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M470仪器维护技巧——防止静电放电损坏
  • 发布时间 : 2022-04-02 14:45:59
  • 浏览量:741
  1.简介

  静电放电(ESD)是生活中非常常见的现象。在它最具破坏性的时候,我们会把它看作是一场闪电风暴,而最无害的是脱掉一件毛衣时的一次电击。ESD是电子行业一直存在的一个问题,它可能会导致组件出现故障,从而产生昂贵的维修费用和仪器的停机。尽管ESD无处不在,但只要小心,它是可以预防的。本文旨在为用户提供必要的知识,以防止M470仪器的最敏感组件受到ESD损坏。


  2.静电放电

  当两个物体以不同的电位充电时,它们的电荷会趋于平衡,从而导致ESD。当电荷在两个物体之间自发且快速地转移时,就会发生ESD,而这两个物体在彼此接近时不一定要接触[1-3]。这可能会导致大电流通过敏感元件,导致它们发生故障。该故障可能发生在ESD事件之后,也可能是潜在故障。在后一种情况下,组件可能在ESD事件发生后的一段时间内按预期运行,直到最终出现故障[2]。无论何时发生故障,ESD都会显著缩短部件的使用寿命。


  3.有风险的组件
  使用M470/M370静电计(如图1所示)时应特别小心,因为这是ESD损坏风险最大的部件。为了达到最佳性能,静电计需要非常高的输入阻抗(>1015Ω)。这导致输入电路容易受到超过40 V的电势的损坏。即使在高湿度环境中,穿过地毯也会产生1500 V的电压,从而损坏静电计[2]。触摸扫描开尔文探针(SKP)的尖端也会导致这些破坏性电位通过输入电路。在任何情况下,用户都不得触摸SKP探针的尖端,尤其是当它连接到静电计时。

  即使在不使用静电计的扫描技术中,也应注意减少ESD的发生。文献中最近有证据表明,ESD会破坏亚微米扫描电化学显微镜(SECM)探针的尖端,使其无法进行测量[4]。


  4.预防方法
  有许多方法可以降低ESD事件的可能性,以确保M470/M370组件在其使用寿命内不受此类事件的影响。参考文献部分提供了更多的参考资料供阅读。
  如果用户遇到ESD时应评估:
  (1)程序。客户接触过测量探针的尖端吗?这对所有探针都有害,尤其是用于SKP和SECM的探针。客户是否恰当地存储探针和其他敏感组件?ESD敏感元件应存放在ESD保护盒或袋中(带有图2所示的符号)。
  (2)周围环境。地板铺地毯了吗?附近有旧的CRT显示器吗?房间的湿度特别低吗?工作桌面或使用者座椅是否会产生静电?上述所有情况都使ESD发生的可能性更大[5]。
  (3)实验人员。用户是否穿着合成服装?这种材料更容易产生静电,尤其是当用户脱下毛衣等合成服装,然后触摸仪器时[5]。

  虽然可以通过一系列小的改变来限制ESD事件,但当ESD特别持久时,可能需要采取更严格的方法。在这种情况下,防护选项包括但不限于:
  —在使用设备之前,使用接地防静电垫等释放积聚在身体上的任何静电。
  —如果问题是局部的,请使用ESD腕带。这些都很容易买到。
  —当问题比较普遍时,使用ESD安全实验室涂层。


  5.结论
  M470/M370仪器最有可能被ESD事件损坏的部件是静电计和探针。但是,也必须注意仪器的其他所有组件。本文提出了减少和防止ESD的措施。这些都表明,通过一些小的改变,用户可以最大限度地减少仪器因ESD损坏而停机的可能。

  参考文献
  1. J. E. Vinson, J. J. Liou, Proceedings of the IEEE 86 (1998) 399-418
  2. EOS/ESD Association, Inc. 2013, Fundamentals of Electrostatic Discharge: Part One – An Introduction, EOS/ESD Association, Inc. accessed 15 May 2018
  3. Intel 2016, Electrostatic Discharge and Electrical Overstress Guide, Intel, accessed 15 May 2018
  4. N. Nioradze, R. Chen, J. Kim, M. Shen, P. Santhosh, S. Amemiya, Analytical Chemistry 85 (2013) 6198-6202
  5. J. E. Vinson, J. J. Liou, Proceedings of the IEEE 88 (2000) 1878-1900

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