靜電防護(hù)培訓(xùn)教材

講師：石潔靜電測試培訓(xùn)目錄01什么是靜電及靜電產(chǎn)生方式02電子裝聯(lián)●

智能制造0304靜電破壞及對策靜電感應(yīng)及性質(zhì)靜電消除原理及方式電子裝聯(lián)●

智能制造01什么是靜電及靜電產(chǎn)生方式靜電物質(zhì)因摩擦等原因而導(dǎo)致正負(fù)電荷失衡、電子極性偏向一方的現(xiàn)象稱為“帶電”。在干燥的冬天，用手接觸汽車車門時(shí)有時(shí)會(huì)聽到噼啪的聲響——這就是靜電.靜電產(chǎn)生原理所帶正負(fù)電荷不同所帶正負(fù)電荷相同物質(zhì)均有原子組成，原子有若干帶負(fù)電的電子和帶正電的原子核組成，電子環(huán)繞于原子核周圍。這些電子就是靜電的原形。電中性電中性帶正電帶負(fù)電01接觸帶電02摩擦帶電03剝離帶電04滾動(dòng)帶電05噴射帶電06感應(yīng)帶電靜電產(chǎn)生的方式兩件不同的物體發(fā)生接觸時(shí)，一方的負(fù)電荷會(huì)向另一方移動(dòng)。這就是接觸帶電。靜電不光會(huì)因摩擦、剝離等特定的刺激而產(chǎn)生，其實(shí)單純的接觸也會(huì)產(chǎn)生靜電。靜電的產(chǎn)生方式-接觸帶電01接觸帶電摩擦帶電：兩個(gè)物體相互接觸，接觸面會(huì)因相互摩擦而帶電兩件物體相互摩擦，產(chǎn)生靜電的現(xiàn)象被稱為摩擦帶電。在最開始的車的例子中，人體與座椅的摩擦產(chǎn)生了靜電。人體與座椅摩擦?xí)r，會(huì)引發(fā)負(fù)電荷的移動(dòng)，產(chǎn)生靜電。脫衣物時(shí)產(chǎn)生的靜電，則是衣物與人體，或衣物與衣物之間發(fā)生摩擦，導(dǎo)致負(fù)電荷移動(dòng)而產(chǎn)生的。靜電的產(chǎn)生-摩擦帶電02摩擦帶電剝離帶電：接觸帶電的一種，在進(jìn)行剝離動(dòng)作時(shí)，由于產(chǎn)生帶電現(xiàn)象，因此有時(shí)被稱為“剝離帶電”。原先接觸的兩件物體分開（剝離）時(shí)產(chǎn)生的靜電，被稱為剝離帶電。在之前所說的食品用保鮮膜的例子中，在剝開原本卷在芯上的保鮮膜時(shí)，產(chǎn)生了靜電。將貼紙從底紙上撕下時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生靜電。剝離速度越快，帶電量越大。靜電的產(chǎn)生方式-剝離帶電03剝離帶電滾動(dòng)帶電：接觸帶電的一種。因旋轉(zhuǎn)體（如膠卷、滾筒等）在其他物體上滾動(dòng)而帶電。（反復(fù)的接觸和剝離）。靜電的產(chǎn)生方式-滾動(dòng)帶電04滾動(dòng)帶電噴射帶電：因高壓氣體或液體在噴射時(shí)與噴嘴等物體發(fā)生摩擦而帶電。靜電的產(chǎn)生方式-噴射帶電05噴射帶電①、因帶電物體接近或離開其他物體而帶電。像這種沒有相互接觸卻帶上靜電的現(xiàn)象稱為“感應(yīng)帶電”。②、例如：只需將帶電物體靠近IC，便會(huì)發(fā)生帶電現(xiàn)象。（靜電感應(yīng)）靜電產(chǎn)生的方式-感應(yīng)帶電06感應(yīng)帶電電子裝聯(lián)●

智能制造01靜電感應(yīng)及性質(zhì)在帶正電的帶電物體接近導(dǎo)電體的狀態(tài)下，如將導(dǎo)電體接地的話，電荷便會(huì)發(fā)生中和。在斷開導(dǎo)電體的接地后，一旦導(dǎo)電體離開帶電物體的話，負(fù)電荷便會(huì)殘留下來，導(dǎo)電體會(huì)變?yōu)樨?fù)電荷的狀態(tài)靜電感應(yīng)現(xiàn)象

