射能及從輻射能轉(zhuǎn)換成熱能。如圖2-3所示。 圖2-3 熱輻射三 減振與緩沖3.1 機械作用的分類及對電子產(chǎn)品的危害機械作用是指電子設(shè)備在各種情況下，總是會受到諸如碰撞、撞擊等機械力的作用，一共有四種類型的機械作用：周期性振動、非周期性干擾碰撞與沖擊、離心加速度和隨機振動。電子產(chǎn)品受到這些機械作用都會被影響，尤其以振動和沖擊的影響最大，嚴(yán)重的會舍得產(chǎn)品無法正常運作。這些作用對電子產(chǎn)品造成的破壞一共有兩大類型，第一種類型是強度破壞：電子產(chǎn)品處于某一激振頻率下產(chǎn)生振幅比較大的共振，最后振動所產(chǎn)生

12、的加速度引起的應(yīng)力超過了電子產(chǎn)品所能承受的最大強度而被破壞；也可能會因為沖擊而出現(xiàn)的沖擊應(yīng)力超出了電子產(chǎn)品能夠承受的最大強度而被破壞。其二是疲勞破壞：振動和沖擊所產(chǎn)生的應(yīng)力雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到材料的極限強度，不過因為一直的振動或者總是受到?jīng)_擊而出現(xiàn)的應(yīng)力超出了材料的疲勞極限，使得其疲勞損壞。3.2 減振與緩沖的措施一般我們會采用兩種辦法來減少和防止振動以及沖擊對產(chǎn)品的影響，兩種辦法分別是：（1）從設(shè)備本身來說，加強設(shè)備的抗振動和抵抗沖擊的能力，辦法是選用合理的材料以及設(shè)計出合理的結(jié)構(gòu)； （2）在設(shè)備中加減震器，將振動和沖擊單獨隔離開，能夠降低振動和沖擊對產(chǎn)品的損壞。如圖3-1，就是常見的彈簧減震器。

13、圖3-1 彈簧減震器四 靜電防護4.1 靜電的概念靜電就是不發(fā)生運動、靜止的電荷，也可以說是當(dāng)電荷積聚在一起，處于不動的狀態(tài)的電荷，我們稱這種電荷叫做靜電。靜電一般處在物體表面，它是電能的一種表達(dá)形式，是正電荷和負(fù)電荷在局部失去平衡表現(xiàn)的一種現(xiàn)象。電荷在出現(xiàn)和消失中所發(fā)生的現(xiàn)象的總稱叫做靜電現(xiàn)象，如火花放電現(xiàn)象就是我們?nèi)粘Ｖ谐Ｒ姷撵o電現(xiàn)象。靜電是宏觀上暫時在某一個地方停留的電，它不是靜止不動的電，靜電現(xiàn)象是常見的帶電現(xiàn)象。在我們?nèi)粘Ｉ钪?，我們用梳子在理頭發(fā)的時候，常常會發(fā)現(xiàn)毛發(fā)在高壓靜電場力的作用下形成射線狀。我們在每天夜晚脫衣服的時候，也常常會發(fā)現(xiàn)一種閃光效應(yīng)和噼里啪啦的閃光聲響，這些都是

14、靜電現(xiàn)象。如圖4-1所示。圖4-1 生活中的靜電現(xiàn)象4.2 靜電的特點（1）電壓高。當(dāng)電量一定時，電容與電壓成反比，一般工藝過程中，因為電容的變化非常大，所以導(dǎo)致靜電電位會達(dá)到數(shù)千伏上萬伏；(2）能量不大。一般不會超過數(shù)豪焦耳這個值，但是少數(shù)能夠達(dá)數(shù)十豪焦耳；(3)尖端放電。導(dǎo)體尖端，曲率最大。電荷的密度比較大，所以能夠發(fā)展成火花放電以及生電暈放電；(4)感應(yīng)放電。感應(yīng)放電是通過帶電和接地體中間有導(dǎo)體，會產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象；(5) 絕緣體上靜電泄漏很慢。絕緣體的介電常數(shù)與電阻率非常大，而靜電泄露的速度取決于介電常數(shù)與電阻率的乘積，所以導(dǎo)致靜電泄露的速度非常慢，處于危險狀態(tài)的時間也比較長。4.3

