防静电原理及工作现场的注意点

防静电原理及工作现场的注意点
第一章静电防护（Electro Static Discharge---ESD）常识一、关于静电放电：由于接触，静电荷在不同静电势的两个物体上快速转移的现象。

如静电荷在绝缘材料上积聚，在它突然与导电材料或防静电材料接触时，会产生放电。

静电荷放电的速度取决于材料的电阻：电阻越高，放电速度越慢。

二、自然界静电放电实例：
●闪电是静电释放最简单和明晰的例子：它是怎样发生的呢？热的云层上升，冷的云
层下降相互相磨擦后，积聚大量静电，当这些静电足够时，向地面（地面的电势认
为是0）放电，产生闪电。

闪电的静电压高达几百万伏特。

●合成纤维的衣服很容易起静电：譬如当脱下化纤衣物时，会看到小火花和起电的声
音，为什么？因为化纤衣物磨擦后积聚的静电通过人体放电，这类静电荷的量级为
2000-10，000伏特。

●干燥的气候（相对湿度介于10-25%）容易产生静电：这种天气条件下当碰触汽车
外壳时，我们也许会经历小小的电击，甚至能看到火花，为什么？由于其橡胶轮胎
而与地面绝缘，汽车在运动时不断带电（空气与汽车的磨擦），但却无法通过周围
的空气放电，因为空气太干燥了。

当人体接触汽车时，汽车上的静电终于找到一个
途径向地面放电了，因为人体是导电的！！
●当穿橡胶底的鞋子时，这种效应也常常发生：由于鞋子与地面磨擦而带电，当人体
接触某种与地面导通的金属材料或其他导电/防静电材料时，同样会产生放电，如
当您碰撞金属门的把手时，也许曾经历过这种现象，这类静电荷的量级为1000-10，
000伏特。

三、静电与动力电的区别
电源插座中的电是动力电，其特点是：当消耗它时（例如接电吹风），电力网会持续供电，使它保持恒定的电压和能量。

静电的特点是：能量是一次性的并且持续的时间很短（一般最长为0.02秒）。

这就是为什么我们不会被这么高的静电压（1000-20，000伏特）杀伤的原因。

四、导电材料、绝缘材料和防静电材料的区别
静电通过这类材料将缓慢释放（电流较低），而不会出现短时间高电流现象，可以防止静电对产品的伤害，这就是为什么ESD保护材料（如防静电手腕，粉红色薄膜，防静电垫子，防静电地面）具有防静电特性。

相反，静电通过导电材料时快速放电，电流过高容易损伤元件，因而不适合用作防静电材料。

五、静电的产生
●任何一种材料都可能带静电。

●产生静电的最普通方式，就是感应生电和磨擦生电（主要方法）。

●当两物体表面紧密接触，然后再分开时，一个物体的表面将带正电荷，而另一物体
的表面将带等量的负电荷，在两物体分离之后，各自表面将保持其正电荷或负电荷
（除非该物体表面是导体/防静电材料并接地）。

●产生静电的实例：
撕胶带的时候衣服磨擦人体与周围空气磨擦
人体在地面上行走（三种磨擦：地面/鞋子，衣服/衣服，衣服/空气）
六、影响静电高低的因素
任何一种材料-固体、气体或液体，都可磨擦带电，带电量大小的积极性，取决于相互磨擦的两种材料本身的特性和其他因素的影响。

如：
与材料相关（绝缘材料最容易起静电）
磨擦的程度（强烈的磨擦会增大带电量）
物体的表面条件（光滑的表面产生较多的电荷）
材料之间分离的速度（速度越快，带电量越高）
受磨擦或分离的面积（较大的表面积产生较多的电荷）
相对湿度（湿度大的空气带电量很少；干燥的空气带电量比前者高50倍左右）
●磨擦产生的静电其带电量可以高达50，000伏特以上。

七、静电对电子元器件的危害
●当人体接触线路板上的静电敏感元件时，放电就有可能发生。

●放电对电子器件会产生极大的破坏性，对于某些电子元件，ESD的危害性就象雷电对于
人体的伤害一样。

电子元件的内部线路非常纤细，静电能量（虽然绝对能量值并不高）已足够损坏电子元件的内部线路结构。

单一静电放电可能引起敏感电子器件的致命损坏！
●ESD损坏比直接地毁坏电子产品更严重：因为受损电子元件可能会通过零部件的检验和
测试，而在后续装配工序中才发现失效，这将导致由返工或更换元件而造成的成本增加。

特别，如果产品通过所有工厂检验和测试，而当用户使用一段时间以后才失效，其修理和更换费用就会比在制造阶段发现问题并解决问题所需的费用高很多倍，并且使用户丧
失产品的宝贵信心！
第二章生产现场静电防护方法
研究调查表明25.65%的电子器件的失效与ESD伤害有关！因此，工厂建立防静电设施来解决ESD问题的必要性是显而易见的。

