防靜電基礎(chǔ)知識(shí)

防靜電基礎(chǔ)知識(shí)1第1頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2目錄靜電概念1靜電影響2如何防止靜電的危害3公司采取的措施4第2頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3一、靜電所引起的自然現(xiàn)象閃電塵埃落在電視熒屏上冬天脫毛衣時(shí)，有“啪啪”的聲音，并伴有火花早上起來(lái)梳頭時(shí)，頭發(fā)會(huì)經(jīng)?！帮h”起來(lái)，越理越亂天氣干燥時(shí)，當(dāng)接觸金屬門(mén)把（水龍頭）時(shí)手有觸電的感覺(jué)用膠尺磨擦頭發(fā)后，膠尺會(huì)吸起碎紙片還有……第3頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4二、什么是靜電？靜電（Electrostatic）：電荷在物體上以相對(duì)靜止的狀態(tài)方式存在,稱(chēng)之為靜電。靜電場(chǎng)：相對(duì)于（作業(yè)員）是靜止的，其電量不隨時(shí)間而變的電場(chǎng)。ESD:是代表英文ElectroStaticDischarge即“靜電放電”的意思，靜電放電是廣義的過(guò)電應(yīng)力的一種EOS（ElectricalOverStress)：電氣過(guò)載或過(guò)電應(yīng)力，指元器件承受的電壓或電流超過(guò)其允許的最大范圍。第4頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5三、靜電的特點(diǎn)1、高電位：設(shè)備或人體上的靜電位最高可達(dá)數(shù)萬(wàn)伏以至數(shù)十萬(wàn)伏；在正常操作條件下也常達(dá)數(shù)百至數(shù)千伏。2、低電量：通常為毫微庫(kù)侖（nC、10-9C）級(jí)。3、小電流：多為微安（μA、10-6A）級(jí)。4、作用時(shí)間短：微秒（μS、10-6S）級(jí)。5、靜電受環(huán)境條件，特別是濕度的影響比較大。第5頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四6微觀(guān)原因：根據(jù)原子物理理論，電中性時(shí)物質(zhì)處于電平衡狀態(tài)。由于不同物質(zhì)原子的接觸產(chǎn)生電子的得失，使物質(zhì)失去電平衡，產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。物質(zhì)都是由分子組成，分子是由原子組成，原子中有帶負(fù)電荷的電子和帶正電荷的質(zhì)子組成。在正常狀況下，一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負(fù)平衡，所以對(duì)外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。四、靜電產(chǎn)生的原因（一）第6頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四7

當(dāng)兩個(gè)不同的物體相互接觸時(shí)就會(huì)使得一個(gè)物體失去一些電荷如電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體使其帶正電，而另一個(gè)體得到一些剩余電子的物體而帶負(fù)電。若在分離的過(guò)程中電荷難以中和，電荷就會(huì)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(huì)帶上靜電。宏觀(guān)原因：

1）物體間摩擦生熱，激發(fā)電子轉(zhuǎn)移；2）物體間的接觸和分離產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移；3）電磁感應(yīng)造成物體表面電荷的不平衡分布；4）摩擦和電磁感應(yīng)的綜合效應(yīng)。

四、靜電產(chǎn)生的原因（二）第7頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四8靜電產(chǎn)生的兩種方式：（１）摩擦產(chǎn)生靜電（２）感應(yīng)產(chǎn)生靜電五、靜電產(chǎn)生的方式序號(hào)材料序號(hào)材料序號(hào)材料正電荷方向８羊毛16硬橡膠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)電荷方向第8頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四9六、靜電放電的三種模型帶電人體放電模式（HumanBodyModel-HBM）Ｃ＝100pf,R=1,500ohm,risetime=2~10ns,duration=150ns帶電機(jī)器放電模式（MachineModel-MM）C=200pf,L=500nH,risetime=5~8ns,duration=80ns充電器件放電模式Charged-DeviceModel-CDM)Devicedependent,risetime<0.2ns,duration<2ns第9頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四10七、靜電在工業(yè)生產(chǎn)的危害和利用（一）靜電的危害

靜電的產(chǎn)生在工業(yè)生產(chǎn)中是不可避免的，其造成的危害主要?dú)w結(jié)以下兩種機(jī)理：其一：靜電放電（ESD）造成的危害：（1）引起電子設(shè)備的故障或誤動(dòng)作，造成電磁干擾。（2）擊穿集成電路和精密的電子元件，或者促使元件老化，降低生產(chǎn)成品率。（3）高壓靜電放電造成電擊，危及人身安全。（4）在多易燃易爆品或粉塵、油霧的生產(chǎn)場(chǎng)所極易引起爆炸和火災(zāi)。其二，靜電引力（ESA）造成的危害：（1）電子工業(yè)：吸附灰塵，造成集成電路和半導(dǎo)體元件的污染，大大降低成品率。第10頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四11七、靜電在工業(yè)生產(chǎn)的危害和利用（二）（2）膠片和塑料工業(yè)：使膠片或薄膜收卷不齊，膠片、CD塑盤(pán)沾染灰塵,影響品質(zhì)。（3）造紙印刷工業(yè)：紙張收卷不齊，套印不準(zhǔn),吸污嚴(yán)重,甚至紙張黏結(jié),影響生產(chǎn)。（4）紡織工業(yè)：造成根絲飄動(dòng)、纏花斷頭、紗線(xiàn)糾結(jié)等危害。靜電的利用

