靜電防護知識培訓(xùn)教材課件

深圳市研祥智能科技股份有限公司

（靜電防護知識培訓(xùn)教材）編制：王德志、鐘自強、朱春田EVOC品質(zhì)中心編制2002年7月深圳市研祥智能科技股份有限公司

（靜電防護知識培訓(xùn)教材）編制1第一章靜電的危害一、靜電防護的重要性和緊迫性現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)（特別是微電子技術(shù)和PCB技術(shù)）的飛速發(fā)展，對電子產(chǎn)品和設(shè)備的要求越來越高。而它們的核心部分——集成電路，也在向著全程更小、功能更強的超大規(guī)模集成電路方向發(fā)展。然而，集成電路的基本特點是高集成度、細引線、小間距，且大量使用CMOS電路（低功耗，低電壓，高輸入阻抗）。這樣的構(gòu)造，使得集成電路極易遭受靜電的危害，進而器件壽命縮短，品質(zhì)劣化，最終使得電子設(shè)備性能降低甚至完全癱瘓！例如，集成電路中的線寬和間距越來越窄（從10um到0.2um），電源電壓越來越?。◤?5V到1.5V）,器件抗ESD損壞的閾值電壓越來越低.第一章靜電的危害一、靜電防護的重要性和緊迫性2第一章靜電的危害二、靜電對電子組件的影響1、靜電的基本物理特性:

1.有吸引或排斥的力量；2.有電場存在,與大地有電位差；3.會產(chǎn)生放電電流

以上這3種情形,可對電子元件造成以下影響:1.元件吸附灰塵,改變線路間的阻抗,影響元件的功能和壽命；2.因電場或電流破壞元件絕緣層和導(dǎo)體,使元件不能工作(完全破壞)3.因瞬間的電場軟擊穿或電流產(chǎn)生過熱,使元件受損,即使仍可工作,但是壽命受損。

上述這三種情況中,如果元件完全破壞,必能在生產(chǎn)及品質(zhì)測試中被察覺而排除,影響較少。如果元件輕微受損在正常測試中不易被發(fā)現(xiàn)。在這種情形下,常會因經(jīng)過多層次加工,甚至已在使用時,才被發(fā)現(xiàn)破壞,不但檢查不易,而且損失亦難以預(yù)測,不知要耗費多少人力和財力才能查出存在的問題,如果在使用時才發(fā)現(xiàn)故障,其損失將可能包含人命與不可計數(shù)的金錢,所以靜電對電子元件產(chǎn)生的危害不亞于嚴重火災(zāi)和爆炸事故的損失。

第一章靜電的危害二、靜電對電子組件的影響3第一章靜電的危害表1靜電對部分電子器件的擊穿電壓器件類型EOS/ESD的最小敏感度

(以靜電電壓V表示)VMOS

MOSFET

砷化鎵FET

EPROM

JFET

SAW(聲表面波濾波器)

運算放大器

CMOS

肖特基二極管

SMD薄膜電阻器

雙極型晶體管

射極耦合邏輯電路

可控硅

肖特基TTL30~1800

100~200

100~300

100以上

140~7000

150~500

190~2500

250~3000

300~2500

300~3000

380~7800

500~1500

680~1000

100~2500第一章靜電的危害表1靜電對部分電子器件的擊4第一章靜電的危害表2靜電放電對電子元器件造成損害的主要機理元器件類別元器件組成部分失效機理失效標志MOS結(jié)構(gòu)MOSFET(分立)

MOS集成

數(shù)字集成

線性集成

混合電路電壓引起的介質(zhì)擊穿和接著發(fā)生的大電流現(xiàn)象短路漏電大半導(dǎo)體結(jié)二極管(PN.PIN肖特基)

雙極晶體管

結(jié)型場效應(yīng)管

可控硅

雙極型集成電路,MOSFET和MOS集成電路電過剩能量和過熱引起的微等離子體二次擊穿和微擴散

由Si和AL的擴散引起電流束增大(電熱遷移)失效第一章靜電的危害表2靜電放電對電子元器件造成5第一章靜電的危害薄膜電阻器混合集成電路(厚膜、薄膜)電阻單片集成電路薄膜電阻器密封薄膜電阻器介質(zhì)擊穿,與電壓有關(guān)的電流通路與焦爾熱量有關(guān)的微電流通路的破壞電阻漂移金屬化條混合IC

單片IC

梳狀覆蓋式晶體管與焦爾熱能量有關(guān)的金屬燒毀開路場效應(yīng)結(jié)構(gòu)和非導(dǎo)電性蓋板存貯器EPROM等由于ESD使正離子與表面積壘.引起表面反型或柵閥值電壓漂移性能退化、失效壓晶體管晶振聲表面波電壓過高產(chǎn)生的機械力使晶體破裂性能退化、失效電極閥的間距較小部位聲表面波器件

IC內(nèi)各種微電路電孤放電使電極材料熔融性能退化、失效續(xù)上頁第一章靜電的危害電阻漂移金屬化條與焦爾熱能量6第一章靜電的危害2、靜電危害的隱蔽性

由表2可知ESD/EOS有其特殊性：一是靜電的產(chǎn)生和積累要一定的條件和過程，所以未加保護也不見得件件產(chǎn)品都會受到ESD/EOS傷害，有一定的“偶然性；二是由于多數(shù)情況下ESD/EOS能量都較小，所以受到ESD/EOS傷害的也并不表現(xiàn)為立即報廢，有些僅表現(xiàn)為漏電增加，工作不穩(wěn)定，甚至在出廠測試中一時表現(xiàn)不明顯，以后發(fā)現(xiàn)問題易歸咎為材料不良或設(shè)計不良而不自省，因此常使人們認識不到ESD/EOS的危害，抱有僥幸心理。第一章靜電的危害2、靜電危害的隱蔽性7第一章靜電的危害3、靜電的危害集中體現(xiàn)在以下兩方面:1）、

潛在性（1）

人們對于3500V以下的靜電不易感覺；（2）

90%的ESD對元器件、電路的破壞是潛在性的；（3）

誤認為在設(shè)計上”有保護電路”,即使造成損傷、也可”恢復(fù)”，因而不予以重視；2）、

嚴重性（1）

在電子產(chǎn)品運行出現(xiàn)的故障中，有49%的原因是靜電所致。（2）

88年美國因ESD影響損失50億美元。（3）

日本IC生產(chǎn)中的不合格品有45%是由靜電造成的。盡管靜電的獨特作用也為人們帶來了方便，如靜電復(fù)印、靜電噴涂、靜電除塵等，但對于電子產(chǎn)品制造業(yè)來說，靜電的危害不僅是嚴重的，甚至是致命的。所以，如何控制靜電、以降低其對電子產(chǎn)品的危害，就顯得尤為重要。第一章靜電的危害3、靜電的危害集中體現(xiàn)在以下8第二章靜電基本知識

一、靜電和靜電現(xiàn)象1、簡單的靜電放電現(xiàn)象：（1）有機玻璃與棉布磨擦后，吸起碎紙屑。（2）脫下化纖衣物時產(chǎn)生劈啪聲，夜間可見火花（空氣擊穿場強為30KV/cm）。2、什么是靜電：靜電一般指靜止的電荷,即相對于另一表面或相對于地的物體表面上電子過?；蚯啡薄１砻骐娮硬蛔銕д?表面電子過剩則帶負電,不足或過剩的電總量決定表面電荷量。

我們把電荷的產(chǎn)生和消失過程的電現(xiàn)象稱為靜電現(xiàn)象。當(dāng)一物體上存在靜電時,分子在電中性上不平衡。當(dāng)試圖通過處于不同電位的一物體和另一物體的轉(zhuǎn)移以重新建立中性平衡時,就發(fā)生靜電放電。

第二章靜電基本知識一、靜電和靜電現(xiàn)象9第二章靜電基本知識3、靜電的特點：

1）高電位：最高可達數(shù)萬至數(shù)十萬伏，操作時常達數(shù)百和數(shù)千伏。2）低電量：靜電流多為微安級。3）作用時間短：靜電放電的持續(xù)時間多為微秒級。4）受環(huán)境影響大：特別是濕度，濕度上升、靜電下降。4、

相關(guān)術(shù)語1）ESD（ElectroStaticDischarge）：即是靜電放電的意思，具有不同靜電勢的兩個物體之間的靜電轉(zhuǎn)移。2）靜電敏感度：元器件所能承受的靜電放電電壓值稱為靜電敏感度。它與元器件的結(jié)構(gòu)尺寸、材料性能、功耗大小等因素有關(guān)。

