靜電的產(chǎn)生與靜電危害課件

靜電的產(chǎn)生與靜電危害靜電的產(chǎn)生與靜電危害ESD是什么ESD是代表英文ElectroStaticDischarge，即“靜電放電”的意思。ESD是本世紀(jì)中期以來(lái)形成的以研究靜電的產(chǎn)生與衰減、靜電放電模型、靜電放電效應(yīng)如電流熱（火花）效應(yīng)（如靜電引起的著火與爆炸）及和電磁效應(yīng)（如電磁干擾）等的學(xué)科。近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)靜電放電的電磁場(chǎng)效應(yīng)如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問(wèn)題越來(lái)越重視。2ESD是什么ESD是代表英文ElectroStaticD靜電的產(chǎn)生與靜電危害課件靜電的產(chǎn)生與靜電危害課件靜電的產(chǎn)生與靜電危害課件靜電的產(chǎn)生與靜電危害課件靜電的產(chǎn)生與靜電危害課件靜電的產(chǎn)生與靜電危害課件人體與靜電（二）盡管攜帶了令人吃驚的靜電電位，但由于并未瞬間釋放，因此人體并無(wú)感覺(jué)。9人體與靜電（二）盡管攜帶了令人吃驚的靜電電位，但由于并未瞬間人體與靜電（三）電擊感覺(jué)是由于人體靜電瞬間釋放造成的雖然人體感覺(jué)不到1,000伏以下的靜電，可仍會(huì)成為生產(chǎn)線上各種事故的原因人體帶電量電擊程度1,000V完全沒(méi)有感覺(jué)3,000V感到刺痛5,000V手掌甚至手腕感到發(fā)麻7,000V手掌感到強(qiáng)烈疼痛、麻痹10,000V整個(gè)手都覺(jué)得痛，并且感到觸電12,000V感到整個(gè)手受到強(qiáng)烈沖擊10人體與靜電（三）電擊感覺(jué)是由于人體靜電瞬間釋放造成的人體帶電電子器件的靜電破壞電壓大部分器件的靜電破壞電壓都在幾百至幾千伏，而在干燥的環(huán)境中人活動(dòng)所產(chǎn)生的靜電可達(dá)幾千伏到幾萬(wàn)伏。器件類(lèi)型靜電破壞電壓器件類(lèi)型靜電破壞電壓VMoS30～1800OP-AMP190～2500M0SFET100～200JEFT140～1000GaAsFET100～300SCL680～1000PROM100STTL300～2500CMoS250～2000DTL380～7000HMOS50～500肖特基二極管300～3000E／DMOS200～1000雙極型晶體管380～7000ECL300～2500石英壓電晶體＜1000011電子器件的靜電破壞電壓大部分器件的靜電破壞電壓都在幾百至幾千靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害形式靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差而產(chǎn)生放電電流。這三種特性能對(duì)電子元件影響如下：靜電吸附灰塵，降低元件絕緣電阻(縮短壽命)。靜電放電破壞，使元件受損不能工作(完全破壞)。靜電放電電場(chǎng)或電流產(chǎn)生的熱使元件受傷(潛在損傷)靜電放電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)幅度很大(達(dá)幾百伏/米)、譜極寬(從幾十兆到幾千兆)，對(duì)電子產(chǎn)器造成干擾甚至損壞(電磁干擾)12靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害形式靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大靜電的危害靜電是時(shí)時(shí)刻刻到處存在的，但是在二十世紀(jì)40－50年代很少有靜電問(wèn)題，因?yàn)槟菚r(shí)是晶體三極管和二極管，而所產(chǎn)生靜電也不如現(xiàn)在普遍存在。在60年代，隨著對(duì)靜電非常敏感的MOS器件的出現(xiàn)，靜電問(wèn)題也出現(xiàn)了，到70年代靜電問(wèn)題越來(lái)越來(lái)嚴(yán)重。