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1、静电知识及其防护技术,静电防护技术即ESD培训,ESD是什么意思? ESD是代表英文Electro Static Discharge即“静电放电”的意思。是上世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应（如电流热）火花效应（如静电引起的着火与爆炸）及电磁效应（如电磁干扰）等的学科。近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂，对静电放电的电磁场效应如电磁干扰（）及电磁兼容性（）问题越来越受到重视。,技术交流群：只限加四川朋友68170373四川IT技术,为什么要进行ESD培训呢?,ESD培训是顺利实施静电防护的前提和基础, 它对于静电的防护起着
2、相当重要的作用,是防静电的防护软件。对人员进行周期性的ESD培训是静电防护的重要组成部分。国内外大多数防静电控制大纲标准都对培训有一定的要求。 周期性的ESD培训包括两个方面的内容，即初始的基础培训和为强化大纲要求所需要的继续培训，并且适用于各职能部门和要素。培训要求的调整依赖于所学习的课程，新发展的概念和新的标准，以及新的防护措施和测量仪器设备等。培训的内容是不断发展.,静电是物体表面过剩或不足的静止电荷。,1、静电是一种电能，它留存物体表面；静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果；它是通过电子或离子转移而形成的。,2、静电现象是电荷在产生和消失的过程中所發生的电现象的总称。,静电的
3、概念,静电的概念及产生原理,静电产生的原理,物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子核而侵入其他的原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。(如图所示),当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物
4、体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。,造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能、電磁能等)在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。,固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。为什么气体也会产生静电呢？因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。所以在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电，当静电积累到一定程度时就会发生放电。,1.静电电量小而电压高. 2.高
5、压静电可能放电. 3.绝缘体上的静电可能消失很慢. 4.静电感应. 5.静电屏蔽.,静电的特点,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件的四种影响： .静电吸附灰尘，降低元件绝缘电阻（缩短寿命）。 .静电放电破坏，使元件受损不能工作(完全破坏)。 .静电放电电场或电流产生的热，使元件受伤（潜在损伤) .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），对电子产品造成干扰甚至 损坏（电磁干扰）,1.静电对电子产品危害的形式,静电对电子产品的危害,如果元件全部破坏，必能在生产及品管中被察觉而排除，影响较小，如果元件轻微受损，在
6、正常测试下不易发现，在这种情形下，常会因经过多层之加工，甚至已在使用时，才发现破坏，不但检查不易，而且其损失亦难以预测。要耗费很多人力及财力才能清查出所有问题，而且如果在使用时才察觉故障，其损失将可能巨大。,静电对电子产品危害的形式,.人体形式: 当人体活动时身体和衣服之间摩擦产生静电, 若不及时把静电释放给大地, 而直接把静电转移给ESD敏感装置而造成损坏. .微电子器件带电形式:在自动化生产过程中, 一些塑料器件因摩擦产生静电, 通过接触ESD敏感裝置, 造成損坏. .厂感应形式: 在有强电厂围绕时, 能通过感应方法損坏ESD敏感裝置 .,2.静电放电的三种形式,.隐蔽性 人体不能直接感知
7、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23 KV,所以静电具有隐蔽性。 .潜在性 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。,3.静电对电子产品危害的特点,3.静电对电子产品危害的特点,.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
8、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。,環境,地板,工作面,工作室,主要设施,A.墙壁,B.天花板,C.光源固定器,D.通风架,4.电子产品中典型的静电源,人,身体,衣服,携带的物品,材料,原材料,生产辅助物,包裝材料,4.电子产品中典型的静电源,静电的发生是全面的,因此从设计到技术服务等阶段都要有静电意识,5.静电意识,一、静电泄漏与耗散,
9、1、防静电材料,2、泄漏与接地-软接地 硬接地,二、静电中和,将正负离子与电源上的正负电荷中和, 从而消除静电源上积累的静电,离子风扇, 静电刷, 抗静电剂,三、静电屏蔽与接地,四、增湿,1.静电控制原理,静电损害的消除与避免,2、泄漏与接地,软接地：地线串接阻值较高的电阻器后再与大地相连。,硬接地：将地线直接接地或通过一低电阻接地。,GB12158-90规定，总泄漏电阻不应小于1M欧姆,静电泄漏和耗散,静电控制原理,这是消除静电的重要措施,静电中和法是在静电电荷密集的地方设法产生带电离子,将该处静电电荷中和掉.静电中和法可以用来消除绝缘体上的静电.静电中和法依其产生相反电荷或带电离子方式的不
10、同,主要有以下几种类型: 1.感应中和器; 2.高压中和器; 3.放射线中和器; 4.离子流中和器.,静电控制原理,静电中和,静电控制原理,静电屏蔽与接地,静电屏蔽就是用接地的金属线和金属网等将带电的物体包覆.对带电物体屏蔽的主要目的,是限制它对周围环境产生的电气作用,消除因非导体帶电而引起的力学現象和 放电现象.必需指出,屏蔽不能將静电荷泄漏,消减或消除, 因此,在需要防止靜電的場所,还应采取其他防靜电措施.,静电控制原理,增湿,增湿就是提高空气的湿度.在允許增湿的工作場所普 遍采用这种方法消除靜电的危害.它的主要作用在于降低 靜电绝缘体的表面电阻率,增強其表面导电性,提高泄漏的 速度.,.