靜電印花、靜電復(fù)印、靜電噴涂、靜電植絨、靜電除塵和靜電分選技術(shù)等，已在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用。靜電也開(kāi)始在淡化海水，噴灑農(nóng)藥、人工降雨、低溫冷凍等許多方面大顯身手，甚至在字宙飛船上也安裝有靜電加料器等靜電裝置。

第11頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四12八、危害形式顯現(xiàn)性問(wèn)題潛伏性問(wèn)題a)隱蔽性b)累積性 c)隨機(jī)性 d)復(fù)雜性第12頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四13九、靜電的危害(示例）第13頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四14十、靜電的應(yīng)用（示例）第14頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四15十一、典型的靜電電壓第15頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四16十二、部分器件的靜電敏感電壓值

器件類(lèi)型耐靜電放電電壓值(V)器件類(lèi)型耐靜電放電電壓值(V)VMOS30～1800運(yùn)算放大器190～2500MOSFET100～200JFET140～1000GaAsFET100～300SCL680～1000PROM100STTL300～2500CMOS250～2000STL380～7000HMOS50～500肖特基二極管300～3000E/DMOS200～1000雙極性晶體管380～7000ECL300～2500石英壓電晶體器件<10000第16頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四17十三、電子聯(lián)裝生產(chǎn)中的靜電源工作服工作鞋各種包裝和容器工作臺(tái)各種絕緣地面某些電子生產(chǎn)設(shè)備作業(yè)人員第17頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四18十四、與靜電有關(guān)的一些概念（一）靜電放電接地(Electrostaticdischargeground)

點(diǎn)、電極、總線(xiàn)、金屬條、或其他導(dǎo)體系統(tǒng)，形成一條從一個(gè)帶靜電的人或物體到地的路徑。靜電放電防護(hù)(Electrostaticdischargeprotective)

材料的特性，具有一項(xiàng)或多項(xiàng)下列能力：減少靜電產(chǎn)生，消除靜電荷，屏蔽靜電放電或屏蔽靜電場(chǎng)。表面電阻(Surfaceresistance)

接觸材料同一面按規(guī)定配置的二個(gè)電極之間，流動(dòng)電流與直流電壓的比。其量度單位用歐姆表達(dá)。第18頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四19十四、與靜電有關(guān)的一些概念（二）導(dǎo)電材料：

一般指表面電阻小于1×105歐姆的材料。這種材料電阻小，電子在其表面及內(nèi)部流動(dòng)非常容易，可流向任何接觸到的其它導(dǎo)體或大地。耗散材料：

