靜電相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

1第一頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.靜電的原理2.靜電的危害3.減少靜電的方法目錄2第二頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜電是一種電能,它保留在物體表面,是正電荷與負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果。1.1靜電的定義3第三頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五-1-1-1+3原子由帶正電、質(zhì)量重、不易移動(dòng)的原子核，與核外帶負(fù)電、質(zhì)量輕、繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子所組成。原子核的總正電量與核外電子的總負(fù)電量大小相等，例如：（+3）+（-1）+（-1）+（-1）=0物體帶電是因?yàn)樽钔鈱与娮拥霓D(zhuǎn)移（減少或者增加）減少一個(gè)電子：（+3）+（-1）+（-1）=（+1）增加一個(gè)電子：（+3）+（-1）+（-1）+（-1）+（-1）=（-1)1.2靜電的產(chǎn)生鋰原子4第四頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜電放電，又稱ESD(ELECTROSTATICDISCHARGE),是指：一定累積的靜電荷從一高靜電荷集中區(qū)流向一相反電荷集中區(qū)或低電荷集中區(qū),特別是地面,此為靜電放電。通常,靜電放電的現(xiàn)象是電荷迅速流動(dòng)(火花或電弧).1.3什么是靜電放電++++++++++++++—————++++++5第五頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五 工業(yè)生產(chǎn)中，靜電常伴隨著各種作業(yè)過(guò)程（如管路輸送、攪動(dòng)、噴出、干燥、粉碎、篩選、滾輪傳送、剝離、人員走動(dòng)）。物質(zhì)間相互摩擦、傳導(dǎo)或感應(yīng)均能產(chǎn)生靜電，至于制程的設(shè)備或產(chǎn)品是正帶電或負(fù)帶電則需參考物質(zhì)帶電序列表。 制程帶電的起因用最微觀的角度來(lái)看待，皆是能量的交換使電子移位。而兩物質(zhì)之接觸、分離是最大的主因。在生產(chǎn)制程中即多稱其為「磨擦帶電」、「剝離帶電」。1.4靜電產(chǎn)生的原因6第六頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五定義：當(dāng)兩個(gè)不同的物體互相摩擦?xí)r，一些電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，使兩物體皆帶電，此種方式稱為摩擦帶電.結(jié)果：較易失去電子的物體帶正電，另一物體獲得電子則帶負(fù)電。1.5摩擦帶電7第七頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五定義：兩個(gè)緊密接觸的物體，在外力作用下迅速分離一些電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，使兩物體皆帶電，此種方式稱為剝離帶電.結(jié)果：物體較易失去電子的部分帶正電，另一部分獲得電子則帶負(fù)電。1.6剝離帶電+—8第八頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五鐵氟龍硅聚氯乙烯聚乙烯明膠聚酯人造絲硫磺金、鉑錫、銀銅、鎳硬質(zhì)橡膠蠟琥珀木鋼木棉紙鋁綢鉛毛皮尼龍?jiān)颇覆Ａ妹奕说氖挚諝鈳д姡珅||帶負(fù)電1.7物質(zhì)帶電序列表9第九頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.8工廠里的靜電源人：皮膚、毛發(fā)、衣物等機(jī)：生產(chǎn)儀器、治工具、檢測(cè)儀器等料：原材、輔材、包裝材、耗材等法：機(jī)器動(dòng)作、人員動(dòng)作等環(huán)：地板、墻壁、天花板等靜電源：10第十頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五2靜電的危害靜電擊傷電子元件靜電吸附Particle微粒造成沖擊傷害火災(zāi)或爆炸發(fā)生11第十一頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五典

型

靜

電

壓

量

測(cè)

