汽车电子行业静电防护技术

张峻铭　王艺萌　邹金城　刘斌

摘 要：在汽车电子行业发展迅速的今天，静电是造成电子器件损坏的主要原因之一。在生产过程中如果有静电产生，将会对生产和使用造成很大的影响，因此汽车电子行业的工作人员需要在工作中采取相应的措施以防止静电的产生。本文就汽车电子行业生产过程中静电产生的原因、静电的危害以及防护措施展开了详细的论述。

关键词：汽车电子 静电防护 静电危害

Electrostatic Protection Technology in Automotive Electronics Industry

Zhang Junming，Wang Yimeng，Zou Jincheng，Liu Bin

Abstract：With the rapid development of automotive electronics industry， static electricity is one of the main causes of electronic device damage. If there is static electricity in the production process， it will have a great impact on the production and use， so the staff of the automotive electronics industry need to take corresponding measures in their work to prevent the generation of static electricity. In this paper， the causes of static electricity， the harm of static electricity and the protective measures are discussed in detail.

Key words：automotive electronics， electrostatic protection， electrostatic hazards

1 引言

从公元前585年塔勒斯发现用丝绸摩擦琥珀能够吸引轻小的物体，到公元三世纪《博物志》中记载的“今人梳头、解著衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声”，人类很早之前就发现了静电并记载了下来。静电在我们的生活中随处可见，在汽车电子行业的生产过程中更是如此，随着科技的进步汽车电子化的程度成为了衡量汽车现代化发展水平的重要指标，然而在生产过程中由于静电产生的损失不计其数。本文首先分析了在生产过程中静电产生的原因，随后介绍了静电的危害，最后从防止静电产生和消除静电荷两个角度总结了静电防护的技术与措施。

2 汽车电子行业生产过程中静电产生的原因分析

2.1 静电现象

在分析静电产生的原因之前，首先需要了解一下什么是静电。所谓静电，是指由于電子在不同的物质间发生了转移，物质失去了正负电荷平衡而导致的放电现象。由于不同物质的材料构成不同，导致内部的原子核对电子的束缚能力有强弱之分，从而表现为外部静电放电的大小不一。

2.2 静电分析

在汽车电子产品生产过程中，由于复杂的作业环境，导致静电产生的原因或路径难以发现和区分。在这里我们主要将其分为两大类进行讨论分析：第一，人体衣物静电产生分析;第二，生产设备静电产生分析。

2.2.1 工作人员衣物

汽车电子行业的工作人员的工作服一般为化纤或纯棉材料制成，在工作过程中衣物与人体、工作台等摩擦就会产生0.2—10c的电荷。此时工作人员的服装表面就会产生高达7kv的静电电压，当工作人员与生产的电子器件接触时，服装所带的静电就会通过电子器件释放，目前汽车电子行业的电子器件越发趋于集成化，人体所释放的静电很可能将元器件击穿，这对电子器件来说是致命的。同时工作人员所穿的鞋子多为橡胶底，这类绝缘鞋底与地面摩擦也会产生电荷使人体带电。

2.2.2 生产设备与包装物

由于生产电子器件时需要用到包括清洗、喷漆等利用空气压缩机工作的生产设备，在工作时高速流动的空气与物体摩擦会产生大量的静电荷。同时元器件的热烘工序所使用的风箱由于空气流动与风箱摩擦也会产生大量的静电荷，对工序造成影响。当机械设备进行器件加工或电子产品生产时，其所经过的每一道生产工序都有产生静电的可能性。如在进行汽车外壳的生产时，需要经过浇铸、切割、冲压、焊接、涂装等生产步骤，在此过程中机械设备会经过高温高压和频繁摩擦的作用，从而带上大量的静电荷，如果不及时采取相关的静电防护措施，就会对机械设备或电子产品产生不利作用，从而影响企业的生产效率和经济效益。电子元器件的外包装多为聚乙烯等的高分子材料，这些材料与周围物体发生摩擦时极易带电，从而对电子器件造成损害。

2.2.3 电子器件生产过程

在汽车电子器件的生产过程中，每道工序都有可能产生静电，从而对电子器件的的生产造成危害，具体生产过程中静电危害的部位如下表1。

3 汽车电子行业生产过程中的静电危害

3.1 静电吸附

由物理学知识可知，当物体带有静电时会吸附空气中0.1微米到1微米的微小颗粒，当电子器件上的半导体零件吸附了大量的颗粒，尤其在生产车间随处可见石英、硅、玻璃等微尘，如果不及时清理就会导致半导体器件功能下降甚至失效，使得产品的安全性能及使用年限降低。如电子器件中的硅片，产生静电后会大量吸附空气中的微粒，如不及时清理硅片就会丧失功能。

