靜電知識(shí)講座

靜電知識(shí)講座第一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五靜電的產(chǎn)生原因靜電的產(chǎn)生形式靜電的各種危害靜電損害的特點(diǎn)靜電放電的控制決定電量的因數(shù)有關(guān)除電的對(duì)策預(yù)防靜電的措施措施的安全事項(xiàng)目錄第二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五每一種物質(zhì)都是由分子組成，分子是由原子組成，原子是由帶負(fù)荷的電子和帶正電荷的質(zhì)子組成。而分層存在的電子，則是根據(jù)一定的物理規(guī)律，以固定的數(shù)量存在于不同層次的軌道上。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。上圖是鈉的電子組合圖例。－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ｎａ一靜電的產(chǎn)生原因第三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五當(dāng)一方物質(zhì)中得到一個(gè)電子，則該物質(zhì)的帶電性便會(huì)呈現(xiàn)負(fù)極性，叫陰離子；而失去電子的物質(zhì)，其分子的帶電性則呈正極性，叫陽離子。當(dāng)兩種物質(zhì)緊密接觸時(shí)，不穩(wěn)定物質(zhì)的外層的負(fù)電子，會(huì)從一方的物質(zhì)中游離到另一方物質(zhì)的分子中。電子移動(dòng)－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－陽離子陰離子一靜電的產(chǎn)生原因第四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五

造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道，這個(gè)外力包含各種能量(如動(dòng)能、位能、熱能、化學(xué)能等)在日常生活中，任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電。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)得到一些剩余電子的物體而帶負(fù)電。若在分離的過程中電荷難以中和，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。一靜電的產(chǎn)生原因第五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五二靜電的產(chǎn)生形式

接觸帶電：二種物質(zhì)只有經(jīng)接觸才會(huì)帶電。摩擦帶電:因摩擦而帶電。誘導(dǎo)帶電：因靜電誘導(dǎo)而帶電，是非接觸帶電。旋轉(zhuǎn)帶電:旋轉(zhuǎn)體在另一物體上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生帶電現(xiàn)象。剝離帶電:因接觸面相互剝離而帶電。剝離的越快所帶電量就越大。噴射帶電:因高壓氣體或液體高速噴射，與嘴摩擦而帶電。第六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會(huì)產(chǎn)生放電電流或瞬間電壓。這三種特性能對(duì)電子元件的三種影響：1．靜電吸附灰塵，降低元件絕緣電阻（縮短壽命）并且影響顯示效果。2．靜電放電破壞，使元件受損不能工作(完全破壞)。3．靜電放電電場(chǎng)或電流產(chǎn)生的熱，使元件受傷（潛在損傷）。4．靜電放電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)幅度很大（達(dá)幾百伏/米）頻譜極寬（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）三靜電的各種危害第七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五因電流破壞的情形帶電的器件與導(dǎo)體相接觸。此時(shí)因過電流的流過，而引起器件的損壞。因過電流產(chǎn)生的熱破壞＝配線熔斷?硅晶電阻的破壞Ｓi02硅晶導(dǎo)電體吸盤的痕跡+因流過大于允許值的電流而產(chǎn)生的熱熔斷。三靜電的各種危害第八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五因電壓破壞的情形朝著器件發(fā)生靜電放電，會(huì)由于在酸化膜上加有高電壓而引起酸化膜的破壞。因加上高電壓而引起的酸化膜的電壓破壞。－－－－導(dǎo)電體－－－－－－－許多半導(dǎo)體上都有100nm左右的酸化膜（絕緣層），如加上80～100V的電壓，絕緣層會(huì)被破壞。失去了半導(dǎo)體的功能。酸化膜短路三靜電的各種危害第九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五

器件的耐電壓（參考值）半導(dǎo)體元件耐破壞電壓的水平８０～１００１４０～１，０００２００～２，０００５０～３００１０～３０３８０～７，０００１００～４５０MOS型IC中繼場(chǎng)效應(yīng)管CMOS型ICMOS場(chǎng)效應(yīng)管雙極晶體管二極管HDD磁頭（MR?GMR）耐電壓Ｖ手機(jī)生產(chǎn)線上90%的故障據(jù)說均產(chǎn)生于靜電的破壞。尤其是干燥的11月～3月，則是平時(shí)的3～5倍。同時(shí)因除靜電器的逆向帶電而造成的破壞也常有。規(guī)定5V以下！

