靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識

靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識一、什么是靜電靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識靜電(Electrostatic，staticelectricity)

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)生的電磁場對電子元器造成電磁干擾。靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識二、什么是靜電放電靜電放電（ElectrostaticDischarge，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

靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識人體電位（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靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識三、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(圖1)----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(圖2)

圖1圖2靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識序號材料序號材料序號材料正電荷方向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)電荷方向常見物體帶電順序靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識四、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

定律的內(nèi)容：真空中兩個點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

F=K×q1×q2÷(r2×ε)

靜電壓

帶靜電電荷物體之間或它們與大地之間的電勢差。靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識靜電壓V=Q/C=Q*d/(A*ε)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ε－－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。靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識五、靜電放電的幾種模式

人體放電模式HBM（humanbodymodel)

機(jī)器放電模式MM（machinemodel)

充電器件放電模式CDM(charged-devicemodel)靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識六、靜電放電敏感器件(SSD)靜電損傷機(jī)理:

熱擊穿;由于半導(dǎo)體的熱時間常數(shù)比靜電放電脈沖時間長,所以靜電放電產(chǎn)生的熱量從熱量耗散面積向外散熱好少因而在器件形成較大的溫度梯度.

介質(zhì)擊穿;加在絕緣層兩端的電壓超過介質(zhì)擊穿電壓時,會發(fā)生介質(zhì)擊穿.

氣體電弧放電;如果器件中沒有被鈍化的薄電極之間間距很小場強(qiáng)超過氣體擊穿場強(qiáng)時會引起電弧放電,造成瞬間氣體電弧放電,造成瞬態(tài)電流過大使器件受到損壞.靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識靜電敏感度介于0—1999V的元件為1級

靜電敏感度介于2000—3999V的元件為2級

靜電敏感度介于4000—15999V的元件為3級

靜電放電敏感器件(SSD)等級靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識七、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1×105歐姆或體電阻率小于1×104歐姆/厘米耗散材料：表面電阻率大于或等于1×105而小于1×1012歐姆，或體電阻率大于或等于1×104而小于1×1011歐姆/厘米的材料。

屏蔽材料：表面電阻率小于1×104歐姆或體電阻系數(shù)小于1×103歐姆/厘米絕緣材料：表面電阻率大于1×1012歐姆或體電阻率大于1×1011歐姆/厘米靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識表面電阻率——

沿試樣表面電流方向的直流電場強(qiáng)度與電流密度之比,單位為:Ω。體積電阻率——

沿試樣體積電流方向的直流電場強(qiáng)度與電流密度之比,單位為:Ω/cm2

。

靜電保護(hù)區(qū)EPA(Electrostaticprotectedarea)——

防靜電等級要求較高的工作區(qū)。配備各種防靜電裝備(用品)和設(shè)置接地系統(tǒng)(等電位連接),能限制靜電的積累和電位,具有確定邊界和專門標(biāo)記的生產(chǎn),維護(hù),存儲,使用,裝配SSD的場所。靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識等級防護(hù)區(qū)的靜電電位最高限值1100V2500V31000V靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識靜電防護(hù)等級電子工業(yè)中的靜電問題靜電的主要來源：

人體靜電(特別強(qiáng)調(diào))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、搬運(yùn)、儲存、測量等

靜電的安全泄放電流：小于5毫安靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識二、人體靜電

人體電勢是最重要的靜電源,這主要有三個方面的原因:

1.人體接觸面廣,活動范圍大.2.人體與大地間的電容很低.3.人體的電阻很低相當(dāng)于一個良導(dǎo)體

影響人體靜電的因素:

1.人體靜電與人體所接觸的環(huán)境以及活動的方式有.如下圖所示的動作與靜電的變化;靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識10010001500810V走坐腳抬起1550V（站起）腳放下1400V坐下動作5KV/S3.8KV/S3.2KV/SV人在不同動作時的靜電壓變化靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識

影響人體靜電的因素:

1.人體靜電與環(huán)境濕度有關(guān),濕度越低則靜電勢越高;2.人體靜電與衣物,鞋帽的材料有關(guān),化纖制品較棉制品更易產(chǎn)生靜電;3.人體靜電與個人的體質(zhì)有關(guān),主要表現(xiàn)在人體等效電阻和人體等效電容上.

