1、靜電知識(shí)講座第1頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四靜電的產(chǎn)生原因靜電的產(chǎn)生形式靜電的各種危害靜電損害的特點(diǎn)靜電放電的控制決定電量的因數(shù)有關(guān)除電的對(duì)策預(yù)防靜電的措施措施的安全事項(xiàng)目 錄第2頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四每一種物質(zhì)都是由分子組成，分子是由原子組成，原子是由帶負(fù)荷的電子和帶正電荷的質(zhì)子組成。而分層存在的電子，則是根據(jù)一定的物理規(guī)律，以固定的數(shù)量存在于不同層次的軌道上。在正常狀況下，一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負(fù)平衡，所以對(duì)外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。上圖是鈉的電子組合圖例。一 靜電的產(chǎn)生原因第3頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分

2、，星期四當(dāng)一方物質(zhì)中得到一個(gè)電子，則該物質(zhì)的帶電性便會(huì)呈現(xiàn)負(fù)極性，叫陰離子；而失去電子的物質(zhì)，其分子的帶電性則呈正極性，叫陽離子。當(dāng)兩種物質(zhì)緊密接觸時(shí)，不穩(wěn)定物質(zhì)的外層的負(fù)電子，會(huì)從一方的物質(zhì)中游離到另一方物質(zhì)的分子中。電子移動(dòng)陽離子陰離子一靜電的產(chǎn)生原因第4頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四 造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道，這個(gè)外力包含各種能量(如動(dòng)能、位能、熱能、化學(xué)能等)在日常生活中，任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電。當(dāng)兩個(gè)不同的物體相互接觸時(shí)就會(huì)使得一個(gè)物體失去一些電荷如電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體使其帶正電，而另一個(gè)得到一些剩余電子的物體

3、而帶負(fù)電。若在分離的過程中電荷難以中和，電荷就會(huì)積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物體接觸后分離就會(huì)帶上靜電。一靜電的產(chǎn)生原因第5頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四二 靜電的產(chǎn)生形式接觸帶電：二種物質(zhì)只有經(jīng)接觸才會(huì)帶電。摩擦帶電: 因摩擦而帶電。誘導(dǎo)帶電：因靜電誘導(dǎo)而帶電，是非接 觸帶電。旋轉(zhuǎn)帶電: 旋轉(zhuǎn)體在另一物體上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn) 生帶電現(xiàn)象。剝離帶電: 因接觸面相互剝離而帶電。 剝離的越快所帶電量就越大。噴射帶電: 因高壓氣體或液體高速噴射， 與嘴摩擦而帶電。第6頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會(huì)產(chǎn)生放電

4、電流或瞬間電壓。這三種特性能對(duì)電子元件的三種影響：1靜電吸附灰塵，降低元件絕緣電阻（縮短壽命）并且影響顯示效果。 2靜電放電破壞，使元件受損不能工作(完全破壞)。 3靜電放電電場或電流產(chǎn)生的熱，使元件受傷（潛在損傷）。4靜電放電產(chǎn)生的電磁場幅度很大（達(dá)幾百伏/米）頻譜極寬（從幾十兆到幾千兆），對(duì)電子產(chǎn)器造成干擾甚至損壞（電磁干擾）三 靜電的各種危害第7頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四因電流破壞的情形帶電的器件與導(dǎo)體相接觸。此時(shí)因過電流的流過，而引起器件的損壞。因過電流產(chǎn)生的熱破壞配線熔斷硅晶電阻的破壞i02硅晶導(dǎo)電體吸盤的痕跡+因流過大于允許值的電流而產(chǎn)生的熱熔斷。三 靜

5、電的各種危害第8頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四因電壓破壞的情形朝著器件發(fā)生靜電放電，會(huì)由于在酸化膜上加有高電壓而引起酸化膜的破壞。因加上高電壓而引起的酸化膜的電壓破壞。導(dǎo)電體許多半導(dǎo)體上都有100nm左右的酸化膜（絕緣層），如加上80100V的電壓，絕緣層會(huì)被破壞。失去了半導(dǎo)體的功能。酸化膜短路三 靜電的各種危害第9頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四器件的耐電壓（參考值）半導(dǎo)體元件耐破壞電壓的水平，MOS型IC中繼場效應(yīng)管CMOS型ICMOS場效應(yīng)管雙極晶體管二極管HDD磁頭（MRGMR）耐電壓手機(jī)生產(chǎn)線上90%的故障據(jù)說均產(chǎn)生于靜電的破壞。尤其是干