根據(jù)國家《電子產(chǎn)品防靜電放電控制大綱》規(guī)定，將“靜電敏感度”分成三級：1級：0~1999V2級：2000~3999V3級：4000~15999V非敏感：16000V以上第二章靜電基本知識3、靜電的特點：10第二章靜電基本知識3）靜電敏感器件（ESSD——ElectrostaticSensitiveDivices）：電表敏感器件是指在日常操作、試驗、包裝、運輸?shù)冗^程中容易遭受靜電場或靜電放電的損害的分立器件、集成電路及組件。研祥公司常見的靜電敏感元器件：晶體管、集成電路（IC），場效應(yīng)管（MOS管），光電器件，板卡。4）表面電阻率：沿試樣材料表面電流方向的直流電場強度與單位長度的表面?zhèn)鲗?dǎo)電流之比，單位用Ω表示。5）體積電阻率：沿試樣材料體積電流方向的直流電場強度與該處電流密度之比，單位用Ω.cm表示。

第二章靜電基本知識3）靜電敏感器件（ESS11第二章靜電基本知識二、靜電是怎樣產(chǎn)生的?物質(zhì)都是由分子組成，分子是由原子組成，原子中有帶負電的電子和帶正電荷的質(zhì)子組成。在正常狀況下，一個原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負平衡，所以對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是電子環(huán)繞于原子核周圍，一經(jīng)外力即脫離軌道，離開原來的原子兒而侵入其他的原子B，A原子因缺少電子數(shù)而帶有正電現(xiàn)象，稱為陽離子、B原子因增加電子數(shù)而呈帶負電現(xiàn)象，稱為陰離子。(如圖所示)第二章靜電基本知識二、靜電是怎樣產(chǎn)生的?12第二章靜電基本知識2、造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道，這個外力包含各種能量(如動能、位能、熱能、化學(xué)能……等)在日常生活中，任何兩個不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電，所以磨擦是產(chǎn)生靜電最通常的方式。3、當(dāng)兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷如電子轉(zhuǎn)移到另一個物體使其帶正電，而另一個體得到一些剩余電子的物體而帶負電。若在分離的過程中電荷難以中和，電荷就會積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物體接觸后分離就會帶上靜電。通常在從一個物體上剝離一張塑料薄膜時就是一種典型的“接觸分離”起電，在日常生活中脫衣服產(chǎn)生的靜電也是“接觸分離”起電。4、固體、液體甚至氣體都會因接觸分離而帶上靜電。為什么氣體也會產(chǎn)生靜電呢？因為氣體也是由分子、原子組成，當(dāng)空氣流動時分子、原子也會發(fā)生“接觸分離”而起電。所以在我們的周圍環(huán)境甚至我們的身上都會帶有不同程度的靜電，當(dāng)靜電積累到一定程度時就會發(fā)生放電。第二章靜電基本知識2、造成不平衡電子分布13第二章靜電基本知識

5、我們都知道摩擦起電而很少聽說接觸起電。實質(zhì)上摩擦起電是一種接觸又分離的造成正負電荷不平衡的過程。摩擦是一個不斷接觸與分離的過程。因此摩擦起電實質(zhì)上是接觸分離起電。在日常生活，各類物體都可能由于移動或摩擦而產(chǎn)生靜電。工作桌面、地板、椅子、衣服、紙張、卷宗、包裝材料、流動空氣。

6、另一種常見的起電是感應(yīng)起電。當(dāng)帶電物體接近不帶電物體時會在不帶電的導(dǎo)體的兩端分別感應(yīng)出負電和正電。

第二章靜電基本知識5、我們都知道摩擦起電14第二章靜電基本知識三、物體不接觸也能起電嗎？

除物體除接觸后分離能起電外，當(dāng)帶電物體接近不帶電物體時會在不帶電的導(dǎo)體的兩端分別感應(yīng)出負電和正電，如下圖1所示。當(dāng)物體Ａ與Ｃ發(fā)生放電時會造成Ｃ與Ｂ之間放電，如下圖2所示。若Ｃ與Ｂ之間不發(fā)生放電，則Ｃ會帶上剩余的電荷，如下圖3所示。

圖1

圖2圖3第二章靜電基本知識三、物體不接觸也能起電嗎15第二章靜電基本知識四、怎樣知道物體表面帶有靜電，可以用靜電測試儀測量，也可以用薄紙片靠近它，看薄紙片是否被其吸引。五、什么是靜電放電，帶有異種靜電荷的物體彼此靠近時，或它們與其它金屬導(dǎo)電物體靠近時，當(dāng)他們之間的空氣被其間的電壓擊穿時，產(chǎn)生的電火花現(xiàn)象即為靜電放電。六、電荷，就是帶電粒子。物體由分子組成，分子又由原子組成，原子又由帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子組成。平時，它們的正負電荷量是一樣多的，所以顯中性。由于某種原因當(dāng)它們失去一些電子時它們有了多余的正電便帶上了正電荷，當(dāng)它們得到一些電子時，它們有了多余的負電，它們便帶上了負電荷。這就是電荷。第二章靜電基本知識四、怎樣知道物體表面帶有16第二章靜電基本知識七、電位，帶電物體周圍存在有電場，它是一種能量場，處在其中的帶電粒子受此電場力的作用，會產(chǎn)生定向移動（根據(jù)同性相吸、異性相斥的原理運動），靠主電荷越近的地方作用力越大，此處的電位也就越高，這就是電位，也叫電勢。大地的電位為0電位。八、電流，當(dāng)帶有靜電的物體與接地導(dǎo)體相接觸時，在電場力的作用下，其上的靜電荷就會轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體上去，這便形成了電子的流動即電流。利用這個原理，我們可以將有害的靜電及時從接地導(dǎo)體上放走。為了防止放電電流過大，造成焦耳熱損傷，所以在防靜電帶的接地線中串入了一個1M的泄放電阻。九、靜電的物理現(xiàn)象

靜電的帶電體所產(chǎn)生的電場稱為靜電場。靜電與靜電場有三種重要的作用和

物理現(xiàn)象,即力的作用、電場強度和放電現(xiàn)象、靜電感應(yīng)。第二章靜電基本知識七、電位，帶電物體周圍存17第二章靜電基本知識十：人帶上很高電壓的靜電會有什么生命危險嗎？人身體上能帶多高電壓的靜電？帶上很高的靜電會有什么生命危險嗎？人體靜電極端電位值是多少？我們試驗過人體帶靜電5萬伏時沒有不適的感覺，帶上8萬伏高壓靜電時依然面帶微笑，10萬伏（最高試驗過12萬伏）時也沒有生命危險！

第二章靜電基本知識十：人帶上很高電壓的靜電18第二章靜電基本知識第二章靜電基本知識19第三章靜電的產(chǎn)生與作用一、靜電的產(chǎn)生1、靜電的產(chǎn)生，造成物體表面產(chǎn)生過剩的正電荷或負電荷的過程叫做帶電，或產(chǎn)生了靜電。靜電可以通過物體之間的摩擦產(chǎn)生，也可以通過靜電感應(yīng)產(chǎn)生。靜電現(xiàn)象在我們?nèi)粘Ｉ钪斜缺冉允?，如：雷雨天天空中的雷電，冬天脫衣服時的火花放電，走路時化纖褲子老易沾附在人的腳和腿上等，都是靜電的充分表現(xiàn)。2、人體的導(dǎo)電性，人體的體液和血液是導(dǎo)體，電阻很小，電流容易流過；但人體的皮膚的導(dǎo)電性遠不如體液好，而且與季節(jié)和空氣中的濕度有關(guān)。所以人體在寒冷干燥的冬天容易帶較多的靜電，而在炎熱潮濕的夏天人體所帶的靜電就少多了?？諝獾膶?dǎo)電性也如此，在寒冷干燥的冬天導(dǎo)電性差，周圍物體上的靜電不易被它放掉；而在潮濕的空氣中，物體上的靜電則易于被它放掉。后者對工作場地防靜電有利。第三章靜電的產(chǎn)生與作用一、靜電的產(chǎn)生20第三章靜電的產(chǎn)生與作用3、人體靜電的來源

1）體表與衣服的磨擦，2）衣服之間的磨擦，3）衣服與外界（包括空氣）之間的磨擦，4）人體與帶靜電物體的接觸時的導(dǎo)入等。4、靜電的特點，靜電以電荷的形式存在與物體的表面，在絕緣物體表面它的分布是不均勻的，因為它在絕緣體上不能自由移動;而在絕緣導(dǎo)體表面它的分布基本是均勻的，這與周圍的環(huán)境有關(guān)。靜電的特點還有：

高電位：最高可達數(shù)萬至數(shù)十萬伏，操作時常達數(shù)百和數(shù)千伏。低電量：靜電流多為微安級。作用時間短：靜電放電的持續(xù)時間多為微秒級。受環(huán)境影響大：特別是濕度，濕度上升、靜電下降。根據(jù)公式：Q=CU有U=Q/C

這里Q為物體所帶的靜電荷量，C為物體的電容量，U為物體上的電壓。因為衣服上的電容很小，所以很小的靜電量也能產(chǎn)生很高的電壓。第三章靜電的產(chǎn)生與作用3、人體靜電的來源21第三章靜電的產(chǎn)生與作用二、人體身上的靜電有多高?

