防静电材料课件.ppt

1、1静电知识简介静电知识简介教育训练中心2004年8月2一、静电是怎样产生的静电就是静止的电荷 物质都是由原子组成，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) 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。 3 当两

2、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。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。 怎样能产生

3、静电4静电的物理现象 静电就是不平衡分布的原子，阳电离子携带正电荷，阴离子携带负电荷正负电荷有异性相吸，同性相斥的力量，大小可以由库仑定律计算得出。+Q1FQ2-FYFaQ1Q2Y2 F：力量Q1Q2：电荷 Y：距离因为电荷的存在，即在周围空间中形成电场其强度为Q+VV=Q/CV：电位Q：电荷C：电容这个电场，其强度可以打穿目前体积电路的绝缘层，破坏绝缘5静电与大地间因有电位存在就会产生放电电流（ELECTRO-STATIC DISCHARGE CURRENT)这个放电电流会将电路导体烧融。其放电电流为：QVI=V/RI：电流V：电压R：电阻RI静电的基本物理特性：1、吸引或排斥的力量2、与大

4、地间有电位差3、会产生放电电流元件吸附灰尘改变线路之间的阻扰，影响元件的功能和寿命因为电场或电流破坏元件之绝缘或导体，使元件不能工作（完全不能工作）因瞬间电场或电流产生的热使元件受伤，仍能工作但寿命受捐6二、电子工业静电问题的产生4050年代：很少有静电问题，因为那时是晶体三极管和二极管，而所产 生静电也不如现在普遍存在；60年 代：随着对静电非常敏感的器件的出现，静电问题也出现了；8090年代：一方面，一些电阻率很高的高分子材料如塑料,橡胶等的制 品的广泛应用以及现代生产过程的高速化, 使得静电能积累到 很高的程度； 另一方面，静电敏感材料的生产和使用, 如轻质油品, 火药, 固 态电子器件

5、等, 工矿企业部门受静电的危害也越来越突出, 静 电危害造成了相当严重的后果和损失。 因此静电防护已成为电子工业的隐形杀手，是电子工业普遍存在的“硬病毒”，在某个时刻内外因条件具备时就要发作。7它曾造成电子工业年损失达上百亿美元，这还不包括潜在的损失。在航天工业：静电放电造成火箭和卫星发射失败，干扰航天飞行器的 运行；在石化工业：美国从1960年到1975年由于静电引起的火灾爆炸事故达 116起。案例：1969年底在不到一个月的时间内荷兰、挪威、英国三艘20万吨 超级油轮洗舱时产生的静电引起相继发生爆炸以后引起了世界 科学家对静电防护的关注。我国近年来在石化企业曾发生30多起 较大的静电事故,

6、 其中损失达百万元以上的有数起。例如上海某 石化公司的2000米3 甲苯罐,山东某石化公司的胶渣罐, 抚顺某石化 公司的航煤罐等都因静电造成了严重火灾爆炸事故。静电的危害性8哪些电子工业过程会产生静电元件从生产到使用的整体过程中都会产生静电，依各阶元件从生产到使用的整体过程中都会产生静电，依各阶段的可分为：段的可分为：1.元件制造过程：制造，切割、接线、检验到交货。2.印刷电路版生产过程：收货、验收、储存、插入、焊接、品管、 包装到出货。3.设备制造过程：电路板验收、储存、装配、品管、出货。4.设备使用过程：收货、安装、试验、使用及保养。5.设备维修过程 在这整个过程中，每一个阶段中的每一个小

7、步骤，元件都可能遭受静电的影响，而实际上，最主要而又容易疏忽的一点却是在元件的传送与运输的过程。在这整个过程中，不但包装因移动容易产生静电外，而且整个包装容易暴露在外界电场(如经过高压设备附近，工人移动频繁、车辆迅速移动等)而受到破坏，所以传送与运输过程需要特别注意以减少损失，避免无谓之纠纷。9 器件类型器件类型静电破坏电压静电破坏电压(V) 器件类型器件类型 静电破坏电压静电破坏电压(V) VMoS 301800 OP-AMP 1902500 M0SFET 100200 JEFT 1401000 GaAsFET 100300 SCL 6801000 PROM 100 STTL 3002500