4.人體靜電與個人的操作速度有關(guān),操作速度越快,人體靜電勢越高.5.人體各個部位所帶的靜電電荷不是均等的,一般認(rèn)為手腕的靜電勢最高靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識二、儀器和設(shè)備的靜電儀器設(shè)備外殼也會由于摩擦或靜電感應(yīng)帶上靜電.如傳輸帶在傳動的過程中與轉(zhuǎn)軸接觸和分離產(chǎn)生的靜電;接地不良儀器金屬外殼在電場中感應(yīng)產(chǎn)生靜電等三、器件本身的靜電電子器件的外殼(主要指陶瓷,玻璃和塑料封裝管殼)與絕緣材料相互摩擦,也會產(chǎn)生靜電.靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識基本思路及方法：1、控制靜電產(chǎn)生工藝控制法－－防止靜電產(chǎn)生2、防護(hù)靜電耗散及泄漏(主講)靜電耗散及泄漏法靜電屏蔽與接地靜電中和法環(huán)境增濕電子產(chǎn)品ESD的防護(hù)設(shè)計靜電防護(hù)標(biāo)識靜電防護(hù)原理靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識一、靜電耗散及泄漏:

將生產(chǎn)環(huán)境和各種操作過程中產(chǎn)生的靜電迅速耗散,以及泄漏是防止靜電危害行之有效的方法.靜電耗散及泄漏的一般要求

1.靜電耗散原理:將電子生產(chǎn)用的種類用品(裝備)用ESD防護(hù)材料來制備.2.靜電泄漏定義:帶電體上的電荷通過內(nèi)部和其表面等途徑,而使之部分或全部消失的現(xiàn)象.

以上要求通常都是同是使用耗散與接地的特殊情況

耗散與接地的特殊情況是指防靜電系統(tǒng)的懸浮接地與等電位防靜電材料(裝備)使用中的安全問題二、靜電中和:靜電中和定義:帶電體的電荷與其內(nèi)部和外部相反符號的電荷(電子或離子)的復(fù)合而使所帶的靜電電荷部分或全部消失的現(xiàn)象.

靜電中和原理:利用無資源自感式,直流高壓,交流高壓,同位素電離等腰三角形原理通過金屬放電針或放射線使空氣電離產(chǎn)生正負(fù)離子與靜電源上的正負(fù)電荷中和,從而消除靜電源上積累的靜電.三、靜電屏蔽與接地:靜電屏蔽及接地通常用于對高壓電源產(chǎn)生靜電電場屏蔽,某些對靜電極敏感電路的屏蔽從而避免靜電場對SSD和SSD組件的感應(yīng)及靜電產(chǎn)生.

靜電屏蔽的作用是通過將一個區(qū)域封閉起來的殼體實現(xiàn)的.殼體可以做成金屬隔板式,盒式,也可以做電纜屏蔽和連接器屏蔽靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識五、環(huán)境增濕:環(huán)境相對濕度增加,則非導(dǎo)體材料(如衣服,工作臺)表面的電阻減小,使物體積蓄的靜電電荷可以更快的泄漏.

附下表為環(huán)境濕度對靜電的影響.四、電子產(chǎn)品ESD的防護(hù)設(shè)計:

SSDESD保護(hù)電路的設(shè)計.

電子設(shè)備的ESD保護(hù).靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識運(yùn)動形式靜電電壓（V）相對濕度65—90%相對濕度10—20%在乙烯地板上行走25012,000在合成地毯上行走1,50035,000在鋪有地毯的工作臺上滑動塑膠盒1,50018,000坐在發(fā)泡膠椅墊上工作1,50018,000坐在普通木椅上工作1006,000拿起塑料袋6007,000用塑膠薄膜包裝PCB3,00016,000從PCB上撕下膠帶1,50012,000靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識

濕度對靜電的影響EPA定義和總體技術(shù)要求

1.防靜電工作區(qū)定義:配備各種防靜電裝備(用品)和設(shè)置地系統(tǒng)(等電位連接)能限制靜電的積累和具有確定邊界和專門標(biāo)記的生產(chǎn),維護(hù),存儲,使用,裝配SSD的場所.

2.防靜電工作區(qū)的范圍:生產(chǎn)車間和庫房;電子機(jī)房(計算機(jī),程控,測試機(jī)房);電子維修站(包括臨時維修點(diǎn)和移動式)等.EPA硬件組成和要求軟件與管理方面要求EPA內(nèi)防靜電用品,生產(chǎn)設(shè)備,特殊裝備的要求EPA環(huán)境要求防靜電工作區(qū)(EPA)構(gòu)成和技術(shù)要求靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識1、人體防靜電材料防靜電衣、帽：表面阻抗106~109

防靜電腕帶：電阻106±10%防靜電鞋：表面阻抗<106

防靜手套,指套：表面阻抗106~109

EPA內(nèi)防靜電用品,生產(chǎn)設(shè)備特殊裝備的要求一、靜電防護(hù)用品靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識作業(yè)員穿著防止靜電的作業(yè)衣服的要求1.摘下袖子的情況下，胳膊前端的肌肉露出來。2.比作業(yè)臺高的部分衣服的拉鏈不能打開（作業(yè)臺下面的可以）。

防靜電作業(yè)衣服靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識防靜電手帶2、

不松緩確實直接接觸皮膚。3、為防止漏電，引線帶絕緣皮。用導(dǎo)電性材料做成腕帶固定在手腕上接地。

1、

為了防止作業(yè)員在電氣漏電部分誤觸感電，必須加進(jìn)1MΩ程度的限流電阻。靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識防靜電鞋