恰当使用设备和补救措施，大部分静电是可以得到控制。

●选择控制静电方法的重要考虑之一，就是看带电材料是导体、防静电材料还是绝缘体。

如果是导体或防静电材料，则接地是消除静电荷的最简单和基本的方法；但是，接地方法却无法使绝缘体消除静电，因为电荷无法在绝缘体内流动。

●考虑到尽量降低静电电流，因此实际控制静电的最主要方法是尽量使用防静电材料组成
的生产环境，如使用防静电海绵、防静电袋、防静电气珠袋、防静电元件盒、防静电胶箱等，并且建立正确的接地设施。

一、员工操作部分
a)通过防静电手环接地，防静电手环内含有1M的电阻，可以预防高电流的ESD放电，同
时此电阻在操作员误接220V电压的时候也能起保护作用，因为电流被限制在一个安全的范围之内。

生产线所使用的防静电手环及电烙铁接地夹中的非鳄鱼齿部位间隙最大不得超过2MM宽。

b)使用静电手环的时候，必须确保静电手环的金属部分紧密接触皮肤，不得隔衣佩戴，如
皮肤干燥，可在金属部分与皮肤接触面用水润湿或涂凡士林。

静电手环的另一端的铁夹正确夹在接地线裸露的金属部分上。

另外，每天需检查确保静电手环性能良好。

c)静电手环的检查方法：
首先将佩戴在手腕上的静电手环的铁夹夹于静电测试仪下方的金属接口处，然后用手按下静电测试仪表面的白色金属按钮，发出“嘀”声，且表面绿灯亮，表示静电手环性能良好；如不发出声音且红灯亮，表示静电环接地不良。

d）静电席的检查方法：
首先将静电席上的金属鳄鱼夹夹于静电测试仪下方的金属接口处，然后左手按下静电测试仪表面的白色金属按钮，右手接触静电席，静电测试仪发出“嘀”声，且表面绿灯亮，表示静电席接地良好；如不发出声音，且红灯亮，表示静电席接地不良。

e）穿戴防静电工作鞋。

f）穿戴防静电工作衣帽。

注意如下事项：
1、所有接触PCB板的员工（包括：邦板组、热压房、半成品组、装配组）都要求戴静电
环，且注意每4个小时放电一次；
2、生产部每天必须对静电坏、静电席、电烙铁等静电设施进行日常检测，及时发现不
合格的静电设施；
3、所有焊接烙铁必须可靠接地；
4、生产线的仪器均需接地线；
5、半成品生产邦板时用防静电袋包装，装箱时必须使用防静电海棉垫隔离
6、装配生产注意事项：
a、在焊接三连板时注意PCB主板、键板、邦板不能叠在一起进行焊接操作；
b、生产线QC测试时不能将PCB主板、键板、邦板压在一起进行操作，一定要将三连
板展开后才能测试，手不能并到碳膜、光线或元器件的焊点等，可以平放在静
电席上或拿着PCB板的边缘；（建议戴手套操作）
c、QC位如出现堆机情况时，不能将三连板叠放在拉上或胶箱里，可以将三连板展开
放在防静电胶箱里，并且每层要用防静电海棉隔离；
d、QC测试完后，拨出外引线，将PCB板（元件脚焊盘一面）放在夹具放电3秒钟后才
能下机；
e、QC测试完成下拉时，要将PCB三连板展开，不能与别的PCB板相并或堆放；
f、QC测试完成合格时划上合格标记才能下拉；
g、三连板在包装时尽量减少元器件、焊点的接触，必要时在连板之间加汽珠袋或纸
皮隔离保护；
7、生产线须每天检测防静电和烙铁温度，频率为一个工作日两次，并如实记录在相应表格中。

不得漏测、不测及弄虚作假。

二、生产环境
在未合壳前的工位（加工塑胶件工位除外）工作台面上必须铺设静电席，且静电席正确接地（插件班组可不铺设静电席，但需防静电元件必须用防静电元件盒盛装，操作者严守静电防护规定），如有堆机，必须放于防静电胶箱内，不可叠放，亦不可有板与板之间锡面相触现象，各层中间用防静电海绵垫隔开。

需防静电的元件（原则上内置场效应管和偏极的元件都需要采取防静电措施），如：IC、CPU、MIC、二极管、三极管、场效应管等必须采取静电防护措施（可用防静电元件盒盛装）。

所有防静电的工具只能用于需防静电的材料上，不得挪用。

工艺文件要求使用离子风机的工位，必须使用离子风机。

此外，还需保持工作环境湿度在50%左右（尽量不低于40%）。

三、来料和成品部分
a）用特殊的防静电材料包装
b）插件班组放板的手推车必须正确接地。

c）未作静电防护措施，任何人不得接触需防静电的元器件和机板、半成品。

b）当生产过程中使用的某些东西是绝缘体，采用空气电离的方法，使用空气离子发生器。

所有的空气电离化系统，都是靠向空气中喷入大量正的负的离子而运作，空气电离后相当于导体，当电离化空气与带电物体表面接触时，带电物体表面静电荷通过该导体。