3.2 静电放电

在汽车电子行业的生产过程中，生产环境及生产人员都可能携带不同程度的静电，当静电积累到一定程度后就会发生静电放电，静电放电受环境、气候等很多因素影响，具有很强的随机性。在放电的过程中瞬间高压可以达到上万伏，大多数电子器件只能承受100V的电压，静电放电产生的电压远远高于器件所能承受的电压。在汽车电子器件的生产、运输、安装、使用过程中如果发生静电放电，将直接损坏器件造成很大的损失。

3.3 静电击穿

静电击穿的划分通常会分成软击穿，硬击穿两种。软击穿可以理解为使器件的各种性能变差劲了，而硬击穿可以说是杀伤力更大一些，一次性可能使器件彻底损害，所以不难看出，软击穿下的器件仍可以工作，只是效率上大幅度下降，久而久之，迟早还是会发生硬击穿，造成器件的永久性失效，同时也可能出现燃烧，爆炸。或者说由于静电效应热效应的存在，出现器件中局部的高温热源，人体也可能受到强电击的危害，造成精神方面的过度紧张;还可能引发电磁干扰。所以说静电的产生不仅仅是危害到产品自身，也极可能危害到生产者自身的健康。因此在整个电子产品的生产过程当中，必须大力加强静电防护的相关工作。

3.4 人体静电

在汽车电子行业生产过程中，人体所产生的静电最多，人体与衣物摩擦会产生大量的静电荷，当电量积累到足够大时就会对外放电对电子器件造成损害。同时如果人体长时间在静电辐射的环境下，会产生焦虑、头痛等不良症状，人体的静电对外释放时如果静电电流过大，会使人有瞬间的刺痛感。

4 静电防护技术与措施

4.1 静电接地保护

在汽车电子器件的生产过程中，静电接地是最常用的方法。在接法上分为串联接地、并联接地、网状接地。其中最常用的是串联接地，这种接法的优点是简单且有效，缺点是存在电位差，有可能造成电位间放电。并联接地是将不同的电子设备单独的与地线相连，这种接法解决了串联接地的电位差之间放电的问题，但工程量和成本也相对提高。网状接地是将串联接地与并联接地相结合产生的方法，将电子设备连接在网状地线的交叉点上达到接地的效果。

4.2 人体静电防护

人体极易产生静电并且携带静电，因此在生产过程中人体静电防护必不可少，在生产过程中，工作人员应该按照规定佩戴各类防护用具。同时在车间入口应放置导电接地体，人员在进入生产车间之前应触摸导电体导出身体所携带的静电，在生产过程中人员应该穿戴防静电服、防静电腕带等，这些人体防护装备可以有效消除静电。想要有效防控静电企业需要制定一套完备的人员静电防护手册，安排人员对静电防护知识进行学习。

4.3 增加车间空气湿度

空气湿度是影响静电产生的重要因素，有资料显示当空气湿度低于30%时有利于静电的产生，而当空气湿度高于45%时静电不易产生静电。因此在电子器件的生产车间应该采用空调、空气加湿器等增加空气湿度的设备，这种方法不僅简单易行且成本低。将车间的空气湿度维持在60%左右可以有效降低车间静电的形成。

4.4 离子中和技术

离子中和技术是利用正负电荷之间相互吸引与排斥的原理来消除静电，最常用的是离子风机，它是利用高压电场使空气局部电离生成离子与电子对，这些离子与电子对会与带电体发生中和作用，从而消除静电。技术人员应当结合车间环境，将离子中和技术与静电接地技术相结合，最大程度上消除静电。

4.5 应用防静电材料

在汽车电子行业的生产过程中，静电的危害贯穿整个生产过程，有一部分区域对静电防护的要求非常高，这就要求设计师在进行车间设计时对这些重点区域选择合适的防静电材料，对于不同的环节和设备选择最为合适的防静电材料，可以将静电损失降到最低。比如在通风管道的内壁涂刷三聚氰胺可以有效降低空气中的静电聚集。在车间地面可以采用防静电高架地板，快速将静电导走，可以有效防止静电聚集。

4.6 提高工作人员静电防护意识

在进行设备防静电的同时，也要提高作业人员对于静电防护的知识，企业需要根据自身的实际情况制定相应的人员培训计划，不仅要让员工熟记静电防护的知识，同时也要让其认识到静电防护的意义所在，增强防护意识。如果工作人员都能按照相关规定进行工作，静电危害将会极大程度上避免。

5 结语

目前汽车电子行业蓬勃发展，生产汽车电子器件的企业越来越多，对于这种精密行业静电会直接影响电子器件的质量与精度，为企业造成损失。对于静电防护应当从源头抓起，以“防”为先以“导”为主，从生产过程中的每一道工序抓起利用现已成熟的防静电手段进行有效的静电防护，在静电防护完备的情况下生产更多的汽车电子器件，为企业创造更多的经济效益。

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