8、 CMoS 2502000 DTL 3807000 HMOS 50500 肖特基二极管 3003000 EDMOS 2001000 双极型晶体管 3807000 ECL 3002500 石英压电晶体 10000 电子器件所能承受静电破坏的静电电压10电子元件的损坏形式有两种完全的失去功能 部件不能操作 约占受静电破坏元件的百分之十间歇性失去功能 器件可以操作但性能不稳定，维修次数因而增加 约占受静电破坏元件的百分之九十在电子生产上进行静电防护，可免： 增加成本 减低质量 引致客户不满而影响公司信誉11静电对电子产品损害有哪些形式静电对电子产品损害有哪些形式 静电的基本物理特性为：吸引或排斥，与

9、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三种影响：1静电吸附灰尘，降低元件绝缘电阻（缩短寿命）。2静电放电破坏，使元件受损不能工作(完全破坏)。3静电放电电场或电流产生的热，使元件受伤（潜在损伤）。4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），对电子产器造成干扰甚至损坏（电磁干扰） 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。要耗费多少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

10、失将可能巨大。 12静电对电子产品损害有哪些特点 1.隐蔽性：人体不能直接感知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。2. 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。3. 随机性：从一个电子元件产生以后，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性，其损坏也具有随机性。4.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

11、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。13物体不接触也能起电 除物体接触后分离能起电外，当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电，如下图1所示。当物体与发生放电时会造成与之间放电，如下图2所示。若与之间不发生放电，则会带上剩余的电荷，如下图3所示。 图1图3图214导体产生引燃的界限 当带电导体积蓄的静电能量大于可燃性物质的最小引燃能量W时，便可产生引燃。所以产生引燃的电位为CV2/2为导体的静电电容量。国家标准防止静

12、电事故通用导则中5.1.2条指出当导体电压低于1.5KV时,不会因静电引燃最小引燃能量大于0.25的可燃性气体。国外一些标准规定导体的静电安全电压约1KV至几百伏。人体带电电位约为3KV时便会遭到电击。 1516静电复印；静电除尘：空气净化器；静电喷雾：能大大提高效率和降低农药的使用，既经济又环境； 静电处理的种子抗病能力强，减小病害发生，而且发芽率高，产 量得到提高；静电放电产生的臭氧是强化剂，有很强的杀菌作用；静电可用来处理水，既能杀菌又不易起水垢；带有静电的驻极体膜还能治疗各种软组织损伤，它有活血化瘀、 消炎消肿的作用。静电还可用于喷涂，用静电喷涂家用电器等。静电有很多危害，静电也能给人

13、类造福17人身体上能带多高电压的静电人身体上能带多高电压的静电 我们试验过人体带静电5万伏时没有不适的感觉，带上8万伏高压静电时依然面带微笑，10万伏（最高试验过12万伏）时也没有生命危险！1819人体身上的静电有多高人体身上的静电有多高 在干燥的季节若穿上化纤衣服和绝缘鞋在绝缘的地面行走等活动，人体身上的静电可达几千伏甚至几万伏。 下表是在两种不同湿度条件下人体活动产生的静电电位。在干燥的季节，人体静电可达几千伏甚至几万伏。 人体活动 静电电位(KV) RH(1020) RH(6590)% 人在地毯上走动 35 15 人在乙烯树脂地板上行走 12 025 人在工作台上操作 6 01 包工作说

14、明书的乙烯树脂封皮 7 06 从工作台上拿起普通聚乙烯袋 20 12 从垫有聚氨基甲酸泡沫的工作椅上站起 18 15 20ESD （Electro Static Discharge）即静电放电。定义为，给或者从原先已经有静电（固定的）的电荷（电子不足或过剩）放电（电子流）。电荷在两种条件下是稳定的：1、当它“陷入”导电性的但是电气绝缘的物体上，如，有塑料柄的金属的螺丝起子。2、当它居留在绝缘表面（如塑料），不能在上面流动时。可是，如果带有足够高电荷的电气绝缘的导体（螺丝起子）靠近有相反电势的集成电路（IC）时，电荷“跨接”引起静电放电（ESD）。 ESD典型的来源包括人员、处理设备和一些普通塑