15、人體靜電的產(chǎn)生日?；顒又?，人體也會產(chǎn)生靜電，其機理是人體把消耗的機械能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生靜電。我們的身體其實也是一種靜電的導(dǎo)體，當(dāng)我們與地面處于絕緣狀態(tài)時，我們與大地會成為一個電容，能夠?qū)㈦娙輧Υ?，一般它的充電電壓?0KV，但是，當(dāng)這些電荷的存儲量達(dá)到一定的數(shù)量時，遇到觸發(fā)條件就會形成放電火花，其放電的瞬間電壓千伏，功率瞬間會達(dá)到幾千瓦。如下表所示為人體做一些常見活動時所產(chǎn)生的靜電電位。人體靜電一般有兩種產(chǎn)生的途徑。(1)起步電流當(dāng)人們與地板處于絕緣時走路產(chǎn)生的靜電電流叫做起步電流，這種電流的大小與行走方式和地板材料有關(guān)系，一般情況下電流10A。如下表4-1，就是人體活動的靜電電位。表4-1

16、人體活動中的靜電電位人體活動靜電電位/kV10%20%RH65%90%RH人在地毯上走動3515人在乙烯樹脂地板上行走120.25人在工作臺上操作60.1包工具說明書的乙烯樹脂封皮70.6從工作臺上拿起普通聚乙烯袋201.2從墊有聚氨基甲酸泡沫的工作椅上站起來181.5（2） 摩擦帶電及其他帶電在我們?nèi)粘Ｉ钪?，人體會與許多物體產(chǎn)生摩擦，例如衣服、手套等。同時，我們所穿的衣帽鞋子也會與其他無物體之間產(chǎn)生摩擦。此外，當(dāng)我們接近一些帶電的東西時，也會引起一些帶電顆粒的吸附，同時會產(chǎn)生出符號相反，大小相同的電荷。以上訴說的都是可能讓人體產(chǎn)生靜電電荷的原因，然后通過靜電感應(yīng)以及傳導(dǎo)產(chǎn)生靜電。（3）人體

17、靜電電位與靜電感應(yīng)度的關(guān)系當(dāng)人體中存在靜電后會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，并且會對人體產(chǎn)生一定的影響，這些影響稱為靜電感應(yīng)度。不同靜電壓放電過程中人體的電擊程度如下表4-2所示。表4-2 人對電擊的感應(yīng)度人體電位（kV）電擊感應(yīng)度1.0無感覺2.0手指外側(cè)有感覺，發(fā)出微弱的放電聲2.5有針刺的感覺，但不疼4.0有針深刺的感覺，手指微疼，見到放電微光6.0手指感到劇疼，手腕感到沉重10.0手腕感到劇疼，手感到麻木12.0手指劇麻，整個手感到被強烈電擊4.4 靜電的危害微小的靜電放電能引起氣體爆炸，造成的電擊會使人產(chǎn)生麻的感覺或給人以強烈打擊，極高壓的靜電會使人致命。下面就是一些靜電的危害的例子:(1)印刷紙張