一般指表面電阻大于或等于1×105而小于1×1012歐姆的材料。屏蔽材料： 一般指導(dǎo)電層每毫米厚度的表面電阻小于1×104歐姆，采用這種材料制作的法拉第保護(hù)罩可防止靜電敏感器件受到靜電的影響。第19頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四20十四、與靜電有關(guān)的一些概念（三）絕緣材料(InsulativeMaterials)：至少具有表面電阻1x1012歐姆的材料。抗靜電性：通常指材料抑制磨擦起電的特性。材料的抗靜電性與其電阻或電 阻率沒(méi)有必然的聯(lián)系。如有些抗靜電材料，電阻很高，屬高絕緣 型，但起電力很小，多次摩擦都不會(huì)產(chǎn)生靜電積累。防靜電材料：根據(jù)導(dǎo)電性能，可將其分為靜電絕緣、耗散、導(dǎo)電和屏蔽四 種，如以表面電阻劃分如下：第20頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四21十五、靜電防護(hù)的意義（1）多數(shù)電子元器件為靜電敏感器件（2）靜電放電造成巨大損失 a)美國(guó)88年報(bào)道：由于ＥＳＤ造成５０億／年損失； b)日本統(tǒng)計(jì)：不合格器件中，45%來(lái)自靜電放電損傷； c)Ｔi公司統(tǒng)計(jì)：客戶(hù)失效器件中，ESD引起的失效占 47%.（3）靜電放電多導(dǎo)致潛在失效，危害極大（4）電子器件集成度增加使其抗靜電損害能力降低（5）電子／光電子行業(yè)的大公司非常重視靜電防護(hù)第21頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四22十六、靜電危害流程圖流程圖：靜電分離電荷積累在設(shè)備上電荷積累在產(chǎn)品上電荷逸散電荷放電電荷放電引燃（化工）/產(chǎn)品品質(zhì)不良（電子業(yè)）第22頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四23十七、靜電防護(hù)的目的和總的原則目的：在電子元器件、組件、設(shè)備的制造和使用過(guò)程中，通過(guò)各種防護(hù)手段，防止因靜電的力學(xué)和放電效應(yīng)而產(chǎn)生或可能產(chǎn)生危害，或?qū)⑦@些危害限制在最小程度，以確保元器件、組件和設(shè)備的設(shè)計(jì)性能及使用性能不致因靜電作用受到損害?？傇瓌t：（１）控制靜電的產(chǎn)生（２）控制靜電的消散（３）設(shè)計(jì)保護(hù)電路第23頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四24十八、控制靜電的措施（一）（1）控制靜電的產(chǎn)生:靜電是由于摩擦和感應(yīng)產(chǎn)生的，控制靜電的產(chǎn)生應(yīng)從這兩方面入手， a)操作靜電敏感器件時(shí)，不要作無(wú)意義的運(yùn)動(dòng)、摩 擦、接觸； b)工位上不要存放不必要的絕緣體，如紙片、塑料 杯、塑料袋等； c)設(shè)備接地良好； d)遠(yuǎn)離強(qiáng)電場(chǎng)（>2,000V)300mm以上； e)用抗靜電（AntistaticorLowcharging）材料或 同種材料包裝 f)靜電屏蔽第24頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四25十八、控制靜電的措施（二）（２）控制靜電的消散靜電產(chǎn)生難以控制，一旦產(chǎn)生靜電就要以適當(dāng)速度泄放掉?？捎脙煞N方法消散電荷：泄漏法與復(fù)合中和法。

１）泄漏法 通過(guò)以下設(shè)施可將靜電向大地泄放。 a)地線(xiàn)：＜１ohm(AC),將靜電荷導(dǎo)入大地； b)防靜電地板／漆：＜109ohm(105~109),將人體或物體上靜 電導(dǎo)入地線(xiàn)，必須接地良好； c)防靜電桌墊：＜109ohm(105~109)，將人體或物體上靜電 導(dǎo)入地線(xiàn)，必須接地良好； d)腕帶：１x106~1x107ohm，將人體靜電引至地線(xiàn)； e)腳帶：１x106~1x107ohm，將人體靜電引至地線(xiàn)； f)防靜電鞋：105~108歐姆,將人體靜電引至防靜電地板／ 漆；電地板必須接地良好。第25頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四26十八、控制靜電的措施（三） g)防靜電服：1x105~1x1011ohm,含鋼絲,將人體 靜電通過(guò)腕／腳帶導(dǎo)入地線(xiàn)，屏人體靜電; 注意：應(yīng)接觸皮膚，洗滌時(shí)不能柔搓

泄漏法消散靜電一般只適用于導(dǎo)體，對(duì)于絕緣體上靜電可采用復(fù)合中和法加以消散。２）復(fù)合中和法消散靜電用離子風(fēng)吹絕緣體。第26頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四27十九、公司內(nèi)常用防靜電用品（裝備）

1、防靜電腕帶

2、防靜電臺(tái)墊、防靜電地墊3、防靜電包裝袋（軟塑料）4、防靜電硬塑料容器5、防靜電條、管6、防靜電毛刷7、防靜電海綿8、離子吹風(fēng)機(jī)、防靜電氣槍9、靜電手環(huán)、靜電鞋測(cè)試儀10、防靜電服、防靜電鞋、防靜電帽、防靜電手套11、防靜電地板第27頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四28二十、防靜電手套（指套）

防靜電手套（指套）：表面電阻值106~109級(jí)第28頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四29二十一、靜電手環(huán)的構(gòu)造及測(cè)試方法（一）結(jié)構(gòu)

它由①接地線(xiàn)按扣②松緊圈和③接地線(xiàn)組成。其中松緊圈可由多種導(dǎo)靜電的復(fù)合材料制作,接地線(xiàn)內(nèi)有串接（或材料本身具有）大小為106Ω的電阻，以保證操作者在意外情況下觸及380V電壓時(shí)不致發(fā)生人身傷害事故.