11、尽可能消除靜电电荷的形成,积累和静电产生,抗靜电的材料和传导材料做得到,一般的塑料和丝织品做不到,除非经过局部处理.如使用防靜电胶皮,防靜电衣等. .要是有电荷的話,必需在无火花的情況下安全,迅速,有效加以消除,好的导体(如金属.碳膜)会产生快速的火花放电,但粉紅色抗靜电的材料不但不会产生火花,也不会传送火花.如佩戴静电手环,静电吹风机等. .静电屏蔽消除电压冲击,如使用静电袋,静电箱,机台表面接地以防止靜电压冲击.,2.消除静电放电的原则,A.包围: 所有基板装配品(PCBA)在不使用的状态下一定要用 抗静电袋包裝起來;基板要保持干凈, 有电的手指不 可接触它,同时还要远离普通的塑料或丝织物
12、. B.接地: 所有在座位上的人员都要帶腕帶,要离开工作岗位时 才可脫掉;桌面或工作台表面不应该是传导的(黑色 膜或金属),不可产生有损害水平的靜电荷.,3.如何避免静电损害,4.如何控制人体静电（人体静电防护）？,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 .使用防静电地面/ 防静电鞋/ 袜（静电从脚导到大地） 人员穿上防静电鞋袜通过脚至防静电性地面、地垫、地毯,形成组合接地。 .佩戴防静电腕带并接地（静电从手导到大地） 通过手用以泄放人体的静电。它由防静电松紧带、活动按扣、弹簧软线保护电阻及插头或夹头组成。松紧带的内层用防静电纱线编织，外层用普通纱
13、线编织。 上述两项措施都是实用而有效的，应视不同的场合选择使用.,用以泄放人体的静电。它由防静电松紧带、活动按扣、弹簧软线保护电阻及插头或夹头组成。松紧带的内层用防静电纱线编织，外层用普通纱线编织。 主要指标是： 弹簧软线最大长度250cm； 泄漏电阻106107(保护电阻106） 静电电位衰减到100以下 的时间小于0.1s,防静电鞋与腕带使用中人体安全问题 仅从防静电的角度考虑时，人体总的对地电阻越小越好，但最小值受到安全方面的限制，人体必须具有一定值的对地电阻，以便万一发生金属设备或装置与工频电源短接的情况下该电阻能够限制流过操作的人体上的电流。最小值不应小于105，通常腕带的限流电阻在
14、1，防静电鞋的最小电阻应不应小于105，最大不超过10 9.,1.放静电腕带,静电防护用品及其使用,它用防静电布或防静电针织物制成。用于需用手套操作的防静电环境,洗刷次数：A级100次；B级50次,防静电指套,防静电手套,2.防静电手套与指套,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。因此，要消除人体静电最简单的办法是对人体采取接地的措施。穿防静电鞋并使用防静电地面（防静电地垫、地毯等）和防静电袜防静电鞋垫等，能使静电从人体导向大地，从而消除人体静电。因此，要形成人体与大地导通静电的通路，鞋、地面、袜、鞋垫等必须全是防静电的，才能使消除静电的措施有效。,鞋底电阻105108(), 符合国家标准的要求,另一个办法是带防静电腕带并接地，使人体静电从手导向大地。,3.防静电鞋,防静电海绵：它是在塑料中加入适量的导电物质加工制成。硬型用于插集成电路块，软型用于防静电包装。主要指标:,摩擦起电电压100V；表面电阻107。,4.防靜電海綿,对ESD敏感的符号,用來表示该物 体对ESD引起的伤害十分敏感,对ESD防护的符号,用來表示该物 体经过专门设计具有静电防护能力,15.防静电标示及其含意,THE END,Thanks !,