18、間的摩擦起電，給印刷帶來麻煩紙張粘頁；潮濕的空氣可使靜電很快消失。(2)人造纖維服裝，穿不了多大功夫就會蒙上一層灰塵，旋轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇葉片沒多久就有一層厚厚的塵埃，這是由于靜電吸引塵埃的緣故。(3)人在地毯上行走，與地毯摩擦可產(chǎn)生1萬多伏高壓，當(dāng)用手拉金屬門手時會遭電擊，可在地毯中夾入不銹鋼絲將靜電導(dǎo)入地下，效果很好。(4)飛機在飛行過程，油罐車在運輸過程中由于與空氣摩擦?xí)a(chǎn)生靜電。當(dāng)飛機降落時，靜電會擊傷地勤人員；油罐車的靜電積累到一定程度，放電會產(chǎn)生電火花，引起爆炸。油罐車靠拖在地上的鐵鏈，飛機靠機輪上的搭地線把靜電導(dǎo)入地下。4.4.1 靜電對電子產(chǎn)品產(chǎn)生危害的原因（1）隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電

19、子元器件變得小型化、高密集度的方向發(fā)展，由此也使得導(dǎo)線間的間距變小，導(dǎo)致耐擊穿電壓也變低（一般可擊穿電壓20V）。（2）電子元器件的擊穿電壓閾值遠(yuǎn)小于其在生產(chǎn)和使用階段產(chǎn)生的靜電電壓，所以電子元器件很容易被損壞，致使產(chǎn)品性能下降。4.4.2 靜電對電子產(chǎn)品的損害形式吸引或排斥、與大地有電位差、或產(chǎn)生放電電流是靜電的特點。這些特點對電子元件的損害形式如下。（1）靜電會降低電子元器件的使用壽命，減少器件的絕緣電阻，其原因是因為靜電會吸附空氣中的塵埃。（縮短壽命）（2）靜電放電會破壞元器件，使得元器件受損而不能正常工作（完全破壞）。（3）靜電的電場放電會放出熱，導(dǎo)致元器件受到破壞（潛在損傷）。（4）

20、靜電放電的時候會產(chǎn)生幅度較大的電磁場，它的頻譜非常寬，會對元器件造成較大的損傷（電磁干擾）。4.5 靜電的防護靜電防護的是為了在生產(chǎn)過程中，通過一系列的方法防止靜電的產(chǎn)生，將靜電對元器件的危害降到最低，使得元器件不會因為靜電的原因而受到不必要的減產(chǎn)。防止靜電本質(zhì)上是為了防止靜電放電的現(xiàn)象發(fā)生，防止靜電放電可以從消除靜電和控制靜電產(chǎn)生這兩個方面入手。消除靜電的方法本質(zhì)上時從加快靜電的泄露與中和入手的；控制靜電的產(chǎn)生一般是從材料和工藝兩方面入手。為了到達(dá)靜電防護應(yīng)有的效果，我們必須將這兩方面同時運用。4.5.1 消除靜電的途徑 靜電會對元器件造成傷害，但是它是可以被消除的，我們可以通過多種途徑消除

21、靜電，避免元器件受到傷害。 （1）要消除靜電我們就要明白靜電防護的基本思路： 首先我們要明白哪里會產(chǎn)生靜電，然后在那些地方防止靜電的產(chǎn)生，可以采用邊生產(chǎn)邊放電的方法來降低、消除靜電放電的出現(xiàn)。 對于那些已經(jīng)聚集在一起的電荷，我們應(yīng)當(dāng)將其清除，一般有兩種情況：1當(dāng)帶電物體是絕緣體時，我們不能使其中的電荷泄露掉，因為物體中的電荷無法運動，可以用靜電消除器來消除其中的靜電。2當(dāng)導(dǎo)體帶電時，我們就不需要像絕緣體那么處理了，只需要將其中的電荷泄露掉就可以消除靜電了。 (2) 靜電的控制技術(shù)實在無法將積聚的電荷消除掉時，運用多種方法結(jié)合起來將靜電控制在可以接受的范圍內(nèi)。工藝控制法是在生產(chǎn)中控制靜電的產(chǎn)生，

