静电常识及ESD防护.doc

静电知识一， 静电的类型：　　一、静 电    1.根据分子和原子构造的理论 , 自然界中的一切物质都是由分子构成的 , 而分子又是由原子构成的单质的分子由一种或几种相似的原子构成 , 化合物的分子由两个或两个以上不同的原子构成高分子材料具有更复杂的原子构造点阵排列，并具有更多种类及数量的原子原子是构成一切化学元素的最小粒子，它由带正电的原子核和带负电的环绕原子核旋转的电子构成,电子的个数及排列层次因元素而异    2.在自然状态下，原子中的这种正、负电荷是相等的，物质处在电平衡的中性状态，即不带电在静电学中称不带电的物体为电的中性体在某种条件下，当物质原子中的这种电平衡状态被打破，丢失或获得电子，物质即由中性状态变化为带电状态处在带电状态的物体在静电学术语中称为带电体物质在获得电子而形成带电体时称为电子带电，所带电荷称为负电荷；因失去电子而形成带电体时，称为空穴带电，所带的电荷称为正电荷    3.物体呈现带电的现象，称为带电现象物质的带电现象是一种自然现象按照物质所带电荷的存在与变化状态可分为动电（流电）现象和静电现象静电现象指相对于观测者而言，所带的电荷处在静止或缓慢变化的相对稳定状态，动电现象则与此相反。

显然，在静电状况下，由于电荷静止不动或其运动非常缓慢，故它所引起的磁场效应较之电场效应来说可以忽视不计    4.静电可因多种因素而发生，例如物体间的摩擦、电场感应、介质极化、带电微粒附着等许多物理过程均有也许导致静电二、静电的类别      静电防护材料一般以其电阻率作为类别划分标志分为静电导体（导静电）材料和静电耗散（耗散静电）材料初期有抗静电材料类别的提法    1.静电导体材料    指其表面或物体内部导电的材料，一般将表面电阻率不不小于或等于 1 × 105Ω /m2或体积电阻率不不小于或等于 1 × 104Ω• cm 的静电防护材料划归静电导体材料类其中，又将表面电阻率不不小于× 104Ω/ m2或体积电阻率不不小于或等于 1 × 103Ω• cm 的材料定义为静电屏蔽材料，即静电屏蔽材料属于静电导体材料的一部分    2.静电耗散材料    指能迅速耗散其表面或物体内部静电荷的材料其所具有的电阻率范畴某些原则规定不一，较多的原则（例如现行 MIL 原则和近来两年出台的 IEC 原则草案）规定，表面电阻率不小于 1 × 105Ω / m2但不不小于或等于 1 × 1012Ω / m2，或体积电阻率不小于 1 × 104Ω• cm 但不不小于 1 × 10 11 Ω• cm 的静电防护材料为静电耗散材料。

    3.抗静电材料    有的原则，例如 1980 年片的美军原则 MIL-HDBK-263 ，将表面电阻率不小于 1 × 109Ω / m2但不不小于和等于 1 × 1014Ω / m2范畴的静电防护材料定义为抗静电材料许多常用材料事实上都在此范畴之内，例如密胺薄层材料、高电阻的体导电塑料、干净棉花、硬质纤维板、本制品、纸制品等 1991 年发布的修订 A 版，变化了这种划类措施，不再使用抗静电材料的概念在国际电工委员会（ IEC ）有关防静电材料原则的讨论中，专家们比较倾向的意见觉得“抗静电材料”这个概念比较笼统，主张不适宜再用    4.绝缘材料绝缘材料是指那些其电阻率超过静电耗散材料的上限的材料绝缘材料不属于静电防护材料的范畴由于它的划分与静电耗散材料连在一起，故有关原则也不太一致较多的也较权威的现行原则的规定为，具有表面电阻率不小于 1 × 1012Ω / m2，或体积电阻率不小于 1 × 1011Ω• cm 的材料属于绝缘材料二， 静电常识：　静电是一种客观的自然现象，产生的方式诸多，如接触、磨擦、冲流等等.其产生的基本过程可归纳为:接触 → 电荷 → 转移 → 偶电层形成 → 电荷分离.设备或人体上的静电最高可达数万伏以至数十万伏,在正常操作条件下也常达数百至数千伏.人体由于自身的动作及与其他物体的接触-分离、磨擦或感应等因素，可以带上几千伏甚至上万伏的静电.静电是正、负电荷在局部范畴内失去平衡的成果.它是一种电能,留存在物体体现, 具有高电位、低电量、小电流和作用时间短的特点.    静电控制的重要措施有：静电的泄漏和耗散、静电中和、静电屏蔽与接地、增湿等。