值（V）活

動(dòng)相對(duì)濕度10%40%55%走過(guò)地毯35,00015,0007,500走過(guò)合成樹(shù)脂地板12,0005,0003,000工作臺(tái)作業(yè)員動(dòng)作6,000800400從塑料條中取出DIP芯片2,000700400從合成樹(shù)脂盤取出DIP芯片11,5004,0002,000從Styro泡棉中取出DIP芯片14,5005,0003,500由PWB上取走氣泡包裝袋26,00020,0007,000將PWB裝入有泡棉條之箱子21,00011,0005,500資料來(lái)源：AT&TESD防護(hù)手冊(cè)-19892.1靜電可能產(chǎn)生的電壓12第十二頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五表面貼裝器件擊穿電壓砷化鎵5-100VMOSFET100-200VFE-ROM100-150V運(yùn)算放大器190-2500VCMOS200-3000V肖特基二極管300-2500V屏蔽薄膜電阻器300-3000V晶體三極管300-700V邏輯發(fā)射TTL1000-2500V2.2由靜電作用對(duì)各類SMD的擊穿電壓13第十三頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五資料來(lái)源:IBM華生研究中心2.3靜電對(duì)IC造成的擊傷14第十四頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.4靜電造成的灰塵吸附?jīng)_擊傷害CleanRoom最怕的是ESA（靜電吸附）導(dǎo)致的表面污染物(Contamination)，一個(gè)4英寸晶元負(fù)載1000V電荷時(shí)，直徑1micron的微粒撞擊可產(chǎn)生撞擊力達(dá)830,000磅／平方英寸或148噸／平方厘米，遠(yuǎn)超過(guò)使晶元受損的程度。(資料來(lái)源:美國(guó)靜電防護(hù)協(xié)會(huì))15第十五頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五3消除靜電的方法環(huán)境加濕靜電接地離子中和靜電遮蔽16第十六頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五相對(duì)濕度（RH）對(duì)表面積累電荷的性能產(chǎn)生直接影響。相對(duì)濕度越高，零部件儲(chǔ)存電荷的時(shí)間就越短，表面電荷減?。ㄒ?yàn)橄鄬?duì)濕度增加）的方式可通過(guò)復(fù)合或傳導(dǎo)，當(dāng)相對(duì)濕度增加，空氣的電導(dǎo)率也隨之增加。在高濕度環(huán)境中，物質(zhì)表面具親水性,容易吸附空氣中的水份，進(jìn)而降低物質(zhì)表面電阻，增加靜電向大地散逸的速率。注意：即使是在100%相對(duì)濕度時(shí)，電荷釋放速率的增加也不能取代適當(dāng)?shù)腅SD控制操作規(guī)程，此外濕度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致過(guò)高的設(shè)備結(jié)露。3.1環(huán)境加濕ANSIESD-S20.20（美國(guó)靜電防護(hù)協(xié)會(huì)）推薦環(huán)境濕度：30%~70%17第十七頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五將所有導(dǎo)體連接在一起，然后接地，并保持低的接地電阻，使導(dǎo)體上的電荷迅速向大地散逸，不致引起靜電放電的危害。

