Winter is coming!靜電對電子元器件和設(shè)備的損傷在冬天更是不容忽視。生產(chǎn)線為什么會在防靜電措施投入這么大呢?就是因為被靜電打怕了!那么在實驗室我們該如何避免靜電對實驗設(shè)備的損害呢? 今天小編就來給大家做個簡單的介紹:
一、靜電是如何產(chǎn)生的呢?
l摩擦:任何兩個不同材質(zhì)的物體接觸后摩擦再進行分離,即可產(chǎn)生靜電;
l感應(yīng):對于導(dǎo)電材料而言,由于電子能在導(dǎo)電材料表面自由流動,若將其置于電場中,由于電荷同性相斥,異性相吸,正負電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移,從而產(chǎn)生靜電;
l傳導(dǎo):同樣對于導(dǎo)電材料,因電子能在它的表面自由流動,若與帶電物體進行接觸,則發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,從而產(chǎn)生靜電。
電路中開關(guān)接A時,電壓源對電容充電,模擬人體積累靜電的過程;當(dāng)開關(guān)接到B時,存儲在電容上的電荷通過電阻(等效人體電阻)向設(shè)備放電,相當(dāng)于人體觸碰設(shè)備瞬間,放電的過程會在短短數(shù)百微秒的時間內(nèi)產(chǎn)生一定大小的瞬間放電電流,進而可能會將設(shè)備內(nèi)部的器件損壞。
二、為什么儀器這么容易被靜電擊穿呢?
儀器類產(chǎn)品通常需要滿足IEC61326-1標準的電磁兼容性要求,該標準中包含了靜電抗擾度試驗,要求儀器類產(chǎn)品依據(jù)IEC61000-4-2,需滿足接觸放電4KV,空氣放電8KV的試驗等級。
1、越高頻的儀器,靜電防護能力相對越弱
示波器是一個高阻設(shè)備,極易受到外界靜電感應(yīng)而產(chǎn)生靜電,但電荷在靜電較強的場合難于泄放,就容易出現(xiàn)靜電擊穿。由于靜電防護器件的寄生參數(shù)會影響高頻信號的測量,所以高頻儀器當(dāng)中無法集成過多的靜電防護器件,從而導(dǎo)致靜電防護能力下降。
因此越高頻的儀器越需要注意靜電防護。
2、錯誤使用操作也會導(dǎo)致儀器被靜電損壞
對于示波器而言,一定要留意先接地后接信號。比如以下兩種操作都是非常危險的,一定要盡量避免。
錯誤操作1:在使用示波器測量電路板時,探針先接信號線,探頭地線后接地;
錯誤操作2:用手直接觸摸探頭針。
蘭州實驗設(shè)備
三、我們可以通過哪些措施來做靜電防護呢?
雖然儀器具備一定的防靜電能力,但如果環(huán)境靜電比標準要求更高時,儀器依然可能被靜電損壞,所以在使用儀器時的一些基本的靜電防護措施還是有必要了解的。
靜電防護主要遵循先釋放后操作的原則。
1、保持儀器接地良好
目的是將靜電泄放到大地。如果萬不得已需要浮地測量,一定要在具體操作之前先接地釋放靜電。
2、在測量之前對環(huán)境做靜電處理
條件允許的話,產(chǎn)線需要鋪防靜電地板、穿戴防靜電服、防靜電鞋等。對于高頻儀器的使用還要通過戴靜電手環(huán)將人身上的靜電直接泄放到大地,如圖3所示。
如果條件不允許,我們有個比較方便的辦法,可以在接觸儀器之前,先用手摸一下接地良好的東西,最好每隔一段時間操作一次。
3、一定要先接地,后接信號。
被測設(shè)備也會有靜電(接觸電阻小,釋放電流可能更高),因此使用示波器測量電路板,必須先接探頭地線,再接探針到信號線;若先接探針到測試點,后接探頭地,則靜電將直接通過示波器信號回路釋放,有可能擊穿示波器內(nèi)部器件,這是非常重要的操作步驟。
在很多板卡的設(shè)計中也有類似應(yīng)用,如圖4所示的PCIE板卡,時鐘信號的金手指要明顯短于其它引腳,就是為了在插卡時讓地線先接觸進行放電后,信號線后接觸就安全了。
4、盡量不要觸碰裸露的接口
對于電子設(shè)備裸露的接口,一定不要用手摸,包括示波器探頭探針也是如此。
四、總結(jié)
操作者在使用儀器時,一定要有靜電防護意識,特別是干燥的冬天,這樣才可以盡量減少靜電放電對儀器的傷害。再強調(diào)一次:特別是在北方,特別是在冬天。