靜電防護(hù)培訓(xùn)教材[教學(xué)]

1、靜靜 電電 防防 護(hù)護(hù) 一、什么是靜電 靜電的基礎(chǔ)知識 靜電(electrostatic，static electricity) 通俗地來說，靜電就是靜止不動的電荷。它一般存 在于物體的表面。是正負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡 的結(jié)果。靜電是通過電子或離子轉(zhuǎn)移而形成的。靜電 可由物質(zhì)的接觸和分離、靜電感應(yīng)、介質(zhì)極化和帶電 微粒的附著等物理過程而產(chǎn)生。 傷害結(jié)果： 突發(fā)性失效10%零件突然失效 潛在性失效90零件電參數(shù)微變，使用 壽命變短。難以檢測，危害性更大 一般來說，靜電只有在發(fā)生靜電放電時，才會 對元器件造成傷害和損傷。 靜電傷害的形式： 靜電吸附灰塵，降低元器件絕緣電阻（縮短壽命）。 靜電放

2、電（esd）破壞，造成電子元件失效。 靜電放電產(chǎn)生的電磁場對電子產(chǎn)器造成電磁干擾。 二、什么是靜 電放電 靜電放電（electrostatic discharge，esd） 處于不同靜電電位的兩個物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移就 是靜電放電。這種轉(zhuǎn)移的方式有多種，如接觸放電、空 氣放電。 靜電放電的特點(diǎn)： 高電壓幾百伏幾萬伏 持續(xù)時間短（幾百納妙） 低能量幾十幾百微焦耳 快速的電流上升時間幾十納秒 人體電位（kv）電擊感度 1.0沒有感覺 2.0手指外側(cè)有感覺，但不疼痛 2.5有針刺感、哆嗦感、但不疼痛 4.0有較強(qiáng)針刺感，手微疼痛；光 暗時能見到放電微光 5.0從手掌到腕部感到疼痛 6.0手指感到劇

3、痛，腕部有強(qiáng)烈的 電擊感 7.0手指、手掌劇痛，有麻木感 靜電放電的主觀感受 三、靜電的產(chǎn) 生 靜電產(chǎn)生的方式有很多，如接觸、摩擦、沖流、冷 凍、電解、壓電、溫差等，但主要是兩種形式，即 摩擦產(chǎn)生靜電-受材料性質(zhì)、濕度、接觸面積、接觸 壓力、分離速度、表面潔凈度等因素影響 感應(yīng)產(chǎn)生靜電 摩擦生電感應(yīng)生電 + + + _ _ _ _ _ _ 序 號 材料序號材料序號材料 正電荷方向正電荷方向 8羊毛16硬橡皮 1空氣9絲綢17鑷、銅 2人的手10鋁18黃銅、銀 3兔毛11紙19聚酯人造纖維 4玻璃12棉布20聚乙烯 5云母13鋼21聚丙烯 6頭發(fā)14木材22聚氯乙烯(pvc) 7尼龍15琥珀負(fù)電

4、荷方向負(fù)電荷方向 常見物體帶電順序 四、與靜電相關(guān)的幾個物理量 靜電荷 存在的剩余電荷 庫侖定律 f=kq1q2(r2) 靜電壓 帶靜電電荷物體之間或它們與大地之間的 電勢差。 靜電壓 v=q/c=q*d/(a*) q電荷量 c電容量 d等效平板電容器兩板之間的距離 a等效平板電容器的面積 兩板間物質(zhì)的介電常數(shù) 環(huán)境的濕度和空氣中離子的密度也直接影響靜電 產(chǎn)生的大小。 100 1000 1500 810v 走 坐 腳抬起 1550v（站起） 腳放下 1400v 坐下 動作 5kv/s 3.8kv/s 3.2kv/s v 人在不同動作時的靜電壓變化 序號器件取向16腳dip （塑料） 18腳di

5、p （塑料） 24腳dip （塑料） 24腳dip （陶瓷） 40腳dip （陶瓷） a器件平放 管腳朝上 2.93.67.12852 b器件平放 管腳朝下 2.02.38.63.66.6 c傾斜45 管腳朝下 1.41.62.02.02.8 雙列直插封裝器件在不同取向時的電容值(pf) 五、 靜電放電的幾 種模式 人體放電模式hbm（human body model) 機(jī)器放電模式mm（machine model) 充電器件放電模式cdm (charged-device model) 生產(chǎn)中的靜電防護(hù) 一、 靜電的主要來源： 人體靜電 儀器和設(shè)備的靜電 元器件本身的靜電 其它靜電如元件的制造