6、燥的11月3月，則是平時(shí)的35倍。同時(shí)因除靜電器的逆向帶電而造成的破壞也常有。規(guī)定5V以下！ 隨著應(yīng)用電壓的降低及高度集成化，耐電壓的能力也出現(xiàn)越來越低的傾向。 品管部門亦要求在50V以下。電子元件的靜電對(duì)策摘錄第10頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四如果元件全部破壞，必能在生產(chǎn)及品管中被察覺而排除，影響較小，如果元件輕微受損，在正常測試下不易發(fā)現(xiàn)，在這種情形下，常會(huì)因經(jīng)過多層之加工，甚至已在使用時(shí)，才發(fā)現(xiàn)破壞，不但檢查不易，而且其損失亦難以預(yù)測。要耗費(fèi)多少人力及財(cái)力才能清查出所有問題，而且如果在使用時(shí)才察覺故障，其損失將可能巨大。三 靜電的各種危害第11頁，共34頁，20

7、22年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四四 靜電損害的特點(diǎn)1. 隱蔽性 人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜電放電,但是發(fā)生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺,這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為23 KV以上,所以靜電具有隱蔽性。第12頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四2. 潛在性有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會(huì)給器件造成內(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對(duì)器件的損傷具有潛在性。3. 隨機(jī)性電子元件甚么情況下會(huì)遭受靜電破壞呢?可以這么說，從一個(gè)元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)動(dòng)性性。其損壞也具有隨機(jī)動(dòng)性性。

8、四 靜電損害的特點(diǎn)第13頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四4.復(fù)雜性靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產(chǎn)品的精、細(xì)、微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢，要求較高的技術(shù)并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其他失效。這在對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對(duì)電子器件損害極其復(fù)雜。四 靜電損害的特點(diǎn)第14頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四ESD是代表英文ElectroStatic Discharge即“靜電

9、放電”的意思。是本世紀(jì)中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生與衰減、靜電放電模型、靜電放電效應(yīng)如電流熱（火花）效應(yīng)（如靜電引起的著火與爆炸）及和電磁效應(yīng)（如電磁干擾）等的學(xué)科。主要以人和設(shè)備為控制的著眼點(diǎn)。五 靜電放電的控制第15頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四 人體上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾百伏、幾千伏甚至幾萬伏。特別是在干燥的季節(jié)當(dāng)你脫衣服或用手去觸摸金屬體時(shí)會(huì)產(chǎn)生電擊感，此時(shí)你帶靜電達(dá)幾千伏至幾萬伏以上。 在干燥的季節(jié)若穿上化纖衣服和絕緣鞋在絕緣的地面行走等活動(dòng)，人體身上的靜電可達(dá)幾千伏甚至幾萬伏。五 靜電放電的控制第16頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分

10、，星期四人體動(dòng)作靜電電位（KV）RH(1020)%RH(4050)%人在地毯上行走3515人在乙烯樹脂地板上行走120.25人在工作臺(tái)上操作60.1包工作說明書的乙烯樹脂封皮70.6從工作臺(tái)上拿起普通聚乙烯袋201.2從墊有聚氨基甲酸泡沫的工作以上站起181.5五 靜電放電的控制第17頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四接觸面積壓力濕度溫度摩擦面積越大產(chǎn)生的靜電量就會(huì)越大。壓力越高產(chǎn)生的靜電量就會(huì)越大。摩擦越大產(chǎn)生的靜電量就會(huì)越大。沒有較大的變化，溫度越高物體的電阻值就越小（絕緣體）濕度越大產(chǎn)生靜電量就會(huì)越小。 決定電量的因數(shù)第18頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0

11、分，星期四一般的對(duì)策對(duì)材料加濕。表面涂防靜電劑（表面活性劑）。利用高電壓除靜電。除靜電刷利用離子中和。除靜電器防 止除 去選擇材料及接地。控 制七 有關(guān)除電的對(duì)策第19頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四對(duì)易帶靜電的物體加濕。吸濕性能好的物體難以產(chǎn)生靜電。利用此特點(diǎn)，增加物體表面的濕度，將有效的防止靜電。（濕度60%以上）特 點(diǎn)由于在物體表面增加濕度，會(huì)導(dǎo)致物體或附近的設(shè)備生銹，通常不受現(xiàn)場操作人員的歡迎。（現(xiàn)在通常將濕度設(shè)定在55）七 有關(guān)除電的對(duì)策第20頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四表面涂防靜電劑在絕緣體表面涂抹的防靜電劑可以吸收空氣中的濕氣，使表

12、面形成導(dǎo)電層，從而防止帶電。特 點(diǎn)耐久性不穩(wěn)定，一般在數(shù)小時(shí)到幾天之間，而且受環(huán)境影響也比較大。七 有關(guān)除電的對(duì)策第21頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四 以高電壓中和靜電電荷在放電針上施以高電壓，使放電針向帶靜電的物體釋放出大量的正負(fù)電荷，從而達(dá)到中和靜電的目的。特 點(diǎn)高電壓中和靜電的方式通常有兩種：一是用直流電方式、另一種采用的是用交流電方式。交流電方式需要接地。七 有關(guān)除電的對(duì)策第22頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四八 預(yù)防靜電的措施人體是最普遍存在的靜電危害源。對(duì)于靜電來說，人體是導(dǎo)體，所以可以對(duì)人體采取接地的措施。 1.使用防靜電地面/ 防靜

