静电常识及ESD防护

静电知识

一，静电的类型：

一、静 电

1. 根据分子和原子结构的理论 , 自然界中的一切物质都是由分子构成的 , 而分子又是 由原子组成的。单质的分子由一个或几个相同的原子组成 , 化合物的分子由两个或两个以上不 同的原子组成。 高分子材料具有更复杂的原子结构点阵排列， 并含有更多种类和数量的原子。 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围绕原子核旋转的电子组成 电子的个数和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，物质处于电平衡的中性状态，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， 状

态被打破， 丢失或获得电子， 物质即由中性状态改变为带电状态。

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， 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察者而言， 所带的电荷处于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，在静电情况下， 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略不计。

4. 静电可因多种原因而发生，例如物体间的摩擦、电场感应、介质极化、带电微粒附着 等许多物理过程都有可能导致静电

二、静电的类别

静电防护材料通常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。早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，一般将表面电阻率小于或等于

1 X 105 Q /m2或体 积电阻率小于或等于 1 X 104 Q? cm 的静电防护材料划归静电导体材料类。 其中，又将表面电 阻率小于X 104 Q / m2或体积电阻率小于或等于

1 X 103 Q? 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

指能快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围一些标准规定不 一，较多的标准（例如现行 MIL 标准和最近两年出台的 IEC 标准草案）规定，表面电阻率大于 1 X 105Q / m2 但小于或等于 1 X 1012Q / m2 ，或体积电阻率大于 1 X 104Q?cm 但小 于 1 X 10 11 Q? cm 的静电防护材料为静电耗散材料。

3. 抗静电材料当物质原子中的这种电平衡 处于带电状态的物体在静电 所带电荷称为负电荷； 因

有的标准，例如1980 年片的美军标准MIL-HDBK-263 ，将表面电阻率大于 1 X 109 Q / m2但小于和等于1 X 1014 Q / m2范围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

范围之内，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，改变了这种划类方法，不再使用抗静电材料的概念。在国际电工委员会（IEC ）有关防静电材料标准的讨论中，专家们比较倾向的意见认为“抗静电材料”这个概念比较笼统，主张不宜再用。

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，故有关标准也不太一致。较多的也较权威的现行标准的规定为，具有表面电阻率大于 1 X 1012 Q / m2,或体积电阻率大于1 X 1011 Q? 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，产生的方式很多，如接触、磨擦、冲流等等. 其产生的基本过程

可归纳为：接触T电荷T转移T偶电层形成T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和与其它物体的接触-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、负电荷在局部范围内失去平衡的结果. 它是一种电能, 留存在物体表现, 具有高电位、低电量、小电流和作用时间短的特点.

静电控制的主要措施有：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。硬击穿是一次性造成元器件介质击穿、烧毁或永久性失效；软击穿则是造成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。以防止静电积累造成危害。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，避免运输过程中的静电损害.

电子产品在生产过程中，其元器件、组件成品经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，并通过适当的接地，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，危害在于静电积累和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，在其周围形

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取防静电措施.

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，对操作人员和工件、器具也应采取一系列的静电防护措施.

为了解生产过程静电起电情况，判别生产过程中静电的影响程度以和检验静电防护用品、装备质量都需要测量静电和有关参数。静电的测量，主要是对静电电压、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.