1、在干燥的季節(jié)若穿上化纖衣服和絕緣鞋在絕緣的地面行走等活動，人體身上的靜電可達幾千伏甚至幾萬伏。下表是與人體相關(guān)的幾種常見的靜電電壓：

靜電電壓（V）

靜電產(chǎn)生方式相對濕度10——20%RH65——90%RH人走過化纖地毯350001500人拿TEFLON硅片架300001200人走過塑膠地板12000250人在工作臺邊操作6000100人翻塑面說明書文件7000600人拿起普通聚乙烯袋200001000從塑料管中取IC2000200用泡沫盒包裝單板210001900人從聚氨脂泡沫座上站起180001500第三章靜電的產(chǎn)生與作用二、人體身上的靜電有22第三章靜電的產(chǎn)生與作用2、靜電壓的大小與物體材料、相對運動速度、壓力大小及環(huán)境的溫度、濕度都密切相關(guān)。對于一般電子元器件，當(dāng)相對濕度為65——90%RH時，靜電安全電壓值為小于100V，流過人體的安全電流值為小于5mA。第三章靜電的產(chǎn)生與作用2、靜電壓的大小23第四章電子行業(yè)的靜電防護一、靜電防護基本原則

自然界的所有物質(zhì)都是由原子組合而成,原子中的質(zhì)子(正電荷)與電子(負電荷)存在于我們生活中每個角落,可以這樣說:靜電是無處不有,無時不在,時時刻刻存在我們生活中的一切周圍。

在靜電防護過程中打算將靜電完全消除是困難的,是我們可以采取防護

措施,將靜電的產(chǎn)生與積聚控制在最的限度之內(nèi)。防靜電防護的基本原則:1.

在靜電安全區(qū)域內(nèi)使用或安裝靜電敏感組件。2.

用靜電屏蔽容器運送靜電敏感組件。第四章電子行業(yè)的靜電防護一、靜電24第四章電子行業(yè)的靜電防護二、靜電安全工作區(qū)域應(yīng)具備的條件

一個安全的工作區(qū)域,包括所有導(dǎo)電性與絕緣性物體不得存在足夠破壞ESDS組件的電荷,所以整個靜電安全工作區(qū)域必須具有:1）完整的導(dǎo)電材料及接地系統(tǒng),使產(chǎn)生靜電的運動物體及時地泄漏,2）適當(dāng)?shù)撵o電屏蔽容器，

3）通常規(guī)定在該區(qū)域內(nèi)任意二點之間的靜電電壓不得超過100V。

三、完整的靜電防護工作應(yīng)具備的條件

1.

完整的靜電安全工作區(qū)域

2.

使用靜電屏蔽容器運送靜電敏感組件

3.

工作人員具備完全的靜電防護觀念

4.

警示客戶,使客戶不致因不知道而造成對ESDS組件破壞

第四章電子行業(yè)的靜電防護二、靜電安全25第四章電子行業(yè)的靜電防護

四、

靜電消除方法

1.

導(dǎo)電性物體的靜電消除方法

導(dǎo)電性物體的物理特性是物體中的電子可以自由移動,物體中的電位會迅速平衡,達到每點電位相等。由于電子可自由移動的特性,我們可以很簡單地加以接地,給予這些物體中不平衡電子一個通路,將多余的電子釋放到大地,即可消除物體攜帶的靜電。2.

非導(dǎo)體的靜電消除方法非導(dǎo)電性物體或絕緣體,電荷無法在物體中自由移動,非導(dǎo)電性物體也就不能用接地方法來泄漏靜電荷。

要想把絕緣體上的靜電荷消除至零是難以辦到的,一般只要消除到對

電子產(chǎn)品沒有危害就可以了,常用的非導(dǎo)體帶靜電荷消除方法有:A.使用離子風(fēng)機中和B.控制環(huán)境溫度與濕度C.用靜電導(dǎo)體制品取代非導(dǎo)體制品D.采用靜電消除劑E.采用靜電屏蔽F.嚴格執(zhí)行靜電防治工藝規(guī)程第四章電子行業(yè)的靜電防護四、26第四章電子行業(yè)的靜電防護

五、

靜電屏蔽容器ESDS組件在輸送過程中,大部份人都會考慮到:不要讓包裝材料因摩擦而產(chǎn)生靜電,破壞組件,但忽視了一個重要觀念

──

靜電感應(yīng)現(xiàn)象,包裝袋或容器本身不產(chǎn)生靜電,但外界電場卻能透過絕緣材料的容器及包裝袋,破壞里面的ESDS器件。

若采用導(dǎo)電性容器,不但不會產(chǎn)生靜電,同時更能保護組件不受外界電場的破壞。

目前導(dǎo)電性材料均為碳化材料,為不透明的黑色,也有透明或高度靜電要求,則需使用靜電屏蔽袋。

靜電屏蔽容器包含:1.

導(dǎo)電性塑料盒(箱)2.

導(dǎo)電性塑料袋3.

導(dǎo)電性海棉4.

靜電屏蔽袋

第四章電子行業(yè)的靜電防護五、27第四章電子行業(yè)的靜電防護六、靜電防護的方法一般防護方法包括：消除人體靜電；配備防靜電儲運器具；配備適宜的作業(yè)環(huán)境。具體來講：1．人體靜電由于人體是最大的靜電源，所以要加強對人體靜電的控制，對人體的防護主要采用防靜電腕帶、防靜電服和防靜電鞋?！舴漓o電腕帶：防靜電腕帶可提供從人體到地的有效的靜電泄放通道。由松緊圈和接地組件構(gòu)成。接地組件串接了一個1M歐電阻，以同時保證人體和靜電敏感器件不受傷害。佩戴腕帶時，應(yīng)使腕帶與皮膚良好接觸，不能在帶腕帶處涂敷油脂類物質(zhì)。腕帶應(yīng)每日測試，以確保其性能良好。不能使用無繩防靜電腕帶?！舴漓o電服：進入防靜電區(qū)域的人員必須穿防靜電服，對其的要求是磨擦靜電壓不超過300V。◆防靜電鞋：為保證人體有效接地，操作者應(yīng)穿防靜電鞋要求系統(tǒng)電阻為105~108Ω。2．

備防靜電儲運器具儲存、運輸ESSD所用的貯存箱、儲存盒、包裝袋、包裝管、轉(zhuǎn)運車、防護泡沫等，都必須使用防靜電材料，材料的表面電阻一般為106~1010Ω。第四章電子行業(yè)的靜電防護六、靜電防護的方法28第四章電子行業(yè)的靜電防護

3.

配備適宜的作業(yè)環(huán)境◆防靜電臺墊：在操作ESSD的工作臺面上，應(yīng)鋪設(shè)以防靜電材料制成的臺墊，以使與臺面接觸的器件、工具、人體等都處于同一電位，并通過將臺墊適當(dāng)接地使靜電得以泄放。◆防靜電地面（地墊）：為確保廠房的靜電防護效果，應(yīng)使用防靜電地板材料鋪設(shè)地面；或在普通地面上鋪設(shè)防靜電地墊，并通過適當(dāng)接地使靜電及時泄放。對地面（地墊）的要求是表面電阻在105~109Ω。◆工作椅：工作椅是防靜電作業(yè)區(qū)的重要設(shè)施，是全面控制人體靜電的方法之一。工作椅的系統(tǒng)電阻應(yīng)為106~108Ω。◆接地系統(tǒng)：防靜電接地系統(tǒng)必須有單獨可靠的接地裝置。接地體處的接地電阻不超過10Ω。接地線不得接在電源零線上，不得與防雷地線共用。防靜電作業(yè)區(qū)的地線可采用兩種方法鋪設(shè)：一種是將從接地體引出的地線、單獨鋪設(shè)到作業(yè)崗位，另一種是利用三相五線制的地線作為防靜電地線。◆相對濕度的控制：提高工作環(huán)境的相對濕度消除靜電的有效方法之一。但是，相對濕度增加到50%以上時，濕度故障率（包括漏電、腐蝕、人體不舒等故障）就會增加。所以，相對濕度一般應(yīng)控制在40%～70%。第四章電子行業(yè)的靜電防護

3.

