防静电材料要求

材料的电特性

绝缘体 不导电，有较高的介电常数，电流不 容易流动（如塑胶） 导体 导电性好，介电常数差，电流容易流 动，接地后可放电（如金属） 阻抗体 介于绝缘体的导体的性能之间，可以 导电，但比导体传导速度慢


（静电消散体）
静电序列表
序 号 1 2 3 4 5 材料
正电荷方向
空气 人的手 兔毛 玻璃 云母
• 退卷的常规带：
9,000 - 15,000 V
ESD破坏的途径
即使是相当小的静电放电也可能损坏电子器件; 半导体是最容易受到静电破坏的器件,常见的 破坏有: 氧化物击穿 界面过热烧损 金属熔化
以上的混合模式
ESD的敏感级别
MIL-STD-1686推荐
一级： 二级： 三级：
对1999V以下的电荷敏感 对2000V和3999V之间的电荷敏感 对4000V和>8000V
防静电知识培训
静电的基本形态


静电(Electrostatic) ：就是静止不动的电 荷。它一般存在于物体的表面。是正负 电荷在局部范围内失去平衡的结果。静 电是通过电子或离子转移而形成的。 静电放电(ESD)：处于不同静电电位的 两个物体间的静电电荷的转移就是静电 放电。这种转移的方式有多种， 如接触放电、空气放电。
序 号 8 9 10 11 12 13
材料
羊毛
丝绸 铝 纸 棉布 钢
序 号 16 17 18 19 20 21
材料
硬橡皮
镊、铜 黄铜、银 聚酯人造纤维 聚乙烯 聚丙烯
6
7
头发
尼龙
14
15
木材
琥珀
22

聚氯乙烯(PVC)
负电荷方向
产生不同的静电量和速度的因素
接触距离、面积、表面粗糙程度和物料 硬度等都是产生静电量和速度不同的相 互关联的因素
ESD风险
• 我们的工作环境存在大量的静电源：
许多产品都使用塑胶材料.(因为其制造和价 格低廉) – 电子产品中要采用许多绝缘体材料 – 在移动和摩擦下，即使如金属一般的导 体也会产生静电 – 设备和人体所需要的温湿度对 环境有一定的干燥要求， 助长静电产生
生产线常见的静电源
• • • • • • 工作台 椅子 地板 工作人员 包装 组装工具 和材料
人体放电实例 Human Body Model
充电器件放电实例 Charged-Device Model
在日常生活中静电的例子
• 用于工作说明的乙烯基封皮： 600 - 7,000V • 穿过未处理的乙烯基地面： 250 - 12,000 V • 穿过地毯： 1,500 - 35,000V • 在工作台的工人: 700 - 6,000 V
漆、腊面、塑胶和乙烯树脂等 玻璃纤维，塑胶、表面处理木料等 表面处理木面、腊面、乙烯树脂等 衣物、头发、鞋子、手套等
塑胶袋、泡泡袋、海绵、盒子等
高压射流、压缩空气、合成毛刷 热风机、吹风机、复印机、打印机 吸尘机等
环境湿度
空气中的水气增加空气的导电性，因此减少静电 的产生或积累 相对的湿度越高对静电越好控制（>60%） 高湿度的对于生产的不利（如污染） 低于30%的湿度对于CLASS 1 防御要求十分困难 干燥而带杂质的空气在高速流动下（如清洁工艺） 也容易产生静电 在干燥和快速移动活动中使用不当的材料容易产 生高静电和增加静电破坏的风险！



ESDS敏感情况
MR fail <30 volts (HBM ) < 10 volts (CDM )
人体对静电的感觉
和电器件相比之下,我们的感觉性极差: 感觉到: >2000-4000V 听到: >4000-5000V 看到： >5000V
<100V的静电放电就足以损坏某些电子器件
人体静电放电和充电器件放电模型
湿度控制Hale Waihona Puke Baidu
30%是防静电的下限要求 70%是常用的上限（基于污染冷凝等考 虑） ESD控制推荐40%-60% RH 范围 美国军标 MIL-STD-1695推荐30%-70% RH

静电放电的例子
1.云内部的流动造 成电子的脱离
2.强大的电场使附近的 空气离子化,异性相吸 3.离子流运组成导电通道, 快速放电形成 低压(e.g.<5000V)放电需要 导电的物体途径
静电的产生
1. 2. 3. 4.
静电的产生有四个途径: 摩擦 电感应 电容效应 电压效应 电容效应只增加静电破坏的风险程度, 并没有改变电荷量
静电产生的两种形式
(a) 摩擦生电
(b) 感应生电
摩擦和接触生电
摩擦
主要来源: 接触 + 或 + 分离
压力
摩擦和接触生电


静电不是由摩擦产生的 只是摩擦过程增加接触面,接触 产生静电 许多物料的表面都不够平整或具 备足够的柔性，接触/分离所产 生的静电程度较低




静电释放的例子
相对湿度 10% 40% 55%
折除PCBA的非防静电气泡包装 26KV 20KV 7KV 走过毛地毯 35KV 15KV 7.5KV 工作台上的一般移动 6KV 800V 400V 从工作台上拾取塑胶袋 20KV 3KV 1.2KV 一切活动都可能产生静电！ 即使在高达90%湿度下，在量静电还是可能产生
（自然界静释放的例子）
…但高压放电不需要
带静电物体或人 体接触ESDS
静电放电的例子
静电场造成空气 离子化
电离的空气导 电放电
影响静电放电速度的因素
1. 放电途径的导电性 2. 放电环境的相对湿度
3. 材料表面的湿度
4. 静电荷的自然中和速度
静电放电的模型
人体带电模型(Human Body Medel,HBM) Discharge to the Device 机器带电模型(Machine Model,MM) Discharge to the Device 组件带电模型(Charaged Device Model,CDM) Discharge from the Device
片状物和粘带具备良好的接触条件，所以 较容易产生静电 除了增加接触面，摩擦的的同时也增加了 分离速度
摩擦和接触生电


摩擦过程所产生的热 能增加电荷的迁移速 度 不同的摩擦试验得出 不同的静电数量
“接触生电”较“摩擦生电”的观念
较为正确
静电量
决定静电量的主要因素： 材料（包括材料的相对性） 接触面积和表面粗糙情况 接触力 分离速度 环境湿度