隨著應(yīng)用電壓的降低及高度集成化，耐電壓的能力也出現(xiàn)越來越低的傾向。

品管部門亦要求在50V以下?！峨娮釉撵o電對(duì)策》摘錄第十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五如果元件全部破壞，必能在生產(chǎn)及品管中被察覺而排除，影響較小，如果元件輕微受損，在正常測(cè)試下不易發(fā)現(xiàn)，在這種情形下，常會(huì)因經(jīng)過多層之加工，甚至已在使用時(shí)，才發(fā)現(xiàn)破壞，不但檢查不易，而且其損失亦難以預(yù)測(cè)。要耗費(fèi)多少人力及財(cái)力才能清查出所有問題，而且如果在使用時(shí)才察覺故障，其損失將可能巨大。三靜電的各種危害第十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五四靜電損害的特點(diǎn)1.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,這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2－3KV以上,所以靜電具有隱蔽性。第十二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五2.潛在性有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降，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。3.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，從一個(gè)元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過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。四靜電損害的特點(diǎn)第十三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五4.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，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，從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對(duì)電子器件損害極其復(fù)雜。四靜電損害的特點(diǎn)第十四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五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。主要以人和設(shè)備為控制的著眼點(diǎn)。五靜電放電的控制第十五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五人體上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾百伏、幾千伏甚至幾萬伏。特別是在干燥的季節(jié)當(dāng)你脫衣服或用手去觸摸金屬體時(shí)會(huì)產(chǎn)生電擊感，此時(shí)你帶靜電達(dá)幾千伏至幾萬伏以上。在干燥的季節(jié)若穿上化纖衣服和絕緣鞋在絕緣的地面行走等活動(dòng)，人體身上的靜電可達(dá)幾千伏甚至幾萬伏。五靜電放電的控制第十六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五人體動(dòng)作靜電電位（KV）RH(10~20)%RH(40~50)%人在地毯上行走3515人在乙烯樹脂地板上行走120.25人在工作臺(tái)上操作60.1包工作說明書的乙烯樹脂封皮70.6從工作臺(tái)上拿起普通聚乙烯袋201.2從墊有聚氨基甲酸泡沫的工作以上站起181.5五靜電放電的控制第十七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五接觸面積壓力濕度溫度摩擦面積越大產(chǎn)生的靜電量就會(huì)越大。壓力越高產(chǎn)生的靜電量就會(huì)越大。摩擦越大產(chǎn)生的靜電量就會(huì)越大。沒有較大的變化，溫度越高物體的電阻值就越小（絕緣體）濕度越大產(chǎn)生靜電量就會(huì)越小。決定電量的因數(shù)第十八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五一般的對(duì)策１．對(duì)材料加濕。２．表面涂防靜電劑（表面活性劑）。３．利用高電壓除靜電?！o電刷４．利用離子中和?！o電器防止除去５．選擇材料及接地?？刂破哂嘘P(guān)除電的對(duì)策第十九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五對(duì)易帶靜電的物體加濕。吸濕性能好的物體難以產(chǎn)生靜電。利用此特點(diǎn)，增加物體表面的濕度，將有效的防止靜電。（濕度60%以上）特點(diǎn)由于在物體表面增加濕度，會(huì)導(dǎo)致物體或附近的設(shè)備生銹，通常不受現(xiàn)場(chǎng)操作人員的歡迎。（現(xiàn)在通常將濕度設(shè)定在55％）七有關(guān)除電的對(duì)策第二十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五表面涂防靜電劑在絕緣體表面涂抹的防靜電劑可以吸收空氣中的濕氣，使表面形成導(dǎo)電層，從而防止帶電。特點(diǎn)耐久性不穩(wěn)定，一般在數(shù)小時(shí)到幾天之間，而且受環(huán)境影響也比較大。七有關(guān)除電的對(duì)策第二十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五

