静电防护培训材料

静电损害的形式



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器件的三种影响： 静电吸附灰尘，降低元器件绝缘电阻（缩短寿命）。 静电放电（ESD）破坏，造成电子。 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），对电子产器造成干扰甚至损坏（电 磁干扰） 这三种形式对元器件造成的损伤，既可能是永久性的（如功 能丧失，不能恢复），也可能是暂时性的（如静电放电产生 的干扰使功能暂时丧失）；既可能是突发失效，也可能是潜 在失效。其中静电放电(ESD)事件是造成元器件损伤最常见 和最主要的原因。
3、充电器模型 器件接处帶电体而帶电，遇地放电造成內部损伤
静电损害的特点




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,这是因为人体感知的静电放电电压为2－3 KV,所以 静电具有隐蔽性。 潜在性和累积性 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 电会给器件造成内伤而形成隐患。因此静电对器件的损伤具有潜在性。 随机性 电子元件甚么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说，从一个元件产生 以后，一直到它损坏以前，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。 复杂性 静电放电损伤的失效分析工作，因电子产品的精、细、微小的结构特点 而费时、费事、费钱，要求较高的技术并往往需要使用扫描电镜等高精 密仪器。即使如此，有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加 以区别，使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在对静电放电损害未 充分认识之前，常常归因于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉地 掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子器件损伤的分析具有复杂性。
静电对电子元器件损伤的三种模型
1.人体模型: 人们在日常生活中，由于活动而会使人体产生高达几千伏静电势. 这电荷会通过手指或其它部位直接传送到敏感电子元件中，人体模型 表現出來的特征为高压低流，這主要击穿元件內部电容. 2.机械模型 元件在组装过程，会使及许多金属夹具，当这些金属帶上静电并靠近 元件時，会发生金属一元件之间的快速放电，机械模型表現出來的特征 为低压高流，会直接烧坏元件本身.
静电防护的方法


加湿
相对湿度（RH）对表面积累电荷的性能产生直接 影响。相对湿度越高，零部件储存电荷的时间就越 短，表面电荷减小（因为相对湿度增加）的方式可 通过复合或传导，当相对湿度增加，空气的电导率 也随之增加。在高湿度环境中，物质表面具亲水性, 容易吸附空气中的水份，进而降低物质表面电阻， 增加静电向大地散逸的速率。 注意：即使是在100%相对湿度时，电荷释放速率 的增加也不能取代适当的ESD控制操作规程，此外 湿度过高会导致过高的设备结露。
可能产生静电损害的制造过程
元器件从生产到使用的整体过程中都可能遭受静电损伤，依各
阶段的可分为： (1) 元器件制造过程：制造，切割、接线、检验到交货。 (2) 印刷电路版生产过程：收货、验收、储存、插入、焊接、品 管、包装到出货。 (3) 设备制造过程：电路板验收、储存、装配、品管、出货。 (4) 设备使用过程：收货、安装、试验、使用及保养。 (5) 设备维修过程 在这整个过程中，每一个阶段中的每一个小步骤，元件都可能 遭受静电的影响，而实际上，最主要而又容易疏忽的一点却是 在元器件的传送与运输的过程。在这整个过程中，不但包装因 移动容易产生静电外，而且整个包装容易暴露在外界电场(如经 过高压设备附近，工人移动频繁、车辆迅速移动等)而受到破坏， 所以传送与运输过程需要特别注意以减少损失，避免无谓之纠 纷。所以，从元器件的制造，使用到维修的任一环节都有可能 发生静电损害。
什么是静电？
握手或手接触時常被电击一下,是由于人身帶了静电.接触
時突然放电所致 自然界中的放电例子很多,如大气中帶有很强的电荷80KM 处,对地电位有200KV. 云相互摩擦而帶大量的电荷,相互放电形成能量巨大的雷 电, 對地放电則可能形成雷击. 工业中,如印刷中,纸离开纸筒時靜电电压高达20KV. 我们生产线中,人体帶电,摩擦帶电,和感应帶电等随时存 在,不加控制,可造成危害.
导体(包括静电屏蔽)
物质产生静电大小排列如下表，其中越正性与越负性物质互相摩擦产生
之静电越大
Positive Air 正性 (+)
空氣 Asbestos石棉 Aluminum Cotton 棉 Fur 皮革 Glass 玻璃 Hands Human Hair Lead Hand Mica 雲母石 Nylon 尼龍 Paper 紙 Rabbit Fur Silk 絲 Steel 鋼絲 Wool 羊毛 Wood 木材
静电是如何产生的？

静电的产生： 两种不同起电序列的物体通过摩擦、碰撞、 剥离等方式在接触又分离之后在一种物体上 积聚正电荷，另一种 物体上积聚等量的负电 荷而形成的。这是由于两种不同的物体相互 紧密接触时，它们最外层电子的逸出功不 同， 电子从逸出功较小的物体跳逸到逸出功较大 的物体中去。此外，导体静电感应、 电感应、 电磁辐射感应等也能产生很高的静电 。
名词解释二