人員接地：人體是最普遍存在的靜電危害源。對(duì)于靜電來(lái)說(shuō)，人體是 導(dǎo)體，所以可以對(duì)人體采取接地的措施。設(shè)備接地：自動(dòng)裝配設(shè)備使用導(dǎo)軌、傳動(dòng)帶、滑道、組件運(yùn)送器和其它運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)帶和運(yùn)送系統(tǒng)上可能會(huì)積累大量電荷，對(duì)設(shè)備 進(jìn)行接地可引導(dǎo)靜電向大地逸散。3.2靜電接地18第十八頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜電接地網(wǎng)分四個(gè)層次:總線,干線,支線,終端,他們共同構(gòu)成一個(gè)完整的接地系統(tǒng),作為各段工程站靜電釋放之通道。Ａ:總線:直接連接大地之防靜電接地裝置.由廠房設(shè)計(jì)時(shí)提出并于建筑時(shí)設(shè)立.接地電阻要求小于３,截面積不小于１００mm。Ｂ:干線：總線延伸至各工作站/區(qū)之防靜電接地通道，作為連接設(shè)備,機(jī)臺(tái)之接口.廠房設(shè)計(jì)提出并建筑時(shí)設(shè)立.截面面積不小于６mm,接總線接地地電阻小于３.Ｃ:支線:延伸至最終工作站/區(qū),作為連接儀器,人員等接地之接口,截面面積不小于１.１２５mm,接地電阻小于４.Ｄ:終端:靜電最初釋放源與產(chǎn)生體,包括支線連接之作業(yè)平臺(tái)之靜電膠皮,靜電手環(huán)等.3.2.1靜電接地網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)19第十九頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五防靜電手環(huán)原理:它的制作使用靜電導(dǎo)電材料，通過(guò)與皮膚直接接觸，把人體靜電直接導(dǎo)走。防靜電手環(huán)是由緊貼手腕的不銹鋼外殼通過(guò)線內(nèi)1MΩ電阻由導(dǎo)線,鐵夾接地.目的是既要隨時(shí)泄放掉人體上的靜電,又要防止快速放電產(chǎn)生的火花,對(duì)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(huì)使靜電手環(huán)形同虛設(shè).所謂無(wú)線手環(huán)實(shí)際起不到釋放人體攜帶的靜電荷作用。

防靜電手環(huán)手環(huán)點(diǎn)檢儀器3.2.2防靜電手環(huán)20第二十頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五服裝靜電的產(chǎn)生與危害：人在從事各種勞動(dòng)活動(dòng)時(shí)，人體與衣服、衣服與衣服、以及衣服與周圍物體間的摩擦可造成電荷的大量產(chǎn)生與積聚，因此當(dāng)衣服為絕緣物質(zhì)時(shí)，靜電電荷將無(wú)法泄露而存在于人體上，隨時(shí)可能造成放電危害。

防靜電工作服的消電機(jī)理:防靜電工作服是用靜電導(dǎo)電織物為面料而縫制的。其消電機(jī)理為：

a.經(jīng)由導(dǎo)電纖維形成電荷通道向大地釋放靜電荷。

b.由纖維的電暈放電中和靜電荷。

3.2.3防靜電服21第二十一頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜電消除器是在空氣中產(chǎn)生帶正電和帶負(fù)電的兩種離子，當(dāng)任何帶靜電體從這里經(jīng)過(guò)時(shí)，相應(yīng)的帶相反電荷的離子與其中和，消除靜電。靜電消除器采用電暈放電的原理，通過(guò)高壓電源產(chǎn)生器將輸入電壓(220V交流電)升至7KV-10KV交流或直流高壓作用在離子針上，將空氣分子電離產(chǎn)生平衡穩(wěn)定的正負(fù)離子以中和帶電物體，同時(shí)氣流吹除帶電灰塵。3.3離子中和22第二十二頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五離子棒：在狹小空間或設(shè)備內(nèi)部安裝使用，有無(wú)風(fēng)和帶風(fēng)兩種類型。離子產(chǎn)生器：大面積、快速中和靜電，分懸掛式、臺(tái)式等各種型號(hào)。離子風(fēng)槍/風(fēng)嘴：局部高效快速中和靜電及吹除灰塵。3.3.1靜電消除器種類靜電消除器主要由高壓電源產(chǎn)生器和離子針兩部分組成，根據(jù)不同的需要和工作場(chǎng)所，靜電消除器有以下形式：23第二十三頁(yè)，共二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五抗靜電包裝材料:A.注入碳膜的聚烯烴薄片：黑色,不透明,具有相當(dāng)高比例的碳膜,使料狀物與粒狀物間彼此接觸以產(chǎn)生高電傳導(dǎo)系數(shù).B.透明.粉紅色抗靜電聚乙烯:在聚乙烯樹(shù)脂中注入一有機(jī)的抗靜電液體,它會(huì)流到所有的表面,而形成一看不