15、料。ESD敏感元件(可能容易被ESD损坏的零件)包括：半导体元件、厚与薄的薄膜电阻、片状元件、混合电路器件和晶体。ESD简介21印刷电路装配(PCA, printed circuit assembly)或单个元件可能有几种方式被ESD所损坏：手直接接触到元件引脚。 非直接接触，如手接触连接器或金手指(gold finger)。ESD“攻击”沿PCA的迹线运行直到找到一个脆弱的IC，将它摧毁。 PCA或单个的元件放在一个充电表面，通过感应“拾取”类似静电充电。这样，当放在一个金属表面，迅速放电(慢放电是安全的)。 PCA或单个的元件暴露在很强的外部电场，诱发过大的内部电流ESD损坏方式221、健

16、康的。这个元件通过适当的ESD技术处理，将成功运行几年时间。2、死亡的。这个元件由于不适当的元件处理而遭到严重的ESD损害，不能运行。3、受伤的。这种元件遭受部分ESD损坏，含有潜在的缺陷。虽然信号可以在最终测试时成功地通过，但是正常使用的压力将引起过早的和不希望的现场失效。这种情况不能正常地发觉 - 预防是最好的保护。 有些类型的元件危险性极高，但把注意力和预防只局限在有限的部分零件是不明智的。最好是保持良好的习惯，对所有电子产品都有ESD意识。PCA或单个的元件可能存在三个基本情况：23 绝缘体是诸如塑料、橡胶、羊毛、衣物和纸张之类的材料。当任何这类材料一起摩擦时，它们就变成静电充电发生器

17、。如果这充电可找到对地通路，即变成ESD。 导体是诸如铜、铝、银、金、钢和碳之类的材料。当与地连接时，它们提供静电的快速排放通道。如果PCA或单个元件变成这个快速通道的一部分，则可能造成对电子元件的损坏。 耗散材料(dissipative materials)是属于导体类的，但当连接到地时，它们提供静电的缓慢放电通道。如果PCA或单个元件变成这个缓慢通道的一部分，则任何PCA上的现存充电将安全地通往地下。 在绝缘体上建立充电之后(如，抹布擦过塑料台面之后)，它不能“排放掉”。消除它的唯一方法是通过离子器，它结合了额外的正与负离子源，通过风扇来分散。当离子遇上绝缘体表面的静电时，它们结合在一起，

18、并中性化，消除了潜在的问题。(表一)绝缘体、导体及其中间物24表一、不同材料的导电率表一、不同材料的导电率导体(包括静电屏蔽) - 一种容易将静电导入地下的材料。(表面电阻：每平方单位106或更小) 静电耗散材料 - 一种慢慢把静电导入地下的材料。(表面电阻：每平方单位106109) 防 静 电 材 料 - 一 种 实 际 上 不 产 生 静 电 的 材 料 。(表面电阻：每平方单位1091014) 绝缘材料 - 一种不不能将静电导入地下的材料。(表面电阻：每平方单位1014或更大) 25对静电敏感的电子元件晶片种类静电破坏电压VMOSMOSFETGaa SFETEPROMJFETSAWOP-

19、AMPCMOS30-1800100-200100-300100-140-7200150-500190-2500250-300026PCA或单个元件只应该放在适当装备有ESD认可的装配线或工作台上，或在完全密封的ESD认可容器内。普通运载材料/物品包括： 1、防静电(antistatic)。这种类型包括传统的粉红色特殊配方的塑料袋和不透明IC装运管。当零件在内面移动时，这些具有事实上不产生任何新静电的特性。但是重要的是注意，它们不是屏蔽容器，不能阻挡强电场(例如，在高度放电的泡沫托盘内的IC装运管会把零件暴露给ESD)。 2、屏蔽(shielding)。这一类型包括传统的金属化装运袋和碳质线纸板

