靜電是一種神秘的“力量”，我們每個人都曾經(jīng)體驗過它。它可以使我們的頭發(fā)豎立起來，也可以將衣服緊貼在身上。在這些情況下，靜電只會給我們的日常生活帶來一些小小的不便，而在工業(yè)的精密舞臺上，靜電則是不可忽視的隱形對手。
緊密接觸和迅速分離。這是最常見的產(chǎn)生靜電的一種方式。兩個物體接觸時會產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移，若分離得足夠快，物體就會帶靜電。附著帶電。某種極性離子或帶電粉塵附著到與地絕緣的固體上，能使該固體帶靜電或改變其帶電狀況。物體獲得電荷的多少，取決于其對地電容及周圍的情況。人在有帶電微粒的場合活動，身體上也會帶靜電。感應(yīng)起電。在工業(yè)生產(chǎn)中，存在帶靜電的物體使附近不相連的導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。極化起電。絕緣體在靜電場內(nèi)，其內(nèi)部和表面會出現(xiàn)電荷，這是極化作用的結(jié)果。按照分子結(jié)構(gòu)的不同，可分為非極性分子極化和極性分子極化。壓電效應(yīng)起電。某些固體材料在機(jī)械力作用下會產(chǎn)生電荷。雖然壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷密度小，仍具有可引起爆炸的能量。靜電的產(chǎn)生或起電過程是復(fù)雜的，方式也是多種多樣的，有時幾種起電方式同時存在，接觸起電是產(chǎn)生靜電電荷的主要方式。在生產(chǎn)過程中，當(dāng)物體的靜電積聚到一定程度，或其電位高于周圍介質(zhì)的擊穿場強(qiáng)時，就會發(fā)生靜電放電現(xiàn)象。在大多數(shù)情況下，在家庭或辦公室周圍，靜電是無害的。然而，在工業(yè)環(huán)境中，靜電的任何積聚都具有極高的危險性。當(dāng)電荷升至不安全水平時，可能會產(chǎn)生火花。這種火花的危害取決于行業(yè)，可能造成財產(chǎn)損失和人身傷害。靜電的存在還會降低生產(chǎn)效率，導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷，并破壞公司在客戶心目中的聲譽(yù)。以下是受靜電困擾的行業(yè)，以及靜電對這些行業(yè)的影響：電子工業(yè)制造/半導(dǎo)體/自動化行業(yè)：靜電放電（ESD）可能損壞敏感的電子組件，如集成電路和半導(dǎo)體，導(dǎo)致設(shè)備故障或性能下降。食品/制藥行業(yè)：靜電可能導(dǎo)致粉末狀食品或藥品吸附在設(shè)備上，影響產(chǎn)品質(zhì)量和包裝過程。靜電放電可能引起粉末爆炸，造成安全事故。紡織行業(yè)：靜電會使紡織品容易吸附灰塵和絨毛，影響布料的外觀和質(zhì)量，影響機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。打印/印刷行業(yè)：靜電會導(dǎo)致紙張粘連，影響印刷質(zhì)量，損壞印刷設(shè)備中的電子元件。顯示器/面板行業(yè)：靜電放電會損壞顯示器的精細(xì)電路，造成顯示缺陷或完全失效。
靜電在生產(chǎn)環(huán)境中可能引發(fā)一系列不可逆轉(zhuǎn)的損害。它不僅會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和設(shè)備故障，還可能引起粉體材料在生產(chǎn)過程中的沉積，進(jìn)而堵塞管道和篩孔，造成輸送系統(tǒng)不暢。在塑料等產(chǎn)品的儲存和運(yùn)輸過程中，靜電放電現(xiàn)象會引起產(chǎn)品熔融、粘連、變色，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品分解、變質(zhì)，最終不得不報廢。此外，靜電放電還可能損害計算機(jī)、生產(chǎn)控制儀表以及安全控制系統(tǒng)中的元件，從而引發(fā)安全事故。例如，在電子元器件中，PCB如果被接觸或接近人、包裝、電纜或其他可能產(chǎn)生大電位差的物體，就可能受到靜電放電的影響。當(dāng)這種電壓差足夠大時，就會形成電流通道，產(chǎn)生一個強(qiáng)烈的電流脈沖。隨著電流脈沖的發(fā)展，會在元件和PCB電路板上的導(dǎo)體中產(chǎn)生高溫。在極端場強(qiáng)和放電電流的情況下，PCB電路板可以被損壞，元件也可以被摧毀。
