电子产品防静电包装设计
静电对电子行业的影响在 20 世纪 60 年代以后开始普遍存在。此后 ,随着对静电非常敏感的 MOS 器件的出现 ,静电问题也出现了 , 70 年代静电问题越来越严重。到 80～90 年代 ,随着集成电路的密度越来越大 ,其二氧化硅膜的厚度越来越薄 ,承受静电电压能力越来越低 ,而且产生和积累静电的材料如塑料、橡胶的大量使用 ,使得静电影响越来越严重。近年来 ,美国电子行业因静电损坏而造成的直接损失高达每年 200亿美元 ,而潜在损失更是不可估量。
1产生静电及对电子产品的破坏原因
静电产生主要来自 4 个方面:与其他物质的接触与分离、电荷释放、接收外来电荷、物质内部电荷的位移以及偶极子取
可以看见火花。人体在干燥的季节里活动可以产生几千伏乃至数万伏 ,然而大部分敏感的电子元件仅能承受几百伏的静电压[ 1 ] 。
2 实例
下面用电子产品经常遇到的一些事例说明防静电的困难。例如:如果带有足够高电荷的电气绝缘的导体(螺丝起子)靠近有相反电势的集成电路( IC) 时 ,电荷“跨接”,引起静电放电( ESD) 。ESD 以极高的强度很迅速地发生 ,通常将产生足够的热量熔化半导体芯片的内部电路 ,在电子显微镜下的外表向外吹出的小孔 ,引起即时的和不可逆转的损坏。
3应采取的方法
目前解决上 a 和 b 的办法主要是 :使用不产生静电的包装材料( 即使用电阻较低的材料, 增加静电的耗散 , 减少静电积
累 ,从而防止静电在材料表面积累到可以危害的程度) 。操作工人要求正确穿戴防静电服装 , 地面使用导电的地板, 机器接
地 ,通过这些措施可以防止 90 %的静电。但是在操作台 , 包装机等的绝缘体上还残留 10 %的静电 , 它不能通过接地去解决 ,
目前最有效的办法是使用离子发生器 , 安装在工作区域上方,
吹出离子化空气流 ,中和在绝缘体上的任何电荷 , 离子发生器选用可根据工作区域的大小选用桌面型或过顶型。
解决上 c 、d 主要通过使用良好的防静电性能的包装材料来解决 ,例如使用防静电屏蔽材料作为电子产品的内包装, 现
在已开发了许多改良的适于各种用途的塑料复合材料,即廉价又满足防静电的功能要求。
目前的防静电包装材料分为 6 类:
a . 填充型防静电包装材料。往塑料中添加粉末状、鳞片
状或纤维状的导电填料来降低材料的电阻系数,提高材料的静
电耗散率。目前导电填料主要有 5 种系列 :金属系列、金属氧化物系列、金属化纤维系列、有机高分子系列。
镀层型防静电包装材料。采用电镀、化学镀、物理气相沉积( PVD) 、化学气相沉积(CVD) 、热喷镀(涂) 等工艺方法在高分子材料表面形成一层导电的金属镀层。
表面改进型防静电包装材料。塑料材料在进行接枝共聚时 ,先用射线对单体混合物进行辐照处理 ,可以使共聚物获得良好的防静电性能。
如近年用β射线辐照聚酰胺后再接枝到聚乙烯或聚丙烯
,用 r 射线辐照聚酰胺后再接枝上甲基丙烯酸 ,都可使他们的抗静电性能显著提高。在加热的同时用 60Co 源的 r 射线辐照下 ,用丙烯酸、丙烯酰胺 ,乙烯基 - 3 - 乙氧基硅烷及它们的混合物接枝到聚四氟乙烯上 ,制成的塑料薄膜具有明显的抗静电效果。
用电子束、激光对高分子材料进行处理 ,也可以获得优良的防静电功能。美国用电子束处理过的包装袋已上市销售 ,它可与抗静电剂型和碳黑填充型防静电材料媲美 ,而且其耐久性好 ,没有腐蚀 ,没有污染 ,性能优良。
结构型导电高分子材料。又叫本征型导电高分子材料,
这是一种新型高分子材料。它们通过自身化学结构的作用,使
其有与金属自由电子同样作用的π电子的分子结构 ,电子运动
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网购包装减量思考与应对策略
网购包装特别是电子产品的网购包装亟待思考减量化。一方面，网购包装的减量化可利用二次回收体系来减少包装材料的使用总量；另一方面，对于不能重复利用的包装材料，应考虑将其作为制造其他新的包装材料的再生材料来使用。另外，从功能设计上考量，也可使用易撕包装、免胶合包装等代替以往的多层包装结构，避免二次封箱，减少网购包装材料的浪费。随着电子产品网购包装减量化的不断探索和积极实践，相信一定可以很快创建电子产品网购的绿色包装环境。
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