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1、ESD培训教程 A、 什么是ESD？ B、 静电与动力电的区别 C、 ESD的产生与危害 D、 静电的产生、静电高低受什么影响 E、 怎样预防ESD F、 导电材料，绝缘材料和防静电材料的区别 G、 防静电保护区（EPA）方案A、什么是ESD？ （ESD=Electro static discharge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。 一些自然界的实例： 1) 闪电是静电释放最简单和明晰的例子之一，它是怎样发生的呢？热的云
2、层和冷的 云层（热的云层上升，冷的云层下降）相互摩擦后，云层上积聚大量静电，当这 些静电足够强时，静电向地面（地面的电势认为是0）放电，产线闪电，闪电的 静电压高达几百万伏特。 2) 合成纤维类的衣服很容易起电，譬如当我们脱下化纤衣物时，我们会看到小火花 和起电的声音，为什么？因为化纤衣物摩擦后积聚静电，这些静电通过人体放电， 这类静电荷的量级为 2000-10000伏特。 3) 干燥的气候（相对湿度介于10-25%）容易产生静电，这种天气条件下当我们碰触 汽车外壳时，我们也许会经历小小的电击，甚至看到火花，为什么？汽车由于其 橡胶轮胎而与地面绝缘，汽车在运动时不断带电（由于空气与汽车之间的摩
3、擦） ， 但是它却无法通过周围的空气放电，因为空气太干燥了，当我们人体接触汽车时， 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！ 当我们穿橡胶底的鞋子时，这种效应也常常发生，这种情形下人体由于鞋子 与地面的摩擦而带电，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，人体同样会产生放电。如当您碰触金属门的把手时，您也许曾经历过 这种现象，这类静电荷的量级为1000-10000伏特。 EPA=ESD protected area防静电保护区 标记：黄色线封闭的区域 B、静电与动力电的区别： 静电与动力电（电源插座中的电）的区别是什么呢？ 电源插座中的电是动力电，它的特
4、点是：当您消耗它的时候（例如接一电吹风）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（1000-20000伏特）杀伤的原因。 C、导电材料，绝缘材料和防静电材料的区别： 绝缘材料：电荷几乎不能在这种材料中移动，其电阻值很高：1.10E12.14。例如： 塑料、橡胶、胶带、玻璃、合成纤维，静电荷很容易在这种材料上积累。 导电材料：电荷很容易在这种材料中移动，其电阻值很低：0-1.10E5。例如：自来水、 大多数金属。静电不能在这类材料上积聚，相反，静电通过这些材料将快速放电（短时间、
5、高 电流） ； 防静电材料：电荷依旧可以在这种材料中运动，但要克服一定的电阻，它们的电阻值 为1.10E6.11。例如：木头、含碳材料、皮革、棉。静电通过这类材料将缓慢地释放（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）需要具有防静电特性。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，因而导电材料不适合作防静电材料。 所有上面的例子中，我们看到一些相同的字汇：电荷、放电、导体、大地、火花、摩 擦，不幸的是所有这些自然现象，也会在我们的生产区域发生。 D、静电的产生，静电高低受
6、什么影响？ 静电是怎样产生的？ 任何一种材料都可能带静电，产生静电的最普通方式，就是传导带电、感应生电和摩 擦生电。 感应方式难以使绝缘体带电，本教程中将不作讨论。 摩擦是产生静电的主要方法，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） 。 产生静电的例子： 1) 撕胶带的时候； 2) 衣服摩擦； 3) 人体与周围空气的摩擦； 4) 人体在地面上行走（三种摩擦：地面/鞋子、衣服/衣服、衣服/空气） ； 静电高低受什么因素影响：任何一种材料固体、气体或液
7、体，都可摩擦带电，带电量的大小和极性，取决于 相互摩擦的两种材料本身的特性和其他因素的影响，如： 1) 与材料相关（绝缘材料最容易起静电） ； 2) 物体的表面条件（光滑的表面产生较多的电荷） ； 3) 相对湿度（湿度大的空气带电量很少，干燥的空气带电量比湿度大的空气高50 倍左右） ； 4) 摩擦的程序（强烈的摩擦会增大带电量） ； 5) 材料之间分离的速度（速度越快，带电量越高） ； 6) 受摩擦或分离的面积（较大的表面积产生较多的电荷） 摩擦产生的静电其带电量可以高达50000伏特以上。 橡胶底的鞋子走过合成纤维地毯时电量积聚在30秒以后可以高达20000伏特。 E、ESD的产生与危害：
8、 ESD的产生：如果没有预防措施，静电放电会不受控制地在任何时间，任何地点发生， 例如当您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。 为什么？电子元件的内部线路是非常纤细的，静电的能量（虽然绝对能量并值并不高） ， 已足够损坏电子元件的内部线路结构。主要的损坏有形式有： 1、对P/N 造成软击穿，产品可靠性下降。 2、芯片内单晶硅金属镀膜击穿，产品废品率上升。 3、芯片内金属引线击穿，产品废品率上升。 这种ESD损坏比直接地毁坏电子产品更严重（因为受损坏的电子元件可能会通过零部件的 检验和测试，