配備適29第四章電子行業(yè)的靜電防護七、防靜電系統(tǒng)1.管理組織

1)系統(tǒng)規(guī)劃企業(yè)的靜電防護工作是一項系統(tǒng)工程。電子產(chǎn)品在生產(chǎn)過程的每個環(huán)節(jié)都有可能遭受靜電的危害；同時，開發(fā)部門應(yīng)從布板、電路設(shè)計、器件選擇等方面改進設(shè)計，提高產(chǎn)品的整體抗靜電性能。因此，對于靜電的控制和防護，不僅僅是哪一個部門的事，而要從設(shè)計、采購、工藝、制造、品質(zhì)等全流程上考慮安排，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，各司其職，以建立起完整、嚴密、有效的靜電防護工程體系，這樣才能從根本上保障產(chǎn)品的質(zhì)量。2）監(jiān)測和記錄防靜電措施要有專人負責(zé)落實，并形成制度，才能真正貫徹實施。否則一切硬件投入可能起不到實際作用?！羧藛T：應(yīng)由兩人兼職管理，測試，記錄。多數(shù)情況下需兩人配合，并防止人員流動斷檔?！魷y試和記錄：綜上所述，每天應(yīng)完成下列測試和記錄?！魴z查防靜電工作區(qū)內(nèi)工作人員著裝和防靜電各項規(guī)定執(zhí)行情況。◆有條件應(yīng)在工作現(xiàn)場和流水線上用靜電測試儀測各種情況下的靜電電壓。第四章電子行業(yè)的靜電防護七、防靜電系統(tǒng)30第四章電子行業(yè)的靜電防護

3）培訓(xùn)和素養(yǎng)：應(yīng)將防靜電知識/措施作為全員培訓(xùn)的重要內(nèi)容讓每一員工都弄懂弄通，形成良好的職業(yè)習(xí)慣。如：

◆服裝，圖紙資料等不得接觸元器件，圖紙資料應(yīng)放入防靜電文件袋內(nèi)，懸掛；

◆塑料盒，像皮，紙板，玻璃等易產(chǎn)生靜電的雜物不允許堆放在靜電安全工作臺上；

◆必需戴好靜電環(huán)和手套后才可接觸元器件，手拿PCB或敏感器件時盡量持邊緣，避免接觸其引線和接線片；

◆自覺遵守和執(zhí)行防靜電的制度和規(guī)定等。

2、典型配套技術(shù)與設(shè)施防靜電諸多措施實為一套系統(tǒng)工程一個環(huán)節(jié)的疏漏可能就有千里之堤潰于蟻穴之臾，不可不慎。

第四章電子行業(yè)的靜電防護331第四章電子行業(yè)的靜電防護

1）防靜電地線的埋設(shè)：⑴．廠房建筑物的避雷針一般與建筑物鋼筋混凝土焊接在一起妥善接地，當(dāng)雷擊發(fā)生時，接地點乃至整個大樓的地面都將成為高壓大電流的泄放點一般認為在泄放接地點20M蕩圍內(nèi)都會有“跨步電壓”產(chǎn)生，即在此范圍內(nèi)不再是理想零電位。另外，三相供電的零線由于不可能絕對平衡而也會有不平衡電流產(chǎn)生并流入零線的接地點，故防靜電地線的埋設(shè)點應(yīng)距建筑物和設(shè)備地20米以外。⑵．埋設(shè)方法：為保證接地的可靠，至少應(yīng)有三點以上接地，即每隔5m挖深1.5m以上坑，將2m以上鐵管或角鐵打入坑內(nèi)（即角鐵插入地下2m以上），再用3mm厚銅排將這三處焊接在一起，用16mm2絕緣銅芯線焊上引入室內(nèi)為干線。⑶．坑內(nèi)施以適量木炭粉和工業(yè)鹽，以增加土壤導(dǎo)電性，填埋后用接地電阻測試儀測量，接地電阻應(yīng)<4Ω，且每年至少測試一次(4)接地的目的：1）靜電放電；2）保護敏感組件；3）保護人體安全；4）降低靜電壓。第四章電子行業(yè)的靜電防護32第四章電子行業(yè)的靜電防護2）防靜電地線的鋪設(shè)

⑴廠房建筑物的避雷針一般與建筑物鋼筋混凝土焊接在一起妥善接地,當(dāng)雷擊發(fā)生時,接地點乃至整個大樓的地面都將成為高壓大電流的泄放點,一般認為在泄放接地點20M范圍內(nèi)都會有“跨步電壓”產(chǎn)生,即在此范圍內(nèi)不再是理想零電位.另外,三相供電的零線由于不可能絕對平衡而也會有不平衡電流產(chǎn)生并流入零線的接地點,故防靜電地線的埋設(shè)點應(yīng)距建筑物和設(shè)備地20米以外

⑵埋設(shè)方法:為保證接地的可靠,致少應(yīng)有三點以上接地,即每隔5m挖深1.5m以上坑,將2m以上鐵管或角鐵打入坑內(nèi)(即角鐵插入地下2m以上),再用3mm厚銅排將這三處焊接在一起,用16ｍ㎡絕緣銅芯線焊上引入室內(nèi)為干線。⑶坑內(nèi)施以適量木炭粉和工業(yè)鹽,以增加土壤導(dǎo)電性,填埋后用接地電阻測試儀測量,接地電阻應(yīng)<4Ω。且每年至少測試一次。第四章電子行業(yè)的靜電防護2）防靜33第四章電子行業(yè)的靜電防護3）防靜電地板最規(guī)范的防靜電地板是類似防靜電橡膠的復(fù)合結(jié)構(gòu)，下層為導(dǎo)電層與防靜電地連在一起，上層為絕緣防靜電產(chǎn)生層，不會因行走的磨擦產(chǎn)生靜電。鋪設(shè)時導(dǎo)電層應(yīng)用絕緣墊與建筑物地面和墻壁隔開，防止雷擊時地板帶靜電，并將導(dǎo)電層通過1MΩ20W電阻與防靜電地接好。起到靜電屏蔽和電磁屏蔽作用。這種地板造價太高，但可以有效防止雷電的各種危害和靜電產(chǎn)生。一般電子廠多用簡易防靜電地板（僅有絕緣防靜電產(chǎn)生層多為涂料或地板膠），直接鋪在建筑物地面上，大大降低造價，且也可起到防行走產(chǎn)生的靜電作用。但對雷擊產(chǎn)生的超高壓靜電感應(yīng)和強電磁感應(yīng)防護作用較差。第四章電子行業(yè)的靜電防護3）防靜電34第四章電子行業(yè)的靜電防護

4）

防靜電工作臺面◆防靜電橡膠綠色面為防靜電產(chǎn)生層，電阻較大，表面電阻108～1010Ω。◆防靜電橡膠的黑色面電阻較小，表面電阻104～106,與綠色面良好連接，可保妥善接地。◆起靜電屏蔽和泄放作用?？赏ㄟ^扣式連接，由專用靜電手環(huán)導(dǎo)線（內(nèi)含1M電阻）接地，或在絕緣臺面上放0.2mm厚鐵板或銅箔，焊好導(dǎo)線通過1MΩ電阻連接到靜電地線，然后鋪平防靜電橡膠（黑面向下，貼緊導(dǎo)電片）。該1MΩ電阻同樣起提供靜電泄放通路，防止過速放電打火和隔離的作用?！羯踔磷危ǖ剩┮矐?yīng)引起重視，多數(shù)生產(chǎn)線上使用普通塑料凳，極易與衣物磨擦產(chǎn)生靜電，有條件應(yīng)采用防靜電椅，并通過1MΩ電阻接靜電地，應(yīng)避免使用塑料凳，至少要將塑料凳用防靜電布料套上。第四章電子行業(yè)的靜電防護

4）防靜電工作35第四章電子行業(yè)的靜電防護

5、電烙鐵，小錫爐，測試儀器等用電設(shè)備的接地與測試：電烙鐵，小錫爐測試儀器等必須用三端插頭妥善接設(shè)備地，做到并不難，但由于經(jīng)常發(fā)生如：◆插座接地端松脫，斷線，烙鐵頭因氧化而與外殼（接設(shè)備地）斷開等現(xiàn)象，故應(yīng)每班次檢測，可用自制簡易通斷指示燈測試，發(fā)現(xiàn)問題立即更換。6、防靜電服（衣、鞋、手套等）所謂防靜電服，是用特殊合成纖維織成布料，一般情況下揉搓磨擦不會產(chǎn)生靜電。但它不是靜電屏蔽服，它不能消除身上其它衣料產(chǎn)生的靜電。故正確穿著應(yīng)是里面只著一件襯衣或內(nèi)衣，外著防靜電服。冬季內(nèi)穿多件化纖類，毛類衣物穿著防靜電服也無大用。所以做好控制環(huán)境溫度，濕度，戴好靜電手環(huán)比著靜電服重要。防靜電手友則起防止靜電產(chǎn)生；隔離手與產(chǎn)品（絕緣）；防止汗?jié)n污染產(chǎn)品等多重作用，是必用的。第四章電子行業(yè)的靜電防護

5、電烙鐵，小36第四章電子行業(yè)的靜電防護

7）

防靜電手環(huán)防靜電手環(huán)是由緊貼手腕的不銹鋼外殼通過線內(nèi)1MΩ電阻由導(dǎo)線，鐵夾接地。目的是既要隨時泄放掉人體上的靜電，又要防止快速放電產(chǎn)生的火花，對靜電敏感器件造成損害，并起隔離作用。而斷線或接觸不良會使靜電手環(huán)形同虛設(shè)。所謂無線手環(huán)實際起不到泄放人體攜帶的靜電荷作用。1)規(guī)范靜電手環(huán)佩戴，夾持方法：a.靜電手環(huán)不銹鋼殼應(yīng)戴在左手腕內(nèi)側(cè)，此處接觸電阻最小。b.