要求：

兩腳不能抬起來；不要墊鞋墊。作用：

1.在人體發(fā)生的靜電迅速完全流到地上；2.抑制導(dǎo)電床和導(dǎo)電鞋間的摩擦帶電。

靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識2、防靜電包裝制品包裝袋IC管儲存盒海綿搬運(yùn)車座椅靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識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靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識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。靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識二、接地系統(tǒng)1、安全保護(hù)接地:就是將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼部分與接地體之間作良好的金屬導(dǎo)通連接.當(dāng)沒有保護(hù)接地的電氣設(shè)備絕緣損壞時,其外殼有可能帶電,如果人體觸及電氣設(shè)備的外殼就有可能被電擊傷或造成生命危險2、工作接地:

工作接地是將電力系統(tǒng)中的某一點(diǎn)(通常是指中性點(diǎn))直接或經(jīng)特殊設(shè)備(如消弧線圈,阻抗電阻等)與大地作金屬連接,稱為工作接地.主要有:降低人體的接觸電壓,訊速切斷故障,降低電氣設(shè)備和電力線路的設(shè)計絕緣水平等作用.3、靜電接地:

將帶靜電物體或有可能產(chǎn)生靜電體與大地構(gòu)成電氣回路的接地叫做靜電接地.靜電接地電阻一般要求不大于10歐姆備注:重復(fù)接地,防雷接地,屏蔽接地,直流接地,信號接地等,在這不作詳解.靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識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1MΩ電阻GOOD綠燈亮夾子直接接觸LOW紅燈亮靜電環(huán)測試儀三項都OK,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。靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識工廠靜電防護(hù)要求1、人員防靜電條件所有人員若有機(jī)會接近無保護(hù)的ESDS(靜電敏感器件)30CM范圍以內(nèi),就必須采取靜電防護(hù)措施.固守崗位的最低防護(hù)要求為佩戴防靜電手腕;移動崗位則必佩戴防靜電手套,穿著防靜電工衣,工鞋;對于一些必要的或關(guān)鍵崗位還須加離子風(fēng)機(jī).2、生產(chǎn)器材及設(shè)施靜電防護(hù)條件所有生產(chǎn),運(yùn)輸,存儲過程中使用到的器材和設(shè)施;若表面電壓超過+/-100V的,具有機(jī)會接近無保護(hù)的ESDS(靜電敏感器件)30CM范圍以內(nèi)就必須采取靜電防護(hù)措施.3、靜電防護(hù)操作及崗位的一般要求

在防靜電區(qū)域出入口處的醒目位置,應(yīng)設(shè)置永久性的防靜電警示標(biāo)識和警告標(biāo)志.所有防靜電區(qū)域應(yīng)進(jìn)行溫濕度的管制,推薦相對溫度為:20oC~25oC;濕度為:50%~70%嚴(yán)禁在相對濕度底于30%的情況下進(jìn)行操作ESDS器件.

在防靜電區(qū)域(點(diǎn))內(nèi)應(yīng)避免生產(chǎn)瞬時高電壓源或瞬時高壓作業(yè).靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識防靜電作業(yè)區(qū)域內(nèi)所有防靜電設(shè)施不得隨意移動或拆除,應(yīng)當(dāng)是永久性的防靜電區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備都必須接地良好(被測試整機(jī),測試設(shè)備,裝置夾具,波峰焊機(jī),電批,鉻鐵,周轉(zhuǎn)車等),防靜電工作臺面必須是導(dǎo)電的,不得隨意加普通的塑料板,紙皮,抹布等物品防靜電工作區(qū)的工作臺上,不得放置非生產(chǎn)性物品,如餐具,茶葉,提包鑰匙飾品,手機(jī),報刊,紙巾等物品.防靜電工位的人員使用文件夾,文件袋都應(yīng)該是防靜電的;不得使用普通的文件,文件袋.防靜電工位應(yīng)避免設(shè)在大功率輻射源磁場附近.防靜電工作崗位的腕帶必須在每個班次上班前進(jìn)行檢測,合格后才能進(jìn)行操作.所有人員接觸ESDS及組件之前應(yīng)戴好防靜電腕帶,保證腕帶與皮膚接觸良好,并接入防靜電地線系統(tǒng),在戴腕帶的皮膚上不得涂護(hù)膚油,防凍等油性物質(zhì).靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識所有ESDS及組件在其存儲,周轉(zhuǎn)過程中均必須采取合適的靜電防護(hù)措施,使用防靜電包裝材料和容器,周轉(zhuǎn)用的周轉(zhuǎn)車,周轉(zhuǎn)車必須有良好的接地.IC類ESDS必須盛放在專用的防靜電容器(如管