以高電壓中和靜電電荷在放電針上施以高電壓，使放電針向帶靜電的物體釋放出大量的正負(fù)電荷，從而達(dá)到中和靜電的目的。特點(diǎn)高電壓中和靜電的方式通常有兩種：一是用直流電方式、另一種采用的是用交流電方式。交流電方式需要接地。七有關(guān)除電的對(duì)策第二十二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五八預(yù)防靜電的措施人體是最普遍存在的靜電危害源。對(duì)于靜電來說，人體是導(dǎo)體，所以可以對(duì)人體采取接地的措施。

1.使用防靜電地面/防靜電服裝（靜電從腳導(dǎo)到大地）通過防靜電性地面、地墊、地毯，人員穿上防靜電服裝，形成組合接地。注意服裝使用年限及使用方法。

第二十三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五2.佩戴防靜電手鐲通過手鐲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。

主要指標(biāo)是：泄漏電阻106－107Ω

(保護(hù)電阻106Ω）。靜電電位衰減到100Ｖ以下的時(shí)間小于0.1s。八預(yù)防靜電的措施第二十四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五3手鐲使用注意事項(xiàng)：A使用手鐲操作時(shí)不允許斷開，否則會(huì)失去接地作用；B手鐲扣得不緊造成人體皮膚與腕帶的接觸電阻變大，所以手鐲貼著皮膚用，減少間隙緊緊帶；C手鐲常用易損壞，每次用前必檢測(cè)；D左手帶上防電鐲，右手拿頭去檢測(cè)；E檢測(cè)用手要裸露，帶鐲檢測(cè)手不同；

八預(yù)防靜電的措施第二十五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五3手鐲使用注意事項(xiàng)：F手鐲小扣要向上，以免無意把屏刮；G輕拿輕放好保存，檢測(cè)設(shè)備要保護(hù)。八預(yù)防靜電的措施第二十六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五4離子風(fēng)靜電消電器是將電離的空氣輸送到較遠(yuǎn)的地方去消除靜電的一種靜電消電器。其主要由電暈放電器、高壓電源和送風(fēng)系統(tǒng)組成。它是根據(jù)尖端放電和正負(fù)電“中和”原理設(shè)計(jì)制造的。它可消除絕緣材料及物品上的靜電。按儀器釋放出的離子極性分雙極性和單極性離子消電器。雙極性離子消電器對(duì)正負(fù)電荷均有消電作用。離子風(fēng)靜電消除器的有效使用距離較大。八預(yù)防靜電的措施第二十七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五有關(guān)除靜電器的帶電離子＋＋－－＋＋－－＋＋－－＋＋－正常的分子＋＋－－＋＋－－－＋離子－離子高電壓放電＋－正電荷負(fù)電荷參考八預(yù)防靜電的措施第二十八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五水族電荷H（HO）2n＋排斥吸引逃逸電子（－）集中電場(chǎng)高電壓（＋）放電針

正電荷（＋）在集中電場(chǎng)內(nèi)，空氣分子外層上的電子被奪走。正電荷主要由水族電荷產(chǎn)生。摘自《靜電學(xué)會(huì)雜志》正放電針旁產(chǎn)生電荷的模型八預(yù)防靜電的措施第二十九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五排斥

正電荷（＋）吸引逃逸電子（－）集中電場(chǎng)高電壓（－）放電針負(fù)電荷（－）COONO322－－－逃逸電子被其它空氣分子捕獲，形成負(fù)電荷。負(fù)的空氣電菏中，含有碳酸離子、氧離子以及二氧化碳離子等各種成分。摘自《靜電學(xué)會(huì)雜志》負(fù)放電針旁產(chǎn)生電荷的模型八預(yù)防靜電的措施第三十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期五除靜電器長期使用的話，空氣中漂浮的灰塵在高壓電場(chǎng)中，就會(huì)吸附到放電針上。這些吸附的灰塵中的有機(jī)物，會(huì)因?yàn)楦邏悍烹姸纸鉃闊岷统粞酰兂商嫉奈⒘８街诜烹娽樕稀?/p>