要與皮膚緊密接觸，不得松馳，不得隔以衣物。c.鱷魚夾應(yīng)用根部增值持靜電地線裸露部份，而不應(yīng)使用前端齒部夾持。d.下班或行走時，操作員可摘下手環(huán)，流動人員（干部，品管）應(yīng)取下夾子。將聯(lián)機繞在手腕上，以便流動使用。2)靜電環(huán)應(yīng)每班上午，下午各測一次并記錄，松緊以通過測試為準，不合格的應(yīng)立即調(diào)整或更換。靜電環(huán)測試時有三種情況，分述如下:A當(dāng)“低”紅燈亮?xí)r,表示靜電腕線電阻值偏低,為避免電擊發(fā)生,必須更換腕線；B當(dāng)“好”綠燈亮,並伴有一聲蜂鳴時,表示腕線良好,配戴良好；C當(dāng)“高”紅燈亮?xí)r,表示腕線失效或配戴過松,應(yīng)重新戴緊，再次測試,如還沒有顯示綠燈,則須更換腕線3)不準佩戴無線手環(huán)。

注：靜電腕線電阻值：106±5%第四章電子行業(yè)的靜電防護

7）防靜電手環(huán)37第四章電子行業(yè)的靜電防護

8、加裝離子風(fēng)扇波峰爐預(yù)熱部份溫度為80～120℃，在這樣高溫干燥熱風(fēng)吹拂下極易產(chǎn)生靜電。離子風(fēng)扇是由高壓將空氣電離成正負離子，由風(fēng)扇將含大量正負離子的空氣吹入爐內(nèi)參中和PCB及組件上因高溫?zé)犸L(fēng)產(chǎn)生的靜電。故波峰爐入口應(yīng)加裝離子風(fēng)扇。防靜電工作區(qū)入口處，傳送帶起點或上方也可根據(jù)實際需要加裝離子風(fēng)扇。3

9、傳送帶加裝防靜電清潔輥自制簡易裝置：將長度略小于傳送帶寬度的硬塑管纏上毛巾布（應(yīng)較平整），沾濕中間穿以鐵棍（做軸）固定于傳送帶兩端，并用可樂瓶灌水后彷醫(yī)院吊瓶方法不斷加濕，傳送帶開動時輥在自重下隨傳送帶轉(zhuǎn)動，起清潔，加濕防靜電作用。這種簡易自制裝置可在一定場合下起到傳送帶離子風(fēng)扇的作用。

10、

PCB在流水線上（主要指DIP后補焊，測試，裝配等工序）即應(yīng)下墊防靜電海棉墊，防止產(chǎn)生靜電和板面刮傷。工序間轉(zhuǎn)運應(yīng)用防靜電板卡儲運車或卡箱。（其表面電阻106Ω以下），通過1MΩ電阻妥善接靜電地。第四章電子行業(yè)的靜電防護8、加38第四章電子行業(yè)的靜電防護11、溫度和相對濕度的調(diào)控：電子作業(yè)，尤其是SMT對溫度和濕度都有較高要求，一般溫度控制在18～28℃，過高或過低都將影響設(shè)備的正常運作和精度；相對濕度應(yīng)在50%～85%，過低則容易產(chǎn)生靜電。過高設(shè)備易結(jié)露，錫膏含水增加，所以應(yīng)加強監(jiān)測和調(diào)控，對防靜電來說，秋冬相對濕度偏低時，可用加濕器或濕布拖地方法解決。12、

其它⑴電烙鐵應(yīng)盡可能采用防靜電低壓恒溫烙鐵，并良好接地。⑵使用接地線的低壓直流電動起子（電批）。⑶PCB小批量清洗作業(yè)應(yīng)使用防靜電刷，不可使用普通塑料刷。⑷某些場合，天花板，墻壁都應(yīng)使用防靜電材料，一般說即使普通石膏板和石灰涂料墻面也可，但禁止使用塑料制品天花板和普通墻紙，塑料墻紙。

13．

靜電測試儀如條件具備，可考慮添置“手持式非接觸靜電測試儀”，這樣才能實時監(jiān)測靜電的產(chǎn)生，大小，追蹤靜電造成的不良，了解改善效果。第四章電子行業(yè)的靜電防護11、溫度和相對39演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！40深圳市研祥智能科技股份有限公司

（靜電防護知識培訓(xùn)教材）編制：王德志、鐘自強、朱春田EVOC品質(zhì)中心編制2002年7月深圳市研祥智能科技股份有限公司

（靜電防護知識培訓(xùn)教材）編制41第一章靜電的危害一、靜電防護的重要性和緊迫性現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)（特別是微電子技術(shù)和PCB技術(shù)）的飛速發(fā)展，對電子產(chǎn)品和設(shè)備的要求越來越高。而它們的核心部分——集成電路，也在向著全程更小、功能更強的超大規(guī)模集成電路方向發(fā)展。然而，集成電路的基本特點是高集成度、細引線、小間距，且大量使用CMOS電路（低功耗，低電壓，高輸入阻抗）。這樣的構(gòu)造，使得集成電路極易遭受靜電的危害，進而器件壽命縮短，品質(zhì)劣化，最終使得電子設(shè)備性能降低甚至完全癱瘓！例如，集成電路中的線寬和間距越來越窄（從10um到0.2um），電源電壓越來越?。◤?5V到1.5V）,器件抗ESD損壞的閾值電壓越來越低.第一章靜電的危害一、靜電防護的重要性和緊迫性42第一章靜電的危害二、靜電對電子組件的影響1、靜電的基本物理特性:

1.有吸引或排斥的力量；2.有電場存在,與大地有電位差；3.會產(chǎn)生放電電流

以上這3種情形,可對電子元件造成以下影響:1.元件吸附灰塵,改變線路間的阻抗,影響元件的功能和壽命；2.因電場或電流破壞元件絕緣層和導(dǎo)體,使元件不能工作(完全破壞)3.因瞬間的電場軟擊穿或電流產(chǎn)生過熱,使元件受損,即使仍可工作,但是壽命受損。

上述這三種情況中,如果元件完全破壞,必能在生產(chǎn)及品質(zhì)測試中被察覺而排除,影響較少。如果元件輕微受損在正常測試中不易被發(fā)現(xiàn)。在這種情形下,常會因經(jīng)過多層次加工,甚至已在使用時,才被發(fā)現(xiàn)破壞,不但檢查不易,而且損失亦難以預(yù)測,不知要耗費多少人力和財力才能查出存在的問題,如果在使用時才發(fā)現(xiàn)故障,其損失將可能包含人命與不可計數(shù)的金錢,所以靜電對電子元件產(chǎn)生的危害不亞于嚴重火災(zāi)和爆炸事故的損失。

第一章靜電的危害二、靜電對電子組件的影響43第一章靜電的危害表1靜電對部分電子器件的擊穿電壓器件類型EOS/ESD的最小敏感度

(以靜電電壓V表示)VMOS

MOSFET

砷化鎵FET

EPROM

JFET

SAW(聲表面波濾波器)

運算放大器

CMOS

肖特基二極管

SMD薄膜電阻器

雙極型晶體管

射極耦合邏輯電路

可控硅

肖特基TTL30~1800

100~200

100~300

100以上

140~7000

150~500

190~2500

250~3000

300~2500

300~3000

380~7800

500~1500

680~1000

100~2500第一章靜電的危害表1靜電對部分電子器件的擊44第一章靜電的危害表2靜電放電對電子元器件造成損害的主要機理元器件類別元器件組成部分失效機理失效標志MOS結(jié)構(gòu)MOSFET(分立)

MOS集成

數(shù)字集成

線性集成

混合電路電壓引起的介質(zhì)擊穿和接著發(fā)生的大電流現(xiàn)象短路漏電大半導(dǎo)體結(jié)二極管(PN.PIN肖特基)

雙極晶體管

結(jié)型場效應(yīng)管

可控硅

雙極型集成電路,MOSFET和MOS集成電路電過剩能量和過熱引起的微等離子體二次擊穿和微擴散

由Si和AL的擴散引起電流束增大(電熱遷移)失效第一章靜電的危害表2靜電放電對電子元器件造成45第一章靜電的危害薄膜電阻器混合集成電路(厚膜、薄膜)電阻單片集成電路薄膜電阻器密封薄膜電阻器介質(zhì)擊穿,與電壓有關(guān)的電流通路與焦爾熱量有關(guān)的微電流通路的破壞電阻漂移金屬化條混合IC