80－90年代，隨著集成電路的密度越來(lái)越大，一方面其二氧化硅膜的厚度越來(lái)越薄（微米_納米），其承受的靜電電壓越來(lái)越低。另一方面，產(chǎn)生和積累靜電的材料如塑料，橡膠等大量使用，使得靜電越來(lái)越普遍存在，僅美國(guó)電子工業(yè)每年因靜電造成的損失達(dá)幾百億美元，因此靜電破壞已成為電子工業(yè)的隱形殺手。是電子工業(yè)普遍存在的＂硬病毒＂，在某個(gè)時(shí)刻內(nèi)外因條件具備時(shí)就要發(fā)作。13靜電的危害靜電是時(shí)時(shí)刻刻到處存在的，但是在二十世紀(jì)40－50靜電破壞的特點(diǎn)隱蔽性人體不能直接感知靜電除非發(fā)生靜電放電,但是發(fā)生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺(jué),這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2~3KV,所以靜電具有隱蔽性。潛在性有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒(méi)有明顯的下降，但多次累加放電會(huì)給器件造成內(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對(duì)器件的損傷具有潛在性。隨機(jī)性電子元件甚么情況下會(huì)遭受靜電破壞呢?可以這么說(shuō)，從一個(gè)元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過(guò)程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)動(dòng)性性。其損壞也具有隨機(jī)動(dòng)性性。復(fù)雜性靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產(chǎn)品的精、細(xì)、微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢(qián)，要求較高的技術(shù)并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其他失效。這在對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺(jué)地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對(duì)電子器件損傷的分析具有復(fù)雜性。14靜電破壞的特點(diǎn)隱蔽性14產(chǎn)生靜電危害的制造過(guò)程元件制造過(guò)程在這個(gè)過(guò)程，包含制造，切割、接線、檢驗(yàn)到交貨。印刷電路版生產(chǎn)過(guò)程收貨、驗(yàn)收、儲(chǔ)存、插入、焊接、品管、包裝到出貨。設(shè)備制造過(guò)程電路板驗(yàn)收、儲(chǔ)存、裝配、品管、出貨。設(shè)備使用過(guò)程收貨、安裝、試驗(yàn)、使用及保養(yǎng)。設(shè)備維修過(guò)程在制造、使用、維修的整個(gè)過(guò)程中，元件都可能遭受靜電的影響。而實(shí)際上，最主要而又容易疏忽的一點(diǎn)卻是在元件的傳送與運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，其間不但包裝因移動(dòng)容易產(chǎn)生靜電外，而且整個(gè)包裝容易暴露在外界電場(chǎng)(如經(jīng)過(guò)高壓設(shè)備附近，工人移動(dòng)頻繁、車(chē)輛迅速移動(dòng)等)而受到破壞，所以傳送與運(yùn)輸過(guò)程需要特別注意以減少損失，避免無(wú)謂之糾紛。15產(chǎn)生靜電危害的制造過(guò)程元件制造過(guò)程15靜電敏感度為定量描述不同元件的相對(duì)敏感程度進(jìn)行分類(lèi)。敏感層次分為多層次是為制定先進(jìn)的ESD防護(hù)措施提供原始資料，這些措施用于對(duì)更敏感器件的廣泛的防護(hù)。