    静电放电引起的元器件击穿损害是电子工业最普遍、最严重的静电危害，它分硬击穿和软击穿硬击穿是一次性导致元器件介质击穿、烧毁或永久性失效；软击穿则是导致器件的性能劣化或参数指标下降.    静电敏感元器件和印制电路板在生产过程中工序之间的传递和储放，必须使用防静电上料箱、元件盒、周转箱、周转托盘等以避免静电积累导致危害静电敏感元器件和印制电路板，作为成品进行包装时必须采用防静电屏蔽袋、包装袋、包装盒、条、筐等，避免运送过程中的静电损害.    电子产品在生产过程中，其元器件、组件成品常常与设备工具等发生接触、分离，磨擦而产生静电，必须使用防静电坐垫、周转小车、维修包、工具、工作椅（凳）等，并通过合适的接地，使静电迅速泄放.    磨擦起电和人体静电是电子、微电子工业中的两大危害源，但产生静电并非危害所在，危害在于静电积累及由此产生的静电电荷放电，因此必须予以控制带静电的物体，在其周边形成静电场，会产生力学效应，放电效应和静电感应效应由于静电的力学效应，空气中的浮游的尘粒会吸附到硅片等电子元器件上，严重影响电子产品的质量，因此，对净化工作空间必须采用防静电措施.    净化室的墙壁、天花板和地板等都应采用防静电的不发尘材料，对操作人员及工件、器具也应采用一系列的静电防护措施.    为理解生产过程静电起电状况，鉴别生产过程中静电的影响限度以及检查静电防护用品、装备质量都需要测量静电及有关参数。

静电的测量，重要是对静电电压、材料电阻、接地电阻、静电关衰期、静电电量、静电消除器消电性能、布料电荷面密度等的测量.    静电防护工作是一项系统工程，任何环节的疏漏或失误，都将导致静电防护工作的失败，必须时时防备，人人防备.三、静电是如何产生的物质都是由分子构成，分子是由原子构成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子构成在正常状况下，一种原子的质子数与电子数量相似，正负平衡，因此对外体现出不带电的现象但是电子环绕于原子核周边，一经外力即脱离轨道，离开本来的原子儿而侵入其她的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增长电子数而呈带负电现象，称为阴离子导致不平衡电子分布的因素即是电子受外力而脱离轨道这个外力，涉及多种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)在平常生活中任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电    当两个不同的物体互相接触时就会使得一种物体失去某些电荷如电子转移到另一种物体使其带正电，而另一种体得到某些剩余电子的物体而带负电若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电因此物体与其他物体接触后分离就会带上静电一般在从一种物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在平常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。