③①②第29頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四30二十二、靜電手環(huán)的構(gòu)造及測(cè)試方法（二）測(cè)試方法①將靜電手環(huán)佩戴在手腕上，注意腕帶必須貼緊皮膚。②將靜電手環(huán)接地線(xiàn)與靜電手環(huán)測(cè)試儀接地線(xiàn)相連。③用手按壓下靜電手環(huán)測(cè)試儀按紐。④當(dāng)儀器GOOD指示燈亮（綠燈）時(shí)，同時(shí)測(cè)試儀發(fā)出蜂鳴報(bào)警聲，表示此靜電手環(huán)正常。⑤若測(cè)試儀的紅燈亮起，則表示靜電手環(huán)的電阻值低于800KΩ或高于9MΩ，此靜電手環(huán)不良。

第30頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四31二十三、佩戴（使用）靜電手環(huán)的注意事項(xiàng)

1、腕帶是利用它與人體皮膚的接觸而把人體靜電迅速泄漏的裝置，操作人員的皮膚是否與腕帶接觸良好是發(fā)揮泄漏靜電作用的關(guān)鍵，所以在佩戴時(shí)必須緊貼手腕。2、靜電手環(huán)使用前必須經(jīng)過(guò)測(cè)試并記錄，且狀態(tài)良好。3、有線(xiàn)靜電手環(huán)的接地線(xiàn)必須通過(guò)鱷魚(yú)夾接在靜電地線(xiàn)上，使用過(guò)程中注意防止鱷魚(yú)夾松脫。

第31頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四32二十四、防靜電服

人體防護(hù)裝備系列中重要裝備之一*在各種織物中等間隔或均勻混入導(dǎo)電纖維*減少摩擦生電和降低電荷積累*電荷擴(kuò)散與泄放*柔軟性.透氣性*防塵性.無(wú)粉塵脫落*耐洗滌性第32頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四33二十五、防靜電鞋

*人體防護(hù)裝備系列中,重要裝備之一有效控制人體行走時(shí)與地面摩擦分離的靜電*人體靜電泄放的主要途徑之一(配合防靜電地板)*與腳部.襪子.鞋墊.鞋底構(gòu)成靜電泄放串行系統(tǒng)*導(dǎo)靜電型工作鞋鞋底材料103Ω≤R＜106Ω*靜電耗散型工作鞋鞋底材料106Ω≤R≤109Ω第33頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四34二十六、靜電防護(hù)包裝材料的分類(lèi)靜電耗散材料：表面電阻率大于或等于105Ω但小于1012Ω導(dǎo)靜電材料：表面電阻率小于105Ω第34頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四35二十七、負(fù)離子發(fā)生器工作原理負(fù)離子發(fā)生器是通過(guò)產(chǎn)生高壓電，施加在儀器內(nèi)部的放電針上，而將空氣電離產(chǎn)生正負(fù)離子，當(dāng)通過(guò)風(fēng)扇將大量正負(fù)離子吹向帶電物體表面時(shí)，該物體表面就吸引相反極性的離子，聚積在產(chǎn)品或設(shè)備表面上的靜電因此得以中和而消除有效范圍目前公司內(nèi)的使用的負(fù)離子發(fā)生器的有效作用范圍為：以?xún)x器為中心，半徑50cm的面積范圍使用注意事項(xiàng)方向：對(duì)準(zhǔn)要消除靜電的物體清潔：每天清除過(guò)濾片，特別是針尖上的灰塵第35頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四36二十八、防靜電臺(tái)墊作用：在操作靜電敏感元器件時(shí)，工作臺(tái)上應(yīng)鋪設(shè)用防靜電材料制成的防靜電臺(tái)墊，使所有與之接觸的SSD端子、工具、器具、儀表、人體等都達(dá)到基本均一的電位，并通過(guò)臺(tái)墊上的接地線(xiàn)使靜電迅速泄放。注意事項(xiàng)：1、防靜電臺(tái)墊應(yīng)定期清洗，以確保防靜電效果2、要接地3、臺(tái)墊上不能粘貼透明膠帶第36頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四37二十九、防靜電地線(xiàn)與電源地線(xiàn)的區(qū)別各類(lèi)地線(xiàn)的作用：

防靜電地線(xiàn)的作用是在于對(duì)可能產(chǎn)生的靜電荷提供對(duì)地泄漏通道，以防止局部靜電荷的積聚。線(xiàn)體地線(xiàn)與電源地線(xiàn)則供儀器、設(shè)備接地用，用以保護(hù)人身安全、保護(hù)設(shè)備設(shè)施、降低電氣噪聲和提高設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。靜電地線(xiàn)與線(xiàn)體地線(xiàn)要分開(kāi)拉設(shè)

為防止雷擊電流與故障電流流入靜電防護(hù)系統(tǒng)，對(duì)ESD敏感元件造成損傷，所以防靜電地線(xiàn)要與線(xiàn)體地線(xiàn)、電源地線(xiàn)分開(kāi)拉設(shè)。并設(shè)有斷路報(bào)警。防靜電接地可以環(huán)形接地，但不可串聯(lián)接地。

第37頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期四38三十、防靜電工作區(qū)