6、、搬運(yùn)、儲存、測量等 靜電的安全泄放電流：小于5毫安 器件類型實(shí)例靜電敏感度(單位kv) mosfet3co、3do系列0.1-0.2 jfet3ct系列0.14-1.0 gaas fet0.1-0.3 cmosco00、cd400系列0.25-2.0 hmos6800系列0.05-0.5 e/d mos z80系列0.2-1.0 vmos0.03-1.8 ecl電路eooo系列0.3-2.5 scl(可控硅)0.68-1.0 s-ttl54s、74s系列0.3-2.5 dtl7400、5400系列0.38-7.0 石英及壓電晶體10.0 一些器件的靜電敏感度 靜電敏感度介于01999v的元件

7、 為1級 靜電敏感度介于20003999v的元件為2級 靜電敏感度介于介于400015999v的元件為3級 二、 靜電的防護(hù)方法： 基本思路： 1、控制靜電產(chǎn)生 2、產(chǎn)生的靜電安全泄放 主要方法： 工藝控制法防止靜電產(chǎn)生 泄漏法安全泄放靜電 靜電屏蔽法避免電磁干擾 復(fù)合中和法異性離子中和靜電 整潔措施避免尖端放電 靜電防護(hù)標(biāo)識 等級防護(hù)區(qū)的靜電電位最高限值 1100v 2500v 31000v 靜電防護(hù)等級 三、 靜電防護(hù)材料、設(shè)備： 導(dǎo)電材料： 表面電阻率（表面阻抗）小于1105歐姆或體電阻 率小于1104歐姆/厘米 耗散材料： 表面電阻率大于或等于1105而小于11012歐姆， 或體電阻率

8、大于或等于1104而小于11011歐姆/厘 米的材料。 屏蔽材料： 表面電阻率小于1104歐姆或體電阻系數(shù)小于 1103歐姆/厘米 絕緣材料： 表面電阻率大于11012歐姆或體電阻率大于 11011歐姆/厘米 表面電阻率：該參數(shù)用于厚度一定的薄膜材料，其定 義為表面上單位長度的直流壓降與單位寬度流過電流 之比。它指正方形兩對邊之間的阻值，只要面積遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于薄膜厚度，則該阻值與正方形的大小無關(guān)。表面 電阻率的單位是歐姆。 體電阻率：指某材料單位厚度上的直流壓降與單位面積 上通過 的電流之比。體電阻系數(shù)是材料的基本參數(shù)之 一，表示其導(dǎo)電性能，單位為歐姆/厘米。 1、人體防靜電材料 防靜電衣、帽：

9、表面阻抗106 109 防靜電腕帶： 電阻106 10% 防靜電腕帶： 表面阻抗106 2、防靜電包裝制品 包裝袋ic管儲存盒 海綿 搬運(yùn)車座椅 3、防靜電地板和臺墊 防靜電地板漆防靜電地板防靜電臺墊 4、靜電消除器： 消電器、電中和器或離子平衡器等 利用高壓電場或放射性射線的作用使空氣局部電離， 造成大量離子和電子對，其中與帶電體極性相反的離子 （或電子）向帶電體趨近并與之發(fā)生中和作用，達(dá)到消 除靜電的目的。 5、防靜電蠟： 涂刷非防靜電材料表面，達(dá)到防靜電效果。有時效 性，須定期涂刷。 運(yùn)動形式運(yùn)動形式 靜電電壓（靜電電壓（v） 相對濕度相對濕度 6590% 相對濕度相對濕度 1020%

10、在乙烯地板上行走在乙烯地板上行走 250 12,000 在合成地毯上行走在合成地毯上行走 1,500 35,000 在鋪有地毯的工作臺上滑動塑膠盒在鋪有地毯的工作臺上滑動塑膠盒 1,500 18,000 坐在發(fā)泡膠椅墊上工作坐在發(fā)泡膠椅墊上工作 1,500 18,000 坐在普通木椅上工作坐在普通木椅上工作 100 6,000 拿起塑料袋拿起塑料袋 600 7,000 用塑膠薄膜包裝用塑膠薄膜包裝pcb 3,000 16,000 從從pcb上撕下膠帶上撕下膠帶 1,500 12,000 6、控制工作環(huán)境的濕度 濕度對靜電的影響 項(xiàng)目理論值工程值 靜電安全系統(tǒng)回路電阻值105109105107