企業(yè)可部署靜電檢測、靜電消除與靜電監(jiān)控系統(tǒng)在3C電子、光電以及半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中，靜電放電可能對電子元件造成嚴(yán)重的損害。一個微小的靜電火花，就可能導(dǎo)致電子元件的損壞、性能下降甚至完全失效。這不僅會影響產(chǎn)品的質(zhì)量，還會增加生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)效率。為了有效管理靜電風(fēng)險，企業(yè)普遍采用在線靜電檢測、消除設(shè)備，并配備可視化靜電監(jiān)控管理系統(tǒng)。
市場中常見的硬件靜電檢測設(shè)備，如中科飛龍自主研發(fā)、全國產(chǎn)化的MEMS在線靜電傳感器，采用先進(jìn)的微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)研制，可實時監(jiān)測生產(chǎn)環(huán)境中的靜電電壓、靜電場強(qiáng)等參數(shù)信息。與傳統(tǒng)的傳感器相比，中科飛龍的靜電傳感器系列產(chǎn)品在尺寸大小、性能參數(shù)、配套軟件和智能化系統(tǒng)等方面都具有明顯優(yōu)勢。這種靜電傳感器能夠?qū)o電防護(hù)措施的有效性進(jìn)行評估，及時發(fā)現(xiàn)潛在的靜電風(fēng)險。此外，為了進(jìn)一步消除靜電，通常會搭配使用工業(yè)靜電消除器，如離子風(fēng)機(jī)TF系列、離子風(fēng)棒PV系列等，它們通過吹送大量正負(fù)離子到設(shè)備表面以中和靜電，消除被測設(shè)備的電壓，從而達(dá)到可管控標(biāo)準(zhǔn)。
高世代線ESD實時監(jiān)控系統(tǒng)則是一個更為全面的解決方案，它通常由傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理中心、監(jiān)控界面、統(tǒng)計分析以及報警與通知系統(tǒng)組成。系統(tǒng)依托先進(jìn)的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理算法和自動化控制手段，實現(xiàn)對生產(chǎn)線靜電活動的全面監(jiān)測和精確控制。通過實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄，靜電監(jiān)控系統(tǒng)為生產(chǎn)線的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。它不僅能夠?qū)崟r顯示靜電參數(shù)，還能夠根據(jù)設(shè)定的閾值自動報警，確保靜電問題得到及時處理。目前，這樣的系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于高精度電子制造業(yè)，從而有效提升了企業(yè)的靜電防護(hù)管理水平。為了更直觀地呈現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中靜電檢測與消除的全過程，我們用靜電消測一體化演示系統(tǒng)進(jìn)行展示。該平臺搭載了中科飛龍自主研發(fā)的MEMS在線靜電傳感器，可實時進(jìn)行電壓監(jiān)測，并在電壓超標(biāo)時發(fā)出警報。所有過程數(shù)據(jù)均可在線上系統(tǒng)中查看，確保了靜電監(jiān)測的實時性、準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，充分驗證了傳感器在實際生產(chǎn)環(huán)境中的應(yīng)用價值。
綜上所述，靜電對企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的影響不容忽視，尤其是在電子、光電和半導(dǎo)體等行業(yè)。企業(yè)通過采用先進(jìn)的靜電檢測、消除和監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效降低靜電帶來的風(fēng)險，保障生產(chǎn)線的安全穩(wěn)定運(yùn)行。相信在不久的將來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，靜電防護(hù)措施將更加完善，為工業(yè)生產(chǎn)提供更加有力的保障。
