防静电原理知识

防静电原理知识

The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

电子器件标识解读

ESD：英文Electronic Discharge 的缩写，意为“静电放电”。

EPA：英文Electrostatic Protected Area 的缩写，意为“静电放电保护区”，简称“静电保护区”。

SSD：英文Static-Sonsitire Devices 的缩写，中译为“静电敏感器件”。

ESDS：英文“Electrostatic Discharge Sensitive的缩写，中译为“静电放电敏感”。

EOS：英文“Electrical Orer Stress的缩写，中译为“电气过载”。电子组装生产过程，电气过载也将对电子产品质量造成危害，必须加以保护。

1．主要防静电器材

人体保护电阻设置的考虑

防静电垫子使用中都附有人体保护电阻可防止操作者人身触电。研究表明，当电流通过人体可引起各种生理反应，轻微的电流会使神经受到轻微的刺激，使人感到发麻，不舒服。电流稍大一点，人体肌肉便失去收缩能力不能控制自己的行为，当电流到达一定的程度时，会使有全身肌肉麻痹，瞬间停止呼吸，这样几分钟内人会死亡，一般认为，通过人体的电流为25-30mA时，不仅有害于身体而且有生命危险，100mA以上就会使人死亡。因此从人身安全考虑，美国国防部文件DOD-HDBK263规定，应确保流过人体电流（交流均方根值或直流值）应小于5mA。因此，保护电阻一般在–1MΩ之间选择，这与相应的英国标准BS5783也相一致。实际产品一般使用1MΩ较多。相应地5mAx1MΩ=5000V，即在5000V电压下也能有足够的保护作用。

1）导电腕带和人体防静电防护用品

接触静电敏感器件的操作者都必须戴好电腕带，这是释放人体所带静电荷最简单，最有效的措施。导电腕带主要由—导电复合材料的腕带与接地组件组成，为了人体安全，串联一只1M左右的电阻。一般使用中导电腕带泄放人体静电的时间小于秒，操作者的静电势可保持在2V以下。

导电腕带是传统的重要防静电手段，但有时也可能出现接触不良的情况，因此除了在使用中应经常检查导

电腕是否可靠外，更为可靠的措施是应用系统的人体防静电保护用品来取代，它主要由防静电服、防静电手套和防静电鞋等组成。这种整体的防护措施具有静电屏蔽和静电泄放双重作用，因此能起到更好的防静电作用。

2）防静电垫子

在操作静电敏感器件时，工作台的地面等的防静电措施主要是铺设防静电材料制成的垫子，使所有与之接触的静电敏感器件的端子、装配工具、仪表，人体等都达到基本均一电位，并通过适当接地使静电迅速得到释放。

3）离子风发生器

在静电敏感器件操作区，静电损害还可能来自非导电材料如印电路基板，陶瓷器件、人造织物、普通塑料贮运盘、笨乙烯防震泡沫材料等。一旦这些材料积聚了大量静电荷就能形成相当的电场，即使未直接接触也能损害离它很近的静电感器件，为了消除这部分静电荷，一般采用离子风来中和，即使用离子风发生器。该发生器应用直流脉冲电流通过尖端放电的方法产生一阵阵冷热的周期交替的正、负离子风轻轻地吹向周围区域，它的放电周期和时间可进行调节控制，在理想的情况下空气可达6×103个/cm3离子数量级。这不仅能有效地消除非导电材料上的静电荷，而且整个空间包括尘埃在内的粒子计数也减少了50%，起到了净化空气了作用，产品有离子风机与离子风枪等。

4）贮运工具的防静电

静电学中高斯定律指出：穿过任何封闭导体的电力线总和等于封闭导体包围的电荷的代数和。它的推论之一就是在中空导体外的电荷不可能在它的内部引起静电场，这就是我们通常所说的静电屏蔽原理。因此在存放静电敏感器件时，我们应使用导电性能得到改进的抗静电塑料制成的贮运箱盒。这种塑料一般因其内部填充有金属或石墨纤维或抗静电剂等材料而大大提高了导电能力。因为它们具有良好的导电性，一方面能使其中静电敏感器件，组件免遭外部静电场的损害，同时也能把生产过程中由于种种因素积聚的静电荷迅速泄放掉，但需指出，与一般贮运箱的设计考虑略有不同，它必须有盒盖，这不仅为保证上方的静电屏蔽，导电的贮运盒盖还能起到二