11、靜電安全系統(tǒng)支路電阻值105108106 接地母線電阻值4100=20%4070 靜電泄漏時間1s0.1s 臭氧含量50ppb250v/s250v/s 防靜電箱（盒、車）類容器的體電阻率v108cmv104cm 防靜電管類容器的表面電阻rs108rs103 靜電保護(hù)帶接地電阻1.01081.0106 靜電保護(hù)帶長度任意2.2m 腕帶接地電阻1.01081.0106 腕帶長度任意1.6m 接地帶（線）電阻值1.01081.0106 接地帶（線）長度任意3m 維修包鋪開尺寸任意550600（mm2） 防靜電服裝類的帶電量帶電量q=0.6c/件q=0.1c/件 防靜電鞋類的鞋底泄漏電阻0.51051

12、.01081.5105 防靜電皮帶、輪子的表面電阻/106 運(yùn)輸帶的表面電阻/105 防靜電海綿的體電阻率104107cm104cm 金屬箔電阻值/100m 靜電安全的數(shù)據(jù) 四、防靜電接地 1、電源主變電相之大地的接地電阻應(yīng)小于4。 2、接地連線應(yīng)采用冷壓接、硬釬焊、加彈簧墊圈 的螺裝，不允許使用自由纏繞。 3、靜電安全區(qū)的地線連接端子應(yīng)保證接觸可靠、易裝聯(lián)。 4、落地設(shè)備如波峰焊機(jī)、貼片機(jī)等應(yīng)采用硬接地 。 5、安全工作臺單獨(dú)接地；腕帶及地墊等分別接地。 6、零件加工機(jī)臺通過臺墊接地。 五、工廠內(nèi)靜電的檢測 1、材料表面阻抗檢測 檢驗(yàn)頻率: 1次/月 操作步驟: 1. 將測試設(shè)備置于待量測位

13、置 2. 施以適當(dāng)壓力 3. 按下綠色鈕 4. 記下讀值 表面阻抗測試 儀 原材料檢驗(yàn)區(qū)104106 一般工作區(qū)106109 2、靜電壓量測 靜電壓量測 儀 檢測頻率: 1次/月 檢測條件: 檢測人員須接地 (例:配 戴 靜電環(huán)或穿靜電鞋。 操作步驟: 1.按下 “ lo ” 鍵開啟。 2.檢查電池:按下 “ batt ”鍵熒 幕顯示700 以上，表示電池電力 足夠。 3.對地歸零:對準(zhǔn)大地地面，按下 “ zero ” 鍵歸零。 4.持續(xù)按下 “ zero ” 鍵，移至 待測物1英吋之距離(2.54公分)， 進(jìn)行靜電壓量測并記下讀值。 5.若檢測值為 “ 1 ” 時，即判定 檢測物有高靜電壓。

14、 誤區(qū)：器件工作電壓抗靜電放電電壓 器件的工作電壓和抗靜電放電電壓是兩個概念，二者 沒有直接關(guān)系。 靜電脈沖雖然電壓很高，但其能量較低，因此器件抗 esd電壓會遠(yuǎn)高于其額定工作電壓，如cmos ic的工作電 壓在5v左右，而其抗esd電壓可以達(dá)到幾百和幾千伏。 ？ 3、靜電環(huán)量測 檢測頻率：1次/班 檢測方法： 1、確認(rèn)靜電環(huán)測試儀器 手按測試鈕 hign紅燈亮 夾1m電阻good綠燈亮 夾子直接接觸low紅燈亮 靜電環(huán)測試儀 三項(xiàng)都o(jì)k,則儀器ok. 2、量測靜電環(huán) 1）手戴好靜電環(huán)，夾子夾好接 地線。 2）儀器夾子夾好接地線。 3）手壓儀器，綠燈亮。 esda electrostatic discharge association jedec joint electronic device engineering council eia electronic industries association ansi american