單片IC

梳狀覆蓋式晶體管與焦爾熱能量有關(guān)的金屬燒毀開路場效應(yīng)結(jié)構(gòu)和非導(dǎo)電性蓋板存貯器EPROM等由于ESD使正離子與表面積壘.引起表面反型或柵閥值電壓漂移性能退化、失效壓晶體管晶振聲表面波電壓過高產(chǎn)生的機械力使晶體破裂性能退化、失效電極閥的間距較小部位聲表面波器件

IC內(nèi)各種微電路電孤放電使電極材料熔融性能退化、失效續(xù)上頁第一章靜電的危害電阻漂移金屬化條與焦爾熱能量46第一章靜電的危害2、靜電危害的隱蔽性

由表2可知ESD/EOS有其特殊性：一是靜電的產(chǎn)生和積累要一定的條件和過程，所以未加保護也不見得件件產(chǎn)品都會受到ESD/EOS傷害，有一定的“偶然性；二是由于多數(shù)情況下ESD/EOS能量都較小，所以受到ESD/EOS傷害的也并不表現(xiàn)為立即報廢，有些僅表現(xiàn)為漏電增加，工作不穩(wěn)定，甚至在出廠測試中一時表現(xiàn)不明顯，以后發(fā)現(xiàn)問題易歸咎為材料不良或設(shè)計不良而不自省，因此常使人們認識不到ESD/EOS的危害，抱有僥幸心理。第一章靜電的危害2、靜電危害的隱蔽性47第一章靜電的危害3、靜電的危害集中體現(xiàn)在以下兩方面:1）、

潛在性（1）

人們對于3500V以下的靜電不易感覺；（2）

90%的ESD對元器件、電路的破壞是潛在性的；（3）

誤認為在設(shè)計上”有保護電路”,即使造成損傷、也可”恢復(fù)”，因而不予以重視；2）、

嚴重性（1）

在電子產(chǎn)品運行出現(xiàn)的故障中，有49%的原因是靜電所致。（2）

88年美國因ESD影響損失50億美元。（3）

日本IC生產(chǎn)中的不合格品有45%是由靜電造成的。盡管靜電的獨特作用也為人們帶來了方便，如靜電復(fù)印、靜電噴涂、靜電除塵等，但對于電子產(chǎn)品制造業(yè)來說，靜電的危害不僅是嚴重的，甚至是致命的。所以，如何控制靜電、以降低其對電子產(chǎn)品的危害，就顯得尤為重要。第一章靜電的危害3、靜電的危害集中體現(xiàn)在以下48第二章靜電基本知識

一、靜電和靜電現(xiàn)象1、簡單的靜電放電現(xiàn)象：（1）有機玻璃與棉布磨擦后，吸起碎紙屑。（2）脫下化纖衣物時產(chǎn)生劈啪聲，夜間可見火花（空氣擊穿場強為30KV/cm）。2、什么是靜電：靜電一般指靜止的電荷,即相對于另一表面或相對于地的物體表面上電子過?；蚯啡薄１砻骐娮硬蛔銕д?表面電子過剩則帶負電,不足或過剩的電總量決定表面電荷量。

我們把電荷的產(chǎn)生和消失過程的電現(xiàn)象稱為靜電現(xiàn)象。當(dāng)一物體上存在靜電時,分子在電中性上不平衡。當(dāng)試圖通過處于不同電位的一物體和另一物體的轉(zhuǎn)移以重新建立中性平衡時,就發(fā)生靜電放電。

第二章靜電基本知識一、靜電和靜電現(xiàn)象49第二章靜電基本知識3、靜電的特點：

1）高電位：最高可達數(shù)萬至數(shù)十萬伏，操作時常達數(shù)百和數(shù)千伏。2）低電量：靜電流多為微安級。3）作用時間短：靜電放電的持續(xù)時間多為微秒級。4）受環(huán)境影響大：特別是濕度，濕度上升、靜電下降。4、

相關(guān)術(shù)語1）ESD（ElectroStaticDischarge）：即是靜電放電的意思，具有不同靜電勢的兩個物體之間的靜電轉(zhuǎn)移。2）靜電敏感度：元器件所能承受的靜電放電電壓值稱為靜電敏感度。它與元器件的結(jié)構(gòu)尺寸、材料性能、功耗大小等因素有關(guān)。

根據(jù)國家《電子產(chǎn)品防靜電放電控制大綱》規(guī)定，將“靜電敏感度”分成三級：1級：0~1999V2級：2000~3999V3級：4000~15999V非敏感：16000V以上第二章靜電基本知識3、靜電的特點：50第二章靜電基本知識3）靜電敏感器件（ESSD——ElectrostaticSensitiveDivices）：電表敏感器件是指在日常操作、試驗、包裝、運輸?shù)冗^程中容易遭受靜電場或靜電放電的損害的分立器件、集成電路及組件。研祥公司常見的靜電敏感元器件：晶體管、集成電路（IC），場效應(yīng)管（MOS管），光電器件，板卡。4）表面電阻率：沿試樣材料表面電流方向的直流電場強度與單位長度的表面?zhèn)鲗?dǎo)電流之比，單位用Ω表示。5）體積電阻率：沿試樣材料體積電流方向的直流電場強度與該處電流密度之比，單位用Ω.cm表示。

第二章靜電基本知識3）靜電敏感器件（ESS51第二章靜電基本知識二、靜電是怎樣產(chǎn)生的?物質(zhì)都是由分子組成，分子是由原子組成，原子中有帶負電的電子和帶正電荷的質(zhì)子組成。在正常狀況下，一個原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負平衡，所以對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是電子環(huán)繞于原子核周圍，一經(jīng)外力即脫離軌道，離開原來的原子兒而侵入其他的原子B，A原子因缺少電子數(shù)而帶有正電現(xiàn)象，稱為陽離子、B原子因增加電子數(shù)而呈帶負電現(xiàn)象，稱為陰離子。(如圖所示)第二章靜電基本知識二、靜電是怎樣產(chǎn)生的?52第二章靜電基本知識2、造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道，這個外力包含各種能量(如動能、位能、熱能、化學(xué)能……等)在日常生活中，任何兩個不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電，所以磨擦是產(chǎn)生靜電最通常的方式。3、當(dāng)兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷如電子轉(zhuǎn)移到另一個物體使其帶正電，而另一個體得到一些剩余電子的物體而帶負電。若在分離的過程中電荷難以中和，電荷就會積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物體接觸后分離就會帶上靜電。通常在從一個物體上剝離一張塑料薄膜時就是一種典型的“接觸分離”起電，在日常生活中脫衣服產(chǎn)生的靜電也是“接觸分離”起電。4、固體、液體甚至氣體都會因接觸分離而帶上靜電。為什么氣體也會產(chǎn)生靜電呢？因為氣體也是由分子、原子組成，當(dāng)空氣流動時分子、原子也會發(fā)生“接觸分離”而起電。所以在我們的周圍環(huán)境甚至我們的身上都會帶有不同程度的靜電，當(dāng)靜電積累到一定程度時就會發(fā)生放電。第二章靜電基本知識2、造成不平衡電子分布53第二章靜電基本知識

5、我們都知道摩擦起電而很少聽說接觸起電。實質(zhì)上摩擦起電是一種接觸又分離的造成正負電荷不平衡的過程。摩擦是一個不斷接觸與分離的過程。因此摩擦起電實質(zhì)上是接觸分離起電。在日常生活，各類物體都可能由于移動或摩擦而產(chǎn)生靜電。工作桌面、地板、椅子、衣服、紙張、卷宗、包裝材料、流動空氣。

6、另一種常見的起電是感應(yīng)起電。當(dāng)帶電物體接近不帶電物體時會在不帶電的導(dǎo)體的兩端分別感應(yīng)出負電和正電。

第二章靜電基本知識5、我們都知道摩擦起電54第二章靜電基本知識三、物體不接觸也能起電嗎？

除物體除接觸后分離能起電外，當(dāng)帶電物體接近不帶電物體時會在不帶電的導(dǎo)體的兩端分別感應(yīng)出負電和正電，如下圖1所示。當(dāng)物體Ａ與Ｃ發(fā)生放電時會造成Ｃ與Ｂ之間放電，如下圖2所示。若Ｃ與Ｂ之間不發(fā)生放電，則Ｃ會帶上剩余的電荷，如下圖3所示。