次保护的作用，因为任何一个带静电的操用者要从贮运箱取出零部件，一定要先接触盖子，这样，他所带的静电荷很容易从导电的盒盖转移到导电的贮运箱体，并通过与之相接触的可靠接地的防静电桌垫或地垫迅速得到中和，即使贮运箱未可靠接地，由于贮运箱电容的存在，人与箱接触时也使静电位得到降低。国内外电子设备生产厂还广泛使用一种透明的抗静电塑料薄膜袋，专门用于包装和贮运箱敏感器件和印刷板电路组件，此袋由抗静电塑料薄膜内层与一厚度100埃左右的金属化外层复合而成。该袋既能泄放电荷，又能起静电屏蔽作用，因为金属化层非常薄，有相当的透明性，不需打开就可以从外面清楚地识别内部的器件，使用起来甚为方便。另一种的防静电塑料袋是采用导电碳粉改性的高压聚乙烯材料制成的，因此是黑色不透明，但防静电效果基本是一样的。

生产线用周转小推车设计时，主体构件材料应采取金属或抗静电塑料，如果轮子是一般橡胶类绝缘材料，应从导电的车身上装置一条金属链子挂到地面。与防静电地垫相接触时，可随时放静电荷。

静电敏感器件的装焊生产

静电敏感器件的装焊应与一般元器件区别对待。从电子生产线考虑，静电敏感器件的组件最好安排在整个焊流水线工序的最后部分，并在防静电工作台是进行。一般操作注意事项如下：1．一切接触敏感器件的操作者应戴好导电腕带，也不要让未接地的外来人员接触台上的静电敏感器件。

2．.装有静电敏感器件的包装盒、棒、管等，应先放在静电工作台面上。这样取出器件前，可使容器先放电。操作完毕，应将器件放回原包装中去。

3．尼龙涤纶等一类合成纤维制成的衣服易产生静电，导电腕不能去除这类衣服上的静电，因些即使带导电腕带的操作人员仍需注意避免衣服袖子等接触静电敏感器件。如可能，操作者应穿纯棉或特殊的防静电纤维制成的工作服。

4．应注意不要在静电敏感器件的周围放置易产生静电的材料，如聚苯乙烯、尼龙、ABS、聚乙烯、聚氯乙烯等塑料制品包括塑料杯、泡沫聚苯乙烯、塑料烟灰缸、塑料文件夹、书皮、塑料梳子，普通塑料包装袋或食品袋等。这些物品很可能损害敏感器件。

5．应尽量使静电敏感器件的端子保持导电短接状态。带MOS集成块的印刷板组装完后，应放入抗静电塑料袋中，或以单元连接把印刷板端子短接并一直保持到它们被装配到总机上去。

6．贮运静电敏感器件和它们的组装件应使用导电容器。如前所述，有许多材料可作为导电容器及导电包装袋使用，包括导电泡沫塑料，金属化包装袋，金属箔，渗碳塑料或石墨导电纤维增强塑料贮运箱等。作为运载工具的小推车也应有防静电措施。

7．如敏感器件引出线须进行预成形，预成形机应可靠接地，搪锡锅和电烙铁需接地良好，必要时可进行断电焊接，烙铁头对地电阻应小于20Ω，以保证可能的浪涌电压在15V以下。拆除集成电路的吸锡器应使用接地良好的防静电吸锡器。

8．进行波峰焊时，印刷板端子最好保持短接状态，波峰焊机应可靠接地。

测试和维护注意事项

一般集成MOS器件的输入端为高阻抗，如处于悬空状态，容易引起栅击穿，即使未被击穿，由于空间电荷的影响，也可能造成输出电平不稳，产生错误动作，而使逻辑输出混乱，为此在测试过程中应根据器件逻辑电平的不同而接至相应的Vss或Vdd端，使起到一定的保护作用。测试过程中一般注意事项如下：