將帶電物體靠近導(dǎo)電體（金屬等）后，導(dǎo)電體上接近帶電物體的部分會(huì)聚集與帶電物體不同種類的電荷，遠(yuǎn)離帶電物體的部分會(huì)聚集與帶電物體相同種類的電荷——這一現(xiàn)象稱為“靜電感應(yīng)”將帶正電的帶電物體靠近導(dǎo)電體（非接地狀態(tài)）后，導(dǎo)電體接近帶電物體的一面會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷，其反面會(huì)出現(xiàn)正電荷。接著，將接近導(dǎo)電體的帶電物體移開后，導(dǎo)電體的電荷便會(huì)恢復(fù)原狀。靜電感應(yīng)現(xiàn)象帶電序列之前我們已經(jīng)說明了靜電分為正靜電和負(fù)靜電，那么怎樣的物體會(huì)帶正電，怎樣的物體又會(huì)帶負(fù)電呢？將這一性質(zhì)簡明易懂地表達(dá)出來的，就是帶電序列。通過查詢帶電序列，我們就可以了解到哪些材質(zhì)易帶正電，哪些材質(zhì)易帶負(fù)電。例如尼龍材質(zhì)易帶正電，滌綸材質(zhì)易帶負(fù)電。當(dāng)滌綸與尼龍相觸時(shí)，尼龍帶正電，滌綸帶負(fù)電。此外，帶電序列中顯示的2種材質(zhì)的距離越遠(yuǎn)，產(chǎn)生的靜電也就越大。利用帶電序列，我們就可以知道某種材質(zhì)易帶正電還是負(fù)電，并了解產(chǎn)生靜電的大小。如果您受到了靜電問題的困擾，借助帶電序列或許就能解決。靜電的性質(zhì)和大小-帶電序列靜電性質(zhì)-帶電序列決定帶電量（靜電）的主要因素以及所產(chǎn)生靜電的大小會(huì)因下列環(huán)境變化而異：接觸面積壓力摩擦溫度濕度靜電電量面積越大，產(chǎn)生的靜電量就越大壓力越大，產(chǎn)生的靜電量就越大摩擦越大，產(chǎn)生的靜電量就越大雖然變化不大，不過溫度越高，電阻值就越小（絕緣體）濕度越大，產(chǎn)生的靜電量就越大人體也會(huì)帶電。乘車時(shí)發(fā)出的噼啪聲，是由于人體所帶的靜電發(fā)生了放電。在日常生活中讓人感到輕微疼痛的靜電的帶電量，約為3kV。1kV以下的靜電，幾乎是無法被人體察覺的。但是在制造現(xiàn)場等對品質(zhì)及衛(wèi)生進(jìn)行嚴(yán)格管控的場所，人體無法感受到的細(xì)微靜電也有可能造成問題。因靜電及放電導(dǎo)致的問題多種多樣，包括灰塵附著、設(shè)備不良，甚至起火、爆炸等。因此，即使是人體無法感知的靜電，有時(shí)候也必須進(jìn)行測量及管理。靜電的性質(zhì)和大小-帶電量估算術(shù)語說明電擊的強(qiáng)度???接觸放電電流時(shí)感受到的沖擊電擊電位???人體與帶電物之間的電位差。轉(zhuǎn)移到人體的帶電量帶電量估算導(dǎo)電體：容易通電的物質(zhì)——鐵、銅、鋁、碳等由于導(dǎo)電體的電子可以自由運(yùn)動(dòng)，因此帶電的導(dǎo)電體接地后便會(huì)變?yōu)?V.導(dǎo)電體正負(fù)電荷平衡狀態(tài)絕緣體：難以通電的物質(zhì)——塑料、橡膠、玻璃等由于電子難以自由移動(dòng)，因此帶電的絕緣體即使在接地后也不會(huì)變?yōu)?V。可能會(huì)因場所不同而導(dǎo)致帶電量存在差異或極性不同，其帶電分布不規(guī)則。絕緣體導(dǎo)體產(chǎn)生的靜電的去向不同材質(zhì)的帶電特性-導(dǎo)體A：帶負(fù)點(diǎn)導(dǎo)體B：接地后會(huì)有電流流過C：靜電消失絕緣體產(chǎn)生的靜電的去向不同材質(zhì)的帶電特性-絕緣體A：帶負(fù)點(diǎn)絕緣體B：即使接地也不會(huì)流通電流C：靜電不會(huì)消失絕緣體產(chǎn)生靜電時(shí)，去向與導(dǎo)體不同。由于絕緣體難以導(dǎo)電，即使接地，累積的靜電也不會(huì)流走。電子裝聯(lián)●

