静电是一种神秘的“力量”,我们每个人都曾经体验过它。它可以使我们的头发竖立起来,也可以将衣服紧贴在身上。在这些情况下,静电只会给我们的日常生活带来一些小小的不便,而在工业的精密舞台上,静电则是不可忽视的隐形对手。
紧密接触和迅速分离。这是最常见的产生静电的一种方式。两个物体接触时会产生电荷转移,若分离得足够快,物体就会带静电。附着带电。某种极性离子或带电粉尘附着到与地绝缘的固体上,能使该固体带静电或改变其带电状况。物体获得电荷的多少,取决于其对地电容及周围的情况。人在有带电微粒的场合活动,身体上也会带静电。感应起电。在工业生产中,存在带静电的物体使附近不相连的导体带电的现象。极化起电。绝缘体在静电场内,其内部和表面会出现电荷,这是极化作用的结果。按照分子结构的不同,可分为非极性分子极化和极性分子极化。压电效应起电。某些固体材料在机械力作用下会产生电荷。虽然压电效应产生的电荷密度小,仍具有可引起爆炸的能量。静电的产生或起电过程是复杂的,方式也是多种多样的,有时几种起电方式同时存在,接触起电是产生静电电荷的主要方式。在生产过程中,当物体的静电积聚到一定程度,或其电位高于周围介质的击穿场强时,就会发生静电放电现象。在大多数情况下,在家庭或办公室周围,静电是无害的。然而,在工业环境中,静电的任何积聚都具有极高的危险性。当电荷升至不安全水平时,可能会产生火花。这种火花的危害取决于行业,可能造成财产损失和人身伤害。静电的存在还会降低生产效率,导致产品缺陷,并破坏公司在客户心目中的声誉。以下是受静电困扰的行业,以及静电对这些行业的影响:电子工业制造/半导体/自动化行业:静电放电(ESD)可能损坏敏感的电子组件,如集成电路和半导体,导致设备故障或性能下降。食品/制药行业:静电可能导致粉末状食品或药品吸附在设备上,影响产品质量和包装过程。静电放电可能引起粉末爆炸,造成安全事故。纺织行业:静电会使纺织品容易吸附灰尘和绒毛,影响布料的外观和质量,影响机器的正常运转。打印/印刷行业:静电会导致纸张粘连,影响印刷质量,损坏印刷设备中的电子元件。显示器/面板行业:静电放电会损坏显示器的精细电路,造成显示缺陷或完全失效。
静电在生产环境中可能引发一系列不可逆转的损害。它不仅会导致数据丢失和设备故障,还可能引起粉体材料在生产过程中的沉积,进而堵塞管道和筛孔,造成输送系统不畅。在塑料等产品的储存和运输过程中,静电放电现象会引起产品熔融、粘连、变色,甚至导致产品分解、变质,最终不得不报废。此外,静电放电还可能损害计算机、生产控制仪表以及安全控制系统中的元件,从而引发安全事故。例如,在电子元器件中,PCB如果被接触或接近人、包装、电缆或其他可能产生大电位差的物体,就可能受到静电放电的影响。当这种电压差足够大时,就会形成电流通道,产生一个强烈的电流脉冲。随着电流脉冲的发展,会在元件和PCB电路板上的导体中产生高温。在极端场强和放电电流的情况下,PCB电路板可以被损坏,元件也可以被摧毁。
在3C电子、光电以及半导体生产过程中,静电放电可能对电子元件造成严重的损害。一个微小的静电火花,就可能导致电子元件的损坏、性能下降甚至完全失效。这不仅会影响产品的质量,还会增加生产成本,降低生产效率。为了有效管理静电风险,企业普遍采用在线静电检测、消除设备,并配备可视化静电监控管理系统。
市场中常见的硬件静电检测设备,如中科飞龙自主研发、全国产化的MEMS在线静电传感器,采用先进的微机电系统技术研制,可实时监测生产环境中的静电电压、静电场强等参数信息。与传统的传感器相比,中科飞龙的静电传感器系列产品在尺寸大小、性能参数、配套软件和智能化系统等方面都具有明显优势。这种静电传感器能够对静电防护措施的有效性进行评估,及时发现潜在的静电风险。此外,为了进一步消除静电,通常会搭配使用工业静电消除器,如离子风机TF系列、离子风棒PV系列等,它们通过吹送大量正负离子到设备表面以中和静电,消除被测设备的电压,从而达到可管控标准。


高世代线ESD实时监控系统则是一个更为全面的解决方案,它通常由传感器网络、数据处理中心、监控界面、统计分析以及报警与通知系统组成。系统依托先进的传感器技术、数据处理算法和自动化控制手段,实现对生产线静电活动的全面监测和精确控制。通过实时监控和数据记录,静电监控系统为生产线的安全稳定运行提供了有力保障。它不仅能够实时显示静电参数,还能够根据设定的阈值自动报警,确保静电问题得到及时处理。目前,这样的系统已广泛应用于高精度电子制造业,从而有效提升了企业的静电防护管理水平。为了更直观地呈现企业现场环境中静电检测与消除的全过程,我们用静电消测一体化演示系统进行展示。该平台搭载了中科飞龙自主研发的MEMS在线静电传感器,可实时进行电压监测,并在电压超标时发出警报。所有过程数据均可在线上系统中查看,确保了静电监测的实时性、准确性与稳定性,充分验证了传感器在实际生产环境中的应用价值。
综上所述,静电对企业生产环境的影响不容忽视,尤其是在电子、光电和半导体等行业。企业通过采用先进的静电检测、消除和监控系统,可以有效降低静电带来的风险,保障生产线的安全稳定运行。相信在不久的将来,随着技术的不断进步,静电防护措施将更加完善,为工业生产提供更加有力的保障。