硬接地 （Hard ground）： 直接与大地电极作导电性连接的一种接地方式（R <10 ） 软接地 （Soft ground）： 通过一足以限制流过人体的电流达到安全值的电阻连接 到大地电极的一种接地方式 （100 ,000 <R <1,000,000 ） 防静电工作区 （Electrostatic discharge protected area）： 配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位具有确定 边界和专门标记的适于从事静电防护操作的场所 ESD 保护材料 （ESD-Protected materials）： 具备下列特征的材料： a、防止产生摩擦起电 b、免受静电场的影响 c、防止与带电人体或与带电物体接触而产生直接放电



手直接接处到元件引腳。 非直接接处，如手接处连接器或金手(goldfinger)， ESD―攻击”沿PCA的路线运行直到找到一个脆弱的 IC，將它摧毀。 PCA或单个的元件放在一個充电表面，通过感应 “拾取”类似静电充电。这样，当放在一个金属表 面，迅速放电(慢放电是安全的)。 PCA或单个的元件暴露在很强的外部电场，诱发过 大的內部电流。
鋁
手 頭髮 石墨
兔毛
Negative 负性(-)
Amber 琥珀 Acetate Rayon 人造絲 Brass , Silver 黃銅 , 銀 Gold , Platinum 金 , 白金 Hard Rubber 橡胶 Orlon 奧龍 Polyester 多元脂 Poly urethane PU聚亞氨脂 Polyvinyl PVC聚氯乙烯 Polyethylene PE聚乙烯 Polypropylene PE聚丙烯 Sealing Wax 蜡 Silicon 矽 Sulfur 硫磺 Teflon 鐵弗龍 Nickel , Copper 鎳 , 銅

ESD敏感元件 -- 可能容易被ESD损坏的零件
半导体元件 厚与薄的薄膜电阻 混合电路器件 晶体
元件被ESD破坏之原因及形态
功率产生:如热崩溃,金属被溶融 电压产生:如介电质崩溃,表面崩溃
潜在性故障:如功能劣化,降级
印刷电路装配(PCA, printed circuit assembly)或单个元件可能有几种方式被 ESD所损坏
静电防护原理
最好的ESD损害的防护是将防止静电的生成 和消除生成的静电两者结合起来，所有的 ESD防护技术和产品的原理都是基于以上两 者或其中之一。
静电防护

在一个电子工厂中，每一个角落都需要注意到静电 防护，尤其是下列各处要格外小心： 进料检验 仓库 领料处 元件插入出（自动或手动） 焊锡 设备安装 包装、运输

静电防护的方法

接地

将所有导体连接在一起，然后接地，并保持低的接 地电阻，使导体上的电荷迅速向大地散逸，不致引 起静电放电的危害。
人员接地：人体是最普遍存在的静电危害源。对于静电来说， 人体是导体，所以可以对人体采取接地的措施。 设备接地：自动装配设备使用导轨、传动带、滑道、组件 运送器和其它运动传动带和运送系统上可能会积累大量电荷， 对设备进行接地可引导静电向大地逸散。
工作场所中常见地板：封蜡的混凝土，涂蜡的木材，普通的维尼龙磁砖或平板，根据 静电源材料，静电荷的多少， 分离速度，环境湿度的不同而不同。 工作面：涂蜡，涂漆或凡立水处理的表面，普通的乙烯或塑胶台面。 工厂主要设备。 人： 人的皮肤表面。 人穿的衣服 材料： 原材料 、生产辅助料、 包装材料：a、普通的塑胶——-袋、纸、 封皮； b、普通的气泡套 c、普通的塑胶盘、塑胶篮、塑胶瓶、料盒 制程： 喷洗清洗机、普通的塑胶吸锡工具、烙铁头未接地的电烙铁、人造 毛制作的溶剂刷子、 液体或蒸汽的清洗或干燥、烤箱、低温喷洗、发热 和吹风机。
为什么我们要进行静电防护？
硬件损坏或硬件性能下降故障中有至少10% 是由ESD 引起的 避免碎屑的吸附。 减低元件被破坏的机率。 减少产品失效或者运作不稳定。 减少静电放电造成损失。 取得更高的质量和使顾客满意

静电的危害
一、静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的 功能与寿命。 ESA 二、静电放电 ESD 损坏器件 损伤器件（潜在损坏） 辐射电磁场（EMI) 着火爆炸 人体电击 四、发光发声 五、产生臭氧
静电防护知识培训
目
一.名词解释 二.静电概念及产生
录
三.静电对电子工业的危害 四.静电控制原理 五.静电标示及其意义 六.ESD每日10项自检步骤 七.其它静电防护措施
名词解释一





静电 （Electrostatics）： 物体所带过剩或不足的相对静止不动的电荷。 静电放电ESD （Electrostatic discharge-ESD）： 具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电感应引起物体间的静 电电荷转移。 静电感应（Electrostatic induction）： 当带静电的物体靠近某一介质时，在该介质表面因感应而带电荷，并 形成感应电场。 静电敏感器（Static sensitivity device-SSD）： 对静电放电敏感的器件 中和（Neutralization）： 利用异性电荷使静电消失 接地 （Grounding）： 电气连接到能提供或接受大量电荷物体上 （如大地、船舰或运载工 具外壳） 泄放（Leakage）： 静电荷安全泄放到大地