22、從生產(chǎn)中使用的材料和生產(chǎn)的工藝以及生產(chǎn)中的防護措施等幾方面控制靜電的產(chǎn)生，從而減少靜電放電現(xiàn)象的出現(xiàn)，降低生產(chǎn)中受到的危害。泄露法是通過將電荷泄露的方法減少靜電的產(chǎn)生。常用的方法是接地，通過與大地的接觸，使電荷流向大地，將靜電泄露掉。 靜電屏蔽法有兩種方式，分別是內(nèi)場屏蔽和外場屏蔽。內(nèi)場屏蔽是通過屏蔽罩接地的方式將帶電體和其他物體分開：而外場屏蔽的通過屏蔽罩接地的方式將被隔離物包圍起來，使得其不被與其他的物體干擾。復(fù)合中和法及其它是通過復(fù)合中和的辦法來消除靜電，一般會用靜電消除器來消除靜電，使得靜電放電的可能性降低，從而達(dá)到靜電防護的目的。（3）減小和消除靜電的措施1)接地。地板和工作臺、凳子

23、、桌面、桌墊等合理地接地。人體接地。工具（電烙鐵、臺架、吸錫器等）。設(shè)備、儀器接地。管路、運輸傳送設(shè)施、裝罐設(shè)備、存儲設(shè)備（設(shè)備）接地。2)增濕使用各種事宜的加濕器、噴霧裝置。采用通過灑水以及濕潤的抹布擦拭地面等方法來增加帶電體附近以及環(huán)境的濕度。盡可能的選取吸濕性的材料。3)中和。為了消除車間、設(shè)備、元器件以及人體自帶的靜電，要求針對不同的環(huán)境選用合適的靜電消除器。4)摻雜運用噴、涂等工藝在非導(dǎo)體物體的表面增加一層保護膜，提高其電導(dǎo)率，使得靜電泄露的速度加快。針對塑料、橡膠等非導(dǎo)體材料，我們可以在其中加入炭黑粉、金銅粉末等物質(zhì)來提高其電導(dǎo)率。將導(dǎo)電性合成纖維加入毛線等織物中，提高它們的抗靜電

24、的能力。將化學(xué)藥品加入汽油等容易出現(xiàn)靜電的液體中，提高它們的電導(dǎo)率。4.5.2 防止靜電的產(chǎn)生（1）控制靜電的生成環(huán)境1)濕度控制，在合理的情況下，盡可能的增加環(huán)境的濕度，減少靜電的產(chǎn)生。2)溫度控制，在生產(chǎn)或者材料、人員不受到影響的情況下，降低環(huán)境的溫度以及物體的接觸溫度，減少靜電的產(chǎn)生。3)塵?？刂疲瑴p少材料對塵埃的吸附，減少靜電的產(chǎn)生。4)工作中的用具一般要由防靜電材料制作而成，并且都要求接地 5)對靜電特別敏感的產(chǎn)品的一切活動都要求在采用靜電防護措施，確保其不會被靜電破壞。 6)噴射、流動、運輸、纏繞和分離速度都要求被控制在合理的范圍內(nèi)。（2）防止人體帶電。1)佩戴防靜電腕帶。2)穿戴

25、防靜電衣帽。3)穿戴防靜電鞋襪、腳鏈。4)佩戴防靜電手套、指套。5)靜止工作人員在車間做出與工作無關(guān)的事情，造成不必要的損失。 6)進行離子風(fēng)浴。（3）材料選用要求。1)應(yīng)該合理的擺放那些必須和有可能發(fā)生接觸分離的材料的位置，靜電序列表上位次應(yīng)該盡可能的接近。2)確保材料表面干凈、平滑。 3)使用靜電導(dǎo)體材料和低電阻耗散材料。（4）工藝控制措施1)制定并且嚴(yán)格按照防靜電程序工作。2)使用防靜電周轉(zhuǎn)、運輸盤、運輸盒、運輸箱及其他容3)使用電烙鐵、吸錫器等防靜電的工具。4)采用防靜電包裝5)針對那些有靜電燃燒、爆炸的液體材料設(shè)置合適的靜止時間。6)合理的減少物體與物體間的接觸壓力、時間面積，并控制其運行速