智能制造03靜電破壞及對策1、對電子器件的性能造成損壞

2、吸附灰塵

3、靜電放電磁場干擾靜電破壞未穿著防靜電腕帶、導(dǎo)電鞋直接用手接觸端子等

隨著近來的零件小型化和半導(dǎo)體高集成化趨勢，因靜電放電（ESD)而引起的電路或器件的靜電破壞已成為一大問題。眾所周知，MOS結(jié)構(gòu)的IC\FET及高頻器件等產(chǎn)品對靜電非常敏感，容易受到靜電破壞。半導(dǎo)體的靜電破壞模式大致分為以下三種：人體帶電模式（HBM)、器件帶電模式（CDM)、機(jī)器模式（MM)。HBM——人體所帶電荷接觸到器件端子時(shí)放電的模式靜電破壞MM——金屬裝置所帶的電荷接觸到器件端子時(shí)放電的模式CDM——器件的導(dǎo)體部分（芯片、電線、引線框等）帶靜電、器件端子接觸到設(shè)備或工具夾具時(shí)放電的模式IC的自動(dòng)裝配機(jī)的搬運(yùn)部發(fā)生摩擦帶電等設(shè)備或機(jī)器人的帶電、接地不充分電烙鐵的電源泄漏等靜電破壞靜電破壞問題點(diǎn)：部品包裝袋ESD2KV對策：換用防靜電包裝袋問題點(diǎn)：IC放置在靜電材質(zhì)泡沫上對策：使用ICJICESD2000VESD10000V靜電破壞問題點(diǎn)：部品與包裝袋混放對策：清除包裝袋ESD5000V問題點(diǎn)：部品盒材料不防靜電對策：鋪設(shè)防靜電MATESD2000V問題點(diǎn)：膠帶和文件夾含高靜電，記錄夾不得放置PBA臺(tái)車上。對策：膠帶改用其他無靜電材質(zhì)或其表面覆蓋無靜電透明膠帶。ESD7000V靜電的對策01靜電測量02接地03濕度管理04靜電消除器05靜電對策用品

在采取靜電對策之前，必須先看透靜電的有無?！罢业健膘o電，是靜電對策的第一步?？蓡栴}在于，靜電是無法被人眼直接觀察到的。對于發(fā)生片材貼附、灰塵附著等人眼可見問題的位置，我們可以察覺其中靜電的存在。此外，使用專用的測量儀，可以發(fā)現(xiàn)無表象問題處的靜電。使用測量儀，還能了解到需調(diào)查位置的靜電量。下面先介紹一下測量儀。調(diào)查靜電，需要使用名為靜電測量儀的專用測量設(shè)備。只需將靜電測量儀對準(zhǔn)需要測量的對象物，就能輕松測量出靜電量。靜電的對策-靜電測量靜電測量

對象物為導(dǎo)體時(shí)，只需進(jìn)行接地就能消除靜電。有關(guān)接地的具體內(nèi)容，請參閱上一章“不同材質(zhì)產(chǎn)生靜電的難易度”。接地是一種常見于日常生活中的靜電對策。例如自助式加油站的靜電消除板。靜電消除板直接接地，用手觸摸時(shí)，人體所帶的靜電會(huì)通過接地被導(dǎo)入大地。這樣一來，能有效防止因放電火花引燃?xì)饣偷氖鹿?。生產(chǎn)設(shè)備也同樣采用了這一原理。只需將設(shè)備接地，就能消除靜電?！咎攸c(diǎn)】接地即可，非常簡單。對金屬等導(dǎo)體非常有效。【注意事項(xiàng)】對樹脂等絕緣體無效。需注意避免接地、連接部分脫落、臟污等。接地消除靜電的原理靜電對策接地注意事項(xiàng)1.機(jī)器類的金屬部分直接接地。2.絕緣體接地?zé)o效果。3.作業(yè)臺(tái)或作業(yè)地面使用表面帶電阻的導(dǎo)電性MAT（10～10Ω）接地為。為了作業(yè)者的安全和控制電流，必須佩帶電阻值為1MΩ的靜電環(huán)接地。4.使用絕緣阻抗器定期檢查作業(yè)臺(tái)或作業(yè)地面的導(dǎo)電性MAT，作業(yè)者佩帶的靜電環(huán)是否斷開，電阻值是否正常等等。5.接地LINE不能使用鐵材構(gòu)成作業(yè)臺(tái)或傳送帶，應(yīng)設(shè)置專用接地LINE.58