9、而在后续的装配工序中才发现器件失效，这将导致由返工或更换元件而造成的成 本增加） ，特别（如果产品通过所有的工作检验和测试，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 丧失对产品的宝贵信心） 。 研究调查表明2565%的电子器件的失效与ESD有关！而其中，器件完全失去功能的只占 总量的10%左右，90%左右的器件只是间歇性失去功能或性能不稳定。 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! 请注意：激光类器件对ESDS是尤其敏感的！我们生产中所使用的机芯、光头就是激光类 器件，作好ESD预防，对我们的产
10、品质量很重要。 F、怎样预防ESD： 在生产现场完全消除静电是不可能的，但是如果恰当使用设备和补救措施，大部分静 电是可以得到控制的，多年来，人们尝试了许多种控制静电问题的方法，但是没有一种单一的方法能控制所有的静电问题。 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（建立安全的泄放通路）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，所以绝缘体表面所 带静电需通过离子中和的方式来消除。静电控制的第三个方面是确认并进行有效的监控措施。 考虑到尽量降低静电电流，因而实际控制静电的最
11、主要方法是尽量使用防静电材料组成的 生产环境并且建立正确的接地设施。静电安全对地泄放要求： 1）10秒之内静电电压降至100V以下； 2）放电电流不能高于5MA。 具体怎样实施呢： 1) 操作员： 通过防静电手腕接地，防静电手腕内含有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，使用静电手腕的时候，必须确保静电手腕 紧密接触皮肤，另外，每天需检查确保静电手腕性能良好。 穿戴防静电工作鞋。 穿戴防静电工作衣帽。 尽量避免做与工作无关的活动，如梳头、奔跑、肢体大幅度动作等。2) 生产环境：（要求控制范围：温度
12、2025度，湿度4070%） 建立防静电工作台、防静电地面、使用粉红色的包装薄膜、防静电垫子、使用离 子风机、保持工作环境湿度在50%左右（尽量不低于40%， ） ，流水线和载物台接 地，建立ESD地（相对于真正的有1M欧电阻） ，等等。 3) 来料和成品： 用特殊的防静电材料包装。 但是当生产过程中使用的某些东西是绝缘体，并且它们没有相应的防静电替代品 时，我们怎样消除静电呢？ 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或负的离子而运作，空气电离后相关于导体，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可通过导体放电，防止高静电积累。
13、 静电防护贯穿生产的整个过程，总的来讲有四个原则： 原则一：尽量防止抑制静电的产生和积累。 原则二：尽量安全、迅速消除已产生的静电到可以接受的程度。 原则三：定期检测所安装的静电防护系统是否操作正常、静电防护措施是否执行 到位。 原则四：确保供应商及所有操作人员明白及遵从以上三大原则。 附录一：接地要求： 1) 单独设立静电地，主要是与电源地（设备地）分开，接地点接地电阻小于10欧姆。需进 行标识。 （我厂用黄色铜芯塑料线） 2) 单独设立电源地（设备保护地） ，接地电阻要求小于10欧姆。需进行标识（我厂用黑色铜 芯塑料线） 。 3) 生产线所有有源设备或和有源设备间接接触的工具、设备均需接电
14、源地，接地点到点电阻 要求小于10欧姆；所有其它有防静电要求的设施、工具、无源设备均需接防静电地。 4) 各接地线必须使用带绝缘外层的导线，接地线的连接应采用螺栓固定、夹具固定、焊接固 定等方法，必须确保接触良好,不允许使用自由缠绕的方式。 5) 绝缘物件可以通过包扎导电锡箔的方式接地。 附录二：静电防护管理项目： 1）接地干线的接地电阻是否小于10欧姆。 方法：测量。仪器： 接地电阻测试仪2）防静电接地线和设备保护接地线是否分开。 方法：测量。仪器：万用表 3）各种设备、台面、工具、夹具是否接地，接地是否正确，接地电阻是否小于10欧姆 。方 法：目检、测试。仪器：万用表 4）包装材料、台面是否防静电。 方法：测试。仪器：表面电阻测试仪 5）车间、台面、工位、员工、材料上的静电电压。方法：测试。仪器：静电电压测试仪 6）环境温湿度是否符合要求。 方法：测试，仪器：温湿度计 7）防静电腕带是否良好，是否按要求佩戴。方法：测试、目检。仪器：静电手腕带测试仪 8）关键工位、区域防静电标识是否清楚明了。 方法：目检。 9）关键工位和区域是否配置了静电消除装置。 方法：目检。 10）防静电检测、消除设备是否有检测合格标识。方法：目检。 11）相关检测记录、表单是否齐备。 方法：目检。 12）作业人员取放加工静电敏感器件有无违规作业。方法：目检。