圖1

圖2圖3第二章靜電基本知識三、物體不接觸也能起電嗎55第二章靜電基本知識四、怎樣知道物體表面帶有靜電，可以用靜電測試儀測量，也可以用薄紙片靠近它，看薄紙片是否被其吸引。五、什么是靜電放電，帶有異種靜電荷的物體彼此靠近時，或它們與其它金屬導(dǎo)電物體靠近時，當(dāng)他們之間的空氣被其間的電壓擊穿時，產(chǎn)生的電火花現(xiàn)象即為靜電放電。六、電荷，就是帶電粒子。物體由分子組成，分子又由原子組成，原子又由帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子組成。平時，它們的正負電荷量是一樣多的，所以顯中性。由于某種原因當(dāng)它們失去一些電子時它們有了多余的正電便帶上了正電荷，當(dāng)它們得到一些電子時，它們有了多余的負電，它們便帶上了負電荷。這就是電荷。第二章靜電基本知識四、怎樣知道物體表面帶有56第二章靜電基本知識七、電位，帶電物體周圍存在有電場，它是一種能量場，處在其中的帶電粒子受此電場力的作用，會產(chǎn)生定向移動（根據(jù)同性相吸、異性相斥的原理運動），靠主電荷越近的地方作用力越大，此處的電位也就越高，這就是電位，也叫電勢。大地的電位為0電位。八、電流，當(dāng)帶有靜電的物體與接地導(dǎo)體相接觸時，在電場力的作用下，其上的靜電荷就會轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體上去，這便形成了電子的流動即電流。利用這個原理，我們可以將有害的靜電及時從接地導(dǎo)體上放走。為了防止放電電流過大，造成焦耳熱損傷，所以在防靜電帶的接地線中串入了一個1M的泄放電阻。九、靜電的物理現(xiàn)象

靜電的帶電體所產(chǎn)生的電場稱為靜電場。靜電與靜電場有三種重要的作用和

物理現(xiàn)象,即力的作用、電場強度和放電現(xiàn)象、靜電感應(yīng)。第二章靜電基本知識七、電位，帶電物體周圍存57第二章靜電基本知識十：人帶上很高電壓的靜電會有什么生命危險嗎？人身體上能帶多高電壓的靜電？帶上很高的靜電會有什么生命危險嗎？人體靜電極端電位值是多少？我們試驗過人體帶靜電5萬伏時沒有不適的感覺，帶上8萬伏高壓靜電時依然面帶微笑，10萬伏（最高試驗過12萬伏）時也沒有生命危險！

第二章靜電基本知識十：人帶上很高電壓的靜電58第二章靜電基本知識第二章靜電基本知識59第三章靜電的產(chǎn)生與作用一、靜電的產(chǎn)生1、靜電的產(chǎn)生，造成物體表面產(chǎn)生過剩的正電荷或負電荷的過程叫做帶電，或產(chǎn)生了靜電。靜電可以通過物體之間的摩擦產(chǎn)生，也可以通過靜電感應(yīng)產(chǎn)生。靜電現(xiàn)象在我們?nèi)粘Ｉ钪斜缺冉允?，如：雷雨天天空中的雷電，冬天脫衣服時的火花放電，走路時化纖褲子老易沾附在人的腳和腿上等，都是靜電的充分表現(xiàn)。2、人體的導(dǎo)電性，人體的體液和血液是導(dǎo)體，電阻很小，電流容易流過；但人體的皮膚的導(dǎo)電性遠不如體液好，而且與季節(jié)和空氣中的濕度有關(guān)。所以人體在寒冷干燥的冬天容易帶較多的靜電，而在炎熱潮濕的夏天人體所帶的靜電就少多了?？諝獾膶?dǎo)電性也如此，在寒冷干燥的冬天導(dǎo)電性差，周圍物體上的靜電不易被它放掉；而在潮濕的空氣中，物體上的靜電則易于被它放掉。后者對工作場地防靜電有利。第三章靜電的產(chǎn)生與作用一、靜電的產(chǎn)生60第三章靜電的產(chǎn)生與作用3、人體靜電的來源

1）體表與衣服的磨擦，2）衣服之間的磨擦，3）衣服與外界（包括空氣）之間的磨擦，4）人體與帶靜電物體的接觸時的導(dǎo)入等。4、靜電的特點，靜電以電荷的形式存在與物體的表面，在絕緣物體表面它的分布是不均勻的，因為它在絕緣體上不能自由移動;而在絕緣導(dǎo)體表面它的分布基本是均勻的，這與周圍的環(huán)境有關(guān)。靜電的特點還有：

高電位：最高可達數(shù)萬至數(shù)十萬伏，操作時常達數(shù)百和數(shù)千伏。低電量：靜電流多為微安級。作用時間短：靜電放電的持續(xù)時間多為微秒級。受環(huán)境影響大：特別是濕度，濕度上升、靜電下降。根據(jù)公式：Q=CU有U=Q/C

這里Q為物體所帶的靜電荷量，C為物體的電容量，U為物體上的電壓。因為衣服上的電容很小，所以很小的靜電量也能產(chǎn)生很高的電壓。第三章靜電的產(chǎn)生與作用3、人體靜電的來源61第三章靜電的產(chǎn)生與作用二、人體身上的靜電有多高?

1、在干燥的季節(jié)若穿上化纖衣服和絕緣鞋在絕緣的地面行走等活動，人體身上的靜電可達幾千伏甚至幾萬伏。下表是與人體相關(guān)的幾種常見的靜電電壓：

靜電電壓（V）

靜電產(chǎn)生方式相對濕度10——20%RH65——90%RH人走過化纖地毯350001500人拿TEFLON硅片架300001200人走過塑膠地板12000250人在工作臺邊操作6000100人翻塑面說明書文件7000600人拿起普通聚乙烯袋200001000從塑料管中取IC2000200用泡沫盒包裝單板210001900人從聚氨脂泡沫座上站起180001500第三章靜電的產(chǎn)生與作用二、人體身上的靜電有62第三章靜電的產(chǎn)生與作用2、靜電壓的大小與物體材料、相對運動速度、壓力大小及環(huán)境的溫度、濕度都密切相關(guān)。對于一般電子元器件，當(dāng)相對濕度為65——90%RH時，靜電安全電壓值為小于100V，流過人體的安全電流值為小于5mA。第三章靜電的產(chǎn)生與作用2、靜電壓的大小63第四章電子行業(yè)的靜電防護一、靜電防護基本原則

自然界的所有物質(zhì)都是由原子組合而成,原子中的質(zhì)子(正電荷)與電子(負電荷)存在于我們生活中每個角落,可以這樣說:靜電是無處不有,無時不在,時時刻刻存在我們生活中的一切周圍。

在靜電防護過程中打算將靜電完全消除是困難的,是我們可以采取防護

措施,將靜電的產(chǎn)生與積聚控制在最的限度之內(nèi)。防靜電防護的基本原則:1.

在靜電安全區(qū)域內(nèi)使用或安裝靜電敏感組件。2.

用靜電屏蔽容器運送靜電敏感組件。第四章電子行業(yè)的靜電防護一、靜電64第四章電子行業(yè)的靜電防護二、靜電安全工作區(qū)域應(yīng)具備的條件

一個安全的工作區(qū)域,包括所有導(dǎo)電性與絕緣性物體不得存在足夠破壞ESDS組件的電荷,所以整個靜電安全工作區(qū)域必須具有:1）完整的導(dǎo)電材料及接地系統(tǒng),使產(chǎn)生靜電的運動物體及時地泄漏,2）適當(dāng)?shù)撵o電屏蔽容器，

3）通常規(guī)定在該區(qū)域內(nèi)任意二點之間的靜電電壓不得超過100V。

三、完整的靜電防護工作應(yīng)具備的條件

1.

完整的靜電安全工作區(qū)域

2.

使用靜電屏蔽容器運送靜電敏感組件

3.

工作人員具備完全的靜電防護觀念

4.

警示客戶,使客戶不致因不知道而造成對ESDS組件破壞

第四章電子行業(yè)的靜電防護二、靜電安全65第四章電子行業(yè)的靜電防護

四、

靜電消除方法

1.

導(dǎo)電性物體的靜電消除方法

導(dǎo)電性物體的物理特性是物體中的電子可以自由移動,物體中的電位會迅速平衡,達到每點電位相等。由于電子可自由移動的特性,我們可以很簡單地加以接地,給予這些物體中不平衡電子一個通路,將多余的電子釋放到大地,即可消除物體攜帶的靜電。2.