將物體放置在空氣中水分較多的環(huán)境下，可以使表面附著大量的水分子。水能導(dǎo)電，因此當(dāng)物體表面附著大量水分時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)易導(dǎo)電的狀態(tài)。在該狀態(tài)下接地，能夠釋放靜電。此外，當(dāng)空氣中的水分增多時(shí)，靜電還會(huì)經(jīng)由空氣中的水分，被自然地釋放。因此，濕度管理是一種營造靜電不易蓄積環(huán)境的有效對策。

物體中蓄積的靜電，會(huì)隨著物體表面附著的水滴及空氣中的水分被釋放，最終經(jīng)由接地（與地面的接點(diǎn)）流向地面。物體會(huì)更易導(dǎo)電，其中蓄積的靜電經(jīng)由接地被釋放?？諝鉂穸裙芾硐o電靜電對策濕度管理注意事項(xiàng)1.當(dāng)室內(nèi)有煙霧產(chǎn)生是需及時(shí)換氣。2.熱交換情況，例如：將5℃，65%的空氣加熱到20℃時(shí)，濕度將變成24%，此時(shí)需要加濕。（超聲波加濕或用水把毛巾浸濕等辦法，注意：此時(shí)水中如果含有氯成份較多的自來水部品杯容易腐蝕，不能使用）3.相對濕度50%以下的低濕度狀態(tài)時(shí)，帶電電壓會(huì)急升，相對濕度控制在50-60%范圍內(nèi)較好?！咎攸c(diǎn)】可以營造出不易蓄積靜電的環(huán)境?？諝鉂穸瓤刂旗o電的風(fēng)險(xiǎn)【注意事項(xiàng)】可能會(huì)發(fā)生凝結(jié)、銹蝕，對對象物及設(shè)備造成不利影響。如果對大范圍也以同樣的條件進(jìn)行管理，會(huì)因成本過高而難以實(shí)現(xiàn)電子裝聯(lián)●

智能制造04靜電消除原理及方式帶靜電的物體”處于正負(fù)電荷不平衡的狀態(tài)。將上述狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤捌胶鉅顟B(tài)”，也就是“電中性狀態(tài)”的設(shè)備，就是靜電消除器。靜電消除器

靜電消除器究竟是如何將電荷失衡狀態(tài)恢復(fù)到中性狀態(tài)（中和）的呢？答案就是“離子”。靜電消除器能夠通過生成離子，使離子撞擊對象物，起到消除靜電的效果。那么，離子又是什么呢？相信有許多人雖然知道離子這個(gè)詞匯，卻并不了解它究竟是一種怎樣的存在。簡言之，離子就是“帶電的粒子”。例如，在瀑布和噴泉會(huì)產(chǎn)生許多的水沫。這些水沫會(huì)作用于空氣，生成離子。靜電消除器則依靠電荷力作用于空氣來生成離子。然后讓這種名為離子的帶電粒子撞向帶電物，進(jìn)行中和。靜電消除器原理A：電中性平衡狀態(tài)，也就是不帶靜電的狀態(tài)。靜電消除器可以同時(shí)產(chǎn)生正、負(fù)離子，無論對象物帶的是正電還是負(fù)電，都能消除靜電?！咎攸c(diǎn)】只需安裝就能消除靜電。對導(dǎo)體、絕緣體均有效果。靜電消除器原理【注意事項(xiàng)】必須每隔一段時(shí)間就維護(hù)一次。靜電消除器的結(jié)構(gòu)及工作機(jī)理之前介紹的使用電荷力的靜電消除器，正式名稱為“電壓外加式靜電消除器”。如圖所示，電壓外加式靜電消除器由電極針、高壓電源、接地線構(gòu)成。通過用電源對針尖外加電壓，引起名為電暈放電的弱放電現(xiàn)象。發(fā)生電暈放電時(shí)，電極針周圍的空氣會(huì)被變成離子。電壓外加式靜電消除器利用這一過程中產(chǎn)生的離子，撞擊帶電對象物，起到消除靜電的目的。電暈放電是對針狀纖細(xì)物體外加電壓而引發(fā)的放電現(xiàn)象。放電現(xiàn)象或許會(huì)給人以危險(xiǎn)的印象，但實(shí)際上，電暈放電的能量很弱，不會(huì)產(chǎn)生火花。靜電消除器是一種安全的設(shè)備靜電消除器原理靜電消除器是通過向?qū)ο笪矬w吹送正電荷及負(fù)電荷的離子風(fēng)來中和對象物體的帶電狀態(tài)的一種裝置靜電消除器