    固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电为什么气体也会产生静电呢？由于气体也是由分子、原子构成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电因此在我们的周边环境甚至我们的身上都会带有不同限度的静电，当静电积累到一定限度时就会发生放电 四，静电在生产中的危害   · 如塑壳生产线，由于静电导致塑壳喷漆，电镀，表面粗糙，沙眼多，手感差  · 在卷桶纸，皮革，塑料，化工布/膜等流水线，由于材料绝缘性高，运转速度快，表面电荷不易散失，静电极高，当操作人员触及会有触电感，更能使材料层间击穿，影响产品质量· 在电子行业，IC，LCD，LED，等精细组装线，据记录，由于静电给电子器件制造业，每年会导致两百多亿美元的损失！  · 在印刷包装公司由于静电会导致设备控制失灵；进纸不稳，收纸不齐；在传播印刷中，更会导致套印精度低，墨须严重，严重影响产品品质     我们懂得，静电在工业生产中的危害很大，不仅影响生产，并且容易引起多种火灾爆炸事故等，研究发现，静电对人体也是有害无利人体长期在静电辐射下，会使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽在家庭生活当中，静电不仅化纤衣服有，脚下的地毯、平常的塑料用品、锃亮的油漆家具及至多种家电均也许浮现静电现象，静电可吸附空气中大量的尘埃并且带电性越大、吸附尘埃的数量就越多，而尘埃中往往具有多种有毒物质和病菌，轻则刺激皮肤，影响皮肤的光泽和细嫩，重则使皮肤起癍生疮，更严重的还会引起支气管哮喘和心律失常等病症。

静 电 防 护 知 识1．为什么要提高ESD防护意识？在本世纪70前代此前，诸多静电问题都是由于人们没有ESD意识而导致的，虽然目前也有诸多人怀疑ESD会对电子产品导致损坏这是由于大多数ＥＳＤ损害发生在人的感觉如下,由于人体对静电放电的感知电压约为3ＫＶ，而许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏，一般电子器件被ＥＳＤ损坏后没有明显的界线，把元件安装在PCB上后来再检测，成果浮现诸多问题，分析也相称困难特别是潜在损坏，虽然用精密仪器也很难测量出其性能有明显的变化，因此很都电子工程师和设计人员都怀疑ESD，但近年实验证明，这种潜在损坏在一定期间后来，电子产品的可靠性明显下降2．谁应当参与ESD培训?培训谁? 管理培训部门,管理部门的支持,流水线管理培训,工人,技术员等都应当受到培训最新的美国国标和国际静电放电协会原则（ANSI/ESD S20.20-1999）把静电培训筹划和培训规定及认证专门列出一节静电培训的重点在领导管理人员、流水线管理人员和工程技术三种人，但内容和规定各不相似对于领导和管理人员，除规定懂得静电安全管理规定外，对静电基本知识、防静电工作区的规定、静电敏感标记等也应有所理解。

而对设计师、现场工程师、维修技术人员等对静电就要有全面的理解目前，国内各类院校除少数专业有静电专业研究生课程外，中专、大专及本科均没有开设静电专业课程，仅是物理的电学中简介了有关静电基本原理某些知识但是只要有了这个基本，您就能学好静电防护基本知识3．静电对电子产品损害有哪些形式?静电的基本物理特性为：吸引或排斥，与大地有电位差，会产生放电电流这三种特性能对电子元件的三种影响：1．静电吸附灰尘，减少元件绝缘电阻（缩短寿命）2．静电放电破坏，使元件受损不能工作(完全破坏)3．静电放电电场或电流产生的热，使元件受伤（潜在损伤）4．静电放电产生的电磁场幅度很大（达几百伏/米）频谱极宽（从几十兆到几千兆），对电子产器导致干扰甚至损坏（电磁干扰）如果元件所有破坏，必能在生产及品管中被察觉而排除，影响较小，如果元件轻微受损，在正常测试下不易发现，在这种情形下，常会因通过多层之加工，甚至已在使用时，才发现破坏，不仅检查不易，并且其损失亦难以预测要耗费多少人力及财力才干清查出所有问题，并且如果在使用时才察觉故障，其损失将也许巨大4．静电对电子产品损害有哪些特点？(1). 隐蔽性人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,这是由于人体感知的静电放电电压为2－3 KV,因此静电具有隐蔽性。

2). 潜在性有些电子元器件受到静电损伤后的性能没有明显的下降，但多次累加放电会给器件导致内伤而形成隐患因此静电对器件的损伤具有潜在性3). 随机性电子元件甚么状况下会遭受静电破坏呢?可以这样说，从一种元件产生后来，始终到它损坏此前，所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机动性性其损坏也具有随机动性性4).复杂性静电放电损伤的失效分析工作，因。