13、電服裝（靜電從腳導(dǎo)到大地）通過防靜電性地面、地墊、地毯，人員穿上防靜電服裝，形成組合接地。注意服裝使用年限及使用方法。 第23頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四2.佩戴防靜電手鐲 通過手鐲用以泄放人體的靜電。它由防靜電松緊帶、活動(dòng)按扣、彈簧軟線、保護(hù)電阻及插頭或夾頭組成。松緊帶的內(nèi)層用防靜電紗線編織，外層用普通紗線編織。 主要指標(biāo)是：泄漏電阻106107 (保護(hù)電阻106）。靜電電位衰減到100以下的時(shí)間小于0.1s。八 預(yù)防靜電的措施第24頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四3 手鐲使用注意事項(xiàng)：A 使用手鐲操作時(shí)不允許斷開，否則 會(huì)失去接地作用 ；B

14、手鐲扣得不緊造成人體皮膚與腕帶 的接觸電阻變大，所以手鐲貼著皮 膚用，減少間隙緊緊帶；C 手鐲常用易損壞，每次用前必檢測；D 左手帶上防電鐲，右手拿頭去檢測；E 檢測用手要裸露，帶鐲檢測手不同； 八 預(yù)防靜電的措施第25頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四3 手鐲使用注意事項(xiàng)：F 手鐲小扣要向上， 以免無意把屏刮；G 輕拿輕放好保存， 檢測設(shè)備要保護(hù)。八 預(yù)防靜電的措施第26頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四4 離子風(fēng)靜電消電器是將電離的空氣輸送到較遠(yuǎn)的地方去消除靜電的一種靜電消電器。其主要由電暈放電器、高壓電源和送風(fēng)系統(tǒng)組成。它是根據(jù)尖端放電和正負(fù)電“中

15、和”原理設(shè)計(jì)制造的。它可消除絕緣材料及物品上的靜電。按儀器釋放出的離子極性分雙極性和單極性離子消電器。雙極性離子消電器對(duì)正負(fù)電荷均有消電作用。離子風(fēng)靜電消除器的有效使用距離較大。八 預(yù)防靜電的措施第27頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四有關(guān)除靜電器的帶電離子正常的分子離子離子高電壓放電正電荷負(fù)電荷參考八 預(yù)防靜電的措施第28頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四水族電荷H （H O）2 n排斥吸引逃逸電子（）集中電場高電壓（）放電針 正電荷（）在集中電場內(nèi)，空氣分子外層上的電子被奪走。正電荷主要由水族電荷產(chǎn)生。摘自靜電學(xué)會(huì)雜志正放電針旁產(chǎn)生電荷的模型八 預(yù)防

16、靜電的措施第29頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四排斥 正電荷（）吸引逃逸電子（）集中電場高電壓（）放電針負(fù)電荷（）CO O NO 3 2 2 逃逸電子被其它空氣分子捕獲，形成負(fù)電荷。負(fù)的空氣電菏中，含有碳酸離子、氧離子以及二氧化碳離子等各種成分。摘自靜電學(xué)會(huì)雜志負(fù)放電針旁產(chǎn)生電荷的模型八 預(yù)防靜電的措施第30頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四除靜電器長期使用的話，空氣中漂浮的灰塵在高壓電場中，就會(huì)吸附到放電針上。這些吸附的灰塵中的有機(jī)物，會(huì)因?yàn)楦邏悍烹姸纸鉃闊岷统粞酰兂商嫉奈⒘８街诜烹娽樕?。放電針碳放電針表面的電阻下降，而向地極的漏電增加除靜電能力下降 要將放電針定期清掃。有關(guān)放電針的維護(hù)八預(yù)防靜電的措施第31頁，共34頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)0分，星期四空氣的清潔用壓縮空氣輸送電荷時(shí)，因?yàn)閴嚎s空氣中帶的灰塵易附著在放電針上，往往使得除靜電能力下降。高壓配線幾乎所有的除靜電器都需要高壓配線，大約會(huì)有約5kV的高壓流過，所以在安全上必須非常注意。環(huán)境的管理因?yàn)殪o電受溫度、濕度的影響很大，所以保持與清晨檢查時(shí)相同的環(huán)境很重要。除靜電器使用上的注意事項(xiàng)八 預(yù)防靜電的措施第32頁，共34頁，202