電暈放電是指兩個(gè)導(dǎo)體之間產(chǎn)生局部高電壓時(shí)，因空氣絕緣遭到破壞而產(chǎn)生的伴有藍(lán)紫色輝光的放電現(xiàn)象。靜電消除器對放電針加高壓，從而引起電暈放電，對放電針附件的空氣發(fā)生電離，并產(chǎn)生帶電離子?！窘o放電針加正高壓】【給放電針加正高壓】電暈放電及離子的產(chǎn)生AC方式：由一根放電針交互產(chǎn)生正負(fù)離子1、電離平衡良好2、與DC方式相比，離子產(chǎn)生的量較小。AC方式DC方式：由兩根放電針分別產(chǎn)生正負(fù)離子1、近距離電離平衡較差2、與AC方式相比，離子產(chǎn)生的量多。DC方式AC方式消靜電時(shí)間和離子平衡度是評價(jià)靜電消除器性能的指標(biāo)：1、消靜電時(shí)間：將帶有正負(fù)1000V的帶電物體的電荷減少到正負(fù)100V所需的時(shí)間。2、離子平衡度又稱為殘余電壓，是在連續(xù)照射了正負(fù)離子的情況下，對象物體可能接近0V的程度。越是接近0V，離子平衡度越好。3、倘若離子平衡度較差的話，有時(shí)反而會(huì)導(dǎo)致物體帶電。4、符合國際ESD標(biāo)準(zhǔn)（ANSI/ESD-S20.20-1999）指標(biāo)如果用一般的空氣槍去清除：1、雖然清除了垃圾但依然會(huì)帶靜電2、會(huì)再次吸附灰塵除塵由于工件本身帶電量很大，因此會(huì)吸附帶電灰塵。另外，不帶電的灰塵有時(shí)也會(huì)因出現(xiàn)極化而被吸附?；覊m帶電后，會(huì)因靜電感應(yīng)吸附即使接地也不會(huì)改變，因此需要去除灰塵的靜電。帶電物質(zhì)相互接近后，會(huì)如同磁鐵的兩個(gè)極一樣，同性相斥，異性相吸，因此會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品吸附灰塵的現(xiàn)象。帶電量越大，距離越近，相互間的吸引力就越強(qiáng)。靜電吸附灰塵1.采用非接觸式傳感器，測試阻抗及精度高，穩(wěn)定性好。2.具有四種工作模式及電壓表功能，并可以對四種模式的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。3.具有“合格”功能，用戶可根據(jù)產(chǎn)品要求設(shè)置“合格”參數(shù),并具有檢測不合格報(bào)警功能。4.專業(yè)測量消靜電類產(chǎn)品的性能。靜電測試儀1、清潔前，請先切斷電源及空氣；2、請絕對不要使用鋼絲刷；3、用棉棒蘸些酒精，或者用清潔毛刷清潔放電針頂端同時(shí)請除去內(nèi)部及外圍的污垢。放電針的清潔更換

放電針需要定期維護(hù)清潔，請根據(jù)使用環(huán)境，每隔300~500小時(shí)進(jìn)行一次清潔，在清潔放電針時(shí)，建議同時(shí)對靜電消除器內(nèi)部進(jìn)行清潔在經(jīng)過連續(xù)使用后，放電針的頂端都會(huì)有所磨損。雖然放電針的更換會(huì)因?yàn)槭褂铆h(huán)境和使用條件而異，不過還是建議每隔10000小時(shí)~15000小時(shí)更換一次。對放電針及其周圍進(jìn)行維護(hù)，目的在于防止放電針性能下降，而不能延長靜電消除器本身的使用壽命。123放電針的清潔更換對于吹風(fēng)、充填灌裝等需要嚴(yán)格管理顆粒的地方使用靜電消除器的情況氣源的潔凈度要求比較高，必須經(jīng)過：去除油分干燥空氣調(diào)整空氣壓力終端過濾器接入靜電消除器去除水分冷凝水過濾器——精密過濾器——膜式空氣干燥器——調(diào)壓閥——微型管道過濾器一般來講油水分離和調(diào)節(jié)空氣壓力都是必不可少的。靜電消除器用氣壓設(shè)備的選型為了確保作業(yè)人員的人體帶電電位始終處于較低水平，可以使用人體接地用的防靜電帶鞋底為構(gòu)成均一的合成橡膠，具有塑料性，且整體均勻的混入了導(dǎo)電性物質(zhì)，因此可以防止帶靜電。電阻值最好處于100K-10G在電子設(shè)備的組裝工序中，為了防止因作業(yè)臺(tái)附帶靜電而導(dǎo)致?lián)p壞，必須鋪設(shè)防靜電臺(tái)墊其他防靜電產(chǎn)