非導(dǎo)體的靜電消除方法非導(dǎo)電性物體或絕緣體,電荷無法在物體中自由移動,非導(dǎo)電性物體也就不能用接地方法來泄漏靜電荷。

要想把絕緣體上的靜電荷消除至零是難以辦到的,一般只要消除到對

電子產(chǎn)品沒有危害就可以了,常用的非導(dǎo)體帶靜電荷消除方法有:A.使用離子風(fēng)機中和B.控制環(huán)境溫度與濕度C.用靜電導(dǎo)體制品取代非導(dǎo)體制品D.采用靜電消除劑E.采用靜電屏蔽F.嚴格執(zhí)行靜電防治工藝規(guī)程第四章電子行業(yè)的靜電防護四、66第四章電子行業(yè)的靜電防護

五、

靜電屏蔽容器ESDS組件在輸送過程中,大部份人都會考慮到:不要讓包裝材料因摩擦而產(chǎn)生靜電,破壞組件,但忽視了一個重要觀念

──

靜電感應(yīng)現(xiàn)象,包裝袋或容器本身不產(chǎn)生靜電,但外界電場卻能透過絕緣材料的容器及包裝袋,破壞里面的ESDS器件。

若采用導(dǎo)電性容器,不但不會產(chǎn)生靜電,同時更能保護組件不受外界電場的破壞。

目前導(dǎo)電性材料均為碳化材料,為不透明的黑色,也有透明或高度靜電要求,則需使用靜電屏蔽袋。

靜電屏蔽容器包含:1.

導(dǎo)電性塑料盒(箱)2.

導(dǎo)電性塑料袋3.

導(dǎo)電性海棉4.

靜電屏蔽袋

第四章電子行業(yè)的靜電防護五、67第四章電子行業(yè)的靜電防護六、靜電防護的方法一般防護方法包括：消除人體靜電；配備防靜電儲運器具；配備適宜的作業(yè)環(huán)境。具體來講：1．人體靜電由于人體是最大的靜電源，所以要加強對人體靜電的控制，對人體的防護主要采用防靜電腕帶、防靜電服和防靜電鞋。◆防靜電腕帶：防靜電腕帶可提供從人體到地的有效的靜電泄放通道。由松緊圈和接地組件構(gòu)成。接地組件串接了一個1M歐電阻，以同時保證人體和靜電敏感器件不受傷害。佩戴腕帶時，應(yīng)使腕帶與皮膚良好接觸，不能在帶腕帶處涂敷油脂類物質(zhì)。腕帶應(yīng)每日測試，以確保其性能良好。不能使用無繩防靜電腕帶。◆防靜電服：進入防靜電區(qū)域的人員必須穿防靜電服，對其的要求是磨擦靜電壓不超過300V?！舴漓o電鞋：為保證人體有效接地，操作者應(yīng)穿防靜電鞋要求系統(tǒng)電阻為105~108Ω。2．

備防靜電儲運器具儲存、運輸ESSD所用的貯存箱、儲存盒、包裝袋、包裝管、轉(zhuǎn)運車、防護泡沫等，都必須使用防靜電材料，材料的表面電阻一般為106~1010Ω。第四章電子行業(yè)的靜電防護六、靜電防護的方法68第四章電子行業(yè)的靜電防護

3.

配備適宜的作業(yè)環(huán)境◆防靜電臺墊：在操作ESSD的工作臺面上，應(yīng)鋪設(shè)以防靜電材料制成的臺墊，以使與臺面接觸的器件、工具、人體等都處于同一電位，并通過將臺墊適當(dāng)接地使靜電得以泄放?！舴漓o電地面（地墊）：為確保廠房的靜電防護效果，應(yīng)使用防靜電地板材料鋪設(shè)地面；或在普通地面上鋪設(shè)防靜電地墊，并通過適當(dāng)接地使靜電及時泄放。對地面（地墊）的要求是表面電阻在105~109Ω?！艄ぷ饕危汗ぷ饕问欠漓o電作業(yè)區(qū)的重要設(shè)施，是全面控制人體靜電的方法之一。工作椅的系統(tǒng)電阻應(yīng)為106~108Ω?！艚拥叵到y(tǒng)：防靜電接地系統(tǒng)必須有單獨可靠的接地裝置。接地體處的接地電阻不超過10Ω。接地線不得接在電源零線上，不得與防雷地線共用。防靜電作業(yè)區(qū)的地線可采用兩種方法鋪設(shè)：一種是將從接地體引出的地線、單獨鋪設(shè)到作業(yè)崗位，另一種是利用三相五線制的地線作為防靜電地線。◆相對濕度的控制：提高工作環(huán)境的相對濕度消除靜電的有效方法之一。但是，相對濕度增加到50%以上時，濕度故障率（包括漏電、腐蝕、人體不舒等故障）就會增加。所以，相對濕度一般應(yīng)控制在40%～70%。第四章電子行業(yè)的靜電防護

3.

配備適69第四章電子行業(yè)的靜電防護七、防靜電系統(tǒng)1.管理組織

1)系統(tǒng)規(guī)劃企業(yè)的靜電防護工作是一項系統(tǒng)工程。電子產(chǎn)品在生產(chǎn)過程的每個環(huán)節(jié)都有可能遭受靜電的危害；同時，開發(fā)部門應(yīng)從布板、電路設(shè)計、器件選擇等方面改進設(shè)計，提高產(chǎn)品的整體抗靜電性能。因此，對于靜電的控制和防護，不僅僅是哪一個部門的事，而要從設(shè)計、采購、工藝、制造、品質(zhì)等全流程上考慮安排，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，各司其職，以建立起完整、嚴密、有效的靜電防護工程體系，這樣才能從根本上保障產(chǎn)品的質(zhì)量。2）監(jiān)測和記錄防靜電措施要有專人負責(zé)落實，并形成制度，才能真正貫徹實施。否則一切硬件投入可能起不到實際作用?！羧藛T：應(yīng)由兩人兼職管理，測試，記錄。多數(shù)情況下需兩人配合，并防止人員流動斷檔?！魷y試和記錄：綜上所述，每天應(yīng)完成下列測試和記錄。◆檢查防靜電工作區(qū)內(nèi)工作人員著裝和防靜電各項規(guī)定執(zhí)行情況。◆有條件應(yīng)在工作現(xiàn)場和流水線上用靜電測試儀測各種情況下的靜電電壓。第四章電子行業(yè)的靜電防護七、防靜電系統(tǒng)70第四章電子行業(yè)的靜電防護

3）培訓(xùn)和素養(yǎng)：應(yīng)將防靜電知識/措施作為全員培訓(xùn)的重要內(nèi)容讓每一員工都弄懂弄通，形成良好的職業(yè)習(xí)慣。如：

◆服裝，圖紙資料等不得接觸元器件，圖紙資料應(yīng)放入防靜電文件袋內(nèi)，懸掛；

◆塑料盒，像皮，紙板，玻璃等易產(chǎn)生靜電的雜物不允許堆放在靜電安全工作臺上；

◆必需戴好靜電環(huán)和手套后才可接觸元器件，手拿PCB或敏感器件時盡量持邊緣，避免接觸其引線和接線片；

◆自覺遵守和執(zhí)行防靜電的制度和規(guī)定等。

2、典型配套技術(shù)與設(shè)施防靜電諸多措施實為一套系統(tǒng)工程一個環(huán)節(jié)的疏漏可能就有千里之堤潰于蟻穴之臾，不可不慎。

第四章電子行業(yè)的靜電防護371第四章電子行業(yè)的靜電防護

1）防靜電地線的埋設(shè)：⑴．廠房建筑物的避雷針一般與建筑物鋼筋混凝土焊接在一起妥善接地，當(dāng)雷擊發(fā)生時，接地點乃至整個大樓的地面都將成為高壓大電流的泄放點一般認為在泄放接地點20M蕩圍內(nèi)都會有“跨步電壓”產(chǎn)生，即在此范圍內(nèi)不再是理想零電位。另外，三相供電的零線由于不可能絕對平衡而也會有不平衡電流產(chǎn)生并流入零線的接地點，故防靜電地線的埋設(shè)點應(yīng)距建筑物和設(shè)備地20米以外。⑵．埋設(shè)方法：為保證接地的可靠，至少應(yīng)有三點以上接地，即每隔5m挖深1.5m以上坑，將2m以上鐵管或角鐵打入坑內(nèi)（即角鐵插入地下2m以上），再用3mm厚銅排將這三處焊接在一起，用16mm2絕緣銅芯線焊上引入室內(nèi)為干線。⑶．坑內(nèi)施以適量木炭粉和工業(yè)鹽，以增加土壤導(dǎo)電性，填埋后用接地電阻測試儀測量，接地電阻應(yīng)<4Ω，且每年至少測試一次(4)接地的目的：1）靜電放電；2）保護敏感組件；3）保護人體安全；4）降低靜電壓。第四章電子行業(yè)的靜電防護72第四章電子行業(yè)的靜電防護2）防靜電地線的鋪設(shè)

⑴廠房建筑物的避雷針一般與建筑物鋼筋混凝土焊接在一起妥善接地,當(dāng)雷擊發(fā)生時,接地點乃至整個大樓的地面都將成為高壓大電流的泄放點,一般認為在泄放接地點20M范圍內(nèi)都會有“跨步電壓”產(chǎn)生,即在此范圍內(nèi)不再是理想