到目前為止，大部分敏感度試驗(yàn)都是以人體模型為根據(jù)以便使得結(jié)果與其它模型相關(guān)。試驗(yàn)大批管腳和極性的靜電放電是非常昂貴的。類(lèi)別敏感電壓閥值（V）Ⅰ0~1999Ⅱ2000~3999Ⅲ4000~15999不敏感16000以上16靜電敏感度為定量描述不同元件的相對(duì)敏感程度進(jìn)行分類(lèi)。敏感層次消除靜電的方法通過(guò)接地使靜電荷向大地釋放，不使靜電荷積累用離子風(fēng)機(jī)吹出相反電荷的離子風(fēng)進(jìn)行中和------------------------+++++++++17消除靜電的方法通過(guò)接地使靜電荷向大地釋放，不使靜電荷積累--人體靜電防護(hù)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使用防靜電地面/防靜電鞋/襪(靜電從腳導(dǎo)到大地)通過(guò)腳穿防靜電性地面、地墊、地毯，人員穿上防靜電鞋襪，形成組合接地。佩戴防靜電腕帶并接地(靜電從手導(dǎo)到大地)通過(guò)手用以泄放人體的靜電。它由防靜電松緊帶、活動(dòng)按扣、彈簧軟線．保護(hù)電阻及插頭或夾頭組成。松緊帶的內(nèi)層用防靜電紗線編織，外層用普通紗線編織。上述兩項(xiàng)措施都是實(shí)用而有效的，應(yīng)視不同的場(chǎng)合選擇使用18人體靜電防護(hù)對(duì)于靜電來(lái)說(shuō)人體是導(dǎo)體，所以可以對(duì)人體采取接地防靜電鞋與腕帶注意事項(xiàng)使用腕帶操作時(shí)不允許斷開(kāi)，否則會(huì)失去接地作用。各種腕帶使用的主要問(wèn)題是開(kāi)路，有時(shí)是臨時(shí)性的，有時(shí)是長(zhǎng)時(shí)間斷開(kāi)，使失去接地作用。有的人因此使用腕帶檢測(cè)器測(cè)量其通斷狀態(tài)，有的用監(jiān)測(cè)儀器測(cè)量腕帶的開(kāi)路及電阻變大。腕帶扣得不緊造成人體皮膚與腕帶的接觸電阻變大有些腕帶的電阻就是帶子本身的，當(dāng)帶觸及地時(shí)使其電阻大大減小，有可能因此造成對(duì)人體電擊的危險(xiǎn)。有些自稱(chēng)是無(wú)線的腕帶，其效果遠(yuǎn)不如有線的好。腕帶應(yīng)用專(zhuān)門(mén)的帶插座的接地線與地連結(jié)，不能夾在桌面或桌邊的金屬體上，因?yàn)檫@些金屬體對(duì)地的電阻可能很大。要經(jīng)常檢查腕帶的電阻。防靜電鞋在穿用時(shí)應(yīng)有防靜電襪/鞋墊，并在防靜電地面上工作才能使人體所帶的靜電導(dǎo)到大地，任何一部分電阻過(guò)大或斷開(kāi)都會(huì)使人體帶上危害的靜電。所以在重要的部門(mén)應(yīng)有人體電阻測(cè)試儀隨時(shí)檢測(cè)人體所穿的鞋/襪/鞋墊及與人體的總電阻是否能起到泄漏靜電的要求。19防靜電鞋與腕帶注意事項(xiàng)使用腕帶操作時(shí)不允許斷開(kāi)，否則會(huì)失去接防靜電鞋與腕帶的人體安全僅從防靜電的角度考慮時(shí)，人體總的對(duì)地電阻越小越好，但最小值受到安全方面的限制，人體必須具有一定值的對(duì)地電阻，以便萬(wàn)一發(fā)生金屬設(shè)備或裝置與工頻電源短接的情況下該電阻能夠限制流過(guò)操作的人體上的電流。最小值不應(yīng)小于105Ω，通常腕帶的限流電阻在1MΩ，防靜電鞋的最小電阻應(yīng)不應(yīng)小于105Ω，最大不超過(guò)109Ω。20防靜電鞋與腕帶的人體安全僅從防靜電的角度考慮時(shí)，人體總的對(duì)地靜電接地標(biāo)志21靜電接地標(biāo)志21防靜電包裝由具有導(dǎo)靜電的塑料材料制成。防靜電屏蔽材料(袋)：該種材料由基材、全屬鍍膜層和熱封層多層復(fù)合而成，通常是半透明的。這種袋體格低廉，使用很廣。還有一種又能防靜電又能屏蔽電磁雙重功能的包裝袋。通常是不透明的。價(jià)格較前種高，可應(yīng)用在有靜電和電磁防護(hù)的場(chǎng)所。22防靜電包裝由具有導(dǎo)靜電的