20、盒。金属化袋开始是聚酯薄膜(Mylar)，然后喷涂连续的铝层。这种袋为其包装的内容形成法拉第筒(faraday cage)，可有效地阻挡电场。铝涂层袋对任何距离的装运都很好，但必须完全关闭才起作用。它应该用拉链合上(如果提供)、或折叠和胶带封住。不要用订书钉来密封袋，因为致命的电场会通过订书钉从外面传到内面。不要让袋子开着口，因为袋内的物品会暴露在强电场下。不要将PCA用空袋子包裹来携带。不要把PCA放在空袋子上。运载ESD敏感元件273、碳质线纸板盒开始是内面完全涂层的纸板，外面是导电性的碳涂层。这种盒子对装运很好，只有当盖子完全关闭才起作用。因为PCA在盒子内到处移动，所以通常不提供接地通

21、路。如果盖子部分掉开，物品暴露，则可能受到强电场的损坏。 4、导电性塑料如托盘和零件箱(由特殊配方的塑料制造)。将PCA或元件放在耗散性脚垫的纸上是可以的，只要引脚连续地接触脚垫，人穿上脚带拿住托盘，只走在特殊涂层的ESD耗散性上过蜡的地板上。 5、零件箱也是由特殊配方的塑料制成，使其具有导电性和屏蔽性。这些可用于本地或长距离的运输，盖子必须完全闭合和拴住。 6、金属笼。这种笼子是工厂内部运输的有效工具，如果有耗散性脚垫在顶部(防止快速放电)，并用链条接地到上过静电耗散性蜡的地板上。28静电放电有哪些主要模型 主要模型：人体模型，带电器件模型，场感应模型，场增强模型， 机器（日本）模型和电容耦

22、合模型，另还有：1.悬浮器件模型 这种模型已用在含器件处在不接地（即悬浮）中研究试验方法。通常这模型简单地描述为悬浮器件受到人体模型冲击。2.瞬时感应模型 瞬态如火花放电或其它带电体放电能引起如计算机的数字系统短暂干扰。特别是微处理器易受干扰。这种模型是从的物理损坏话题谈起，但代表了一种严重的问题。 美国国家最新的标准把人体模型(HBM)、机器模型（）和带电器件模型（）作为最重要的模型，并分别列出了这三种模型的敏感度试验。29空气放电和接触放电又有什么差别空气放电和接触放电又有什么差别 空气放电：(Air discharge)是放电电极与被测试体之 间是通过空气放电的；接触放电：是放电电极与被

23、测物体接触后通过高压 开关放电. 在同样的电压下接触放电的电流比空气放电大得多,对电子器件更易损坏。30如何控制如何控制ESD 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。1.使用防静电地面/ 防静电鞋/ 袜（静电从脚导到大地） 通过脚穿防静电性地面、地垫、地毯，人员穿上防静电鞋袜，形成组合接地。2.佩戴防静电腕带并接地（静电从手导到大地） 通过用手以泄放人体的静电。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。 31如何控制人体静电（人体静电防护） 1、人体是最为常见的静电源，因此人体

24、的静电防护是最为重要的。2、控制人体静电，最有效的措施是：让人体与大地相“连接”既“接地”。 因此，人要穿上防静电鞋，并且要保持人体与大地相连，这就要求地 面也是防静电的才可以将人体的静电导入大地，所以地面可以用防静 电地垫，防静电复合胶板，并用防静电接地线接好地，如经费充足， 可选用防静电活动地板，特别是在规划设计机房厂房时可以考虑选用 防静电活动地板，如果机房厂房已定且设备也已安装好，又不想因装 防静电器材时对这些设备造成停产等到影响时还时选用既价格低廉施 工简单的防静电地垫，防静电复合胶板等。323、人穿防静电鞋并有防静电地垫、防静电复合胶板或防静电活动地板时 还不一定能起到好的防静电效

25、果。通常人们还要穿袜子和垫鞋垫，年 青人脚易出汗，这些袜子和垫鞋垫也能导静电，但在中老年人在干燥 的季节时因鞋内干燥，这袜子和垫鞋垫就不能导静电，而且很多厂家 只要求工作人员穿防静电服和防静电鞋，忽视了袜子和鞋垫的不利影 响，使得这此防静电鞋和防静电地面不能发挥防静电作用。因此在机 房或厂房的入口处放置“人体综合电阻检测仪”，它能迅速准确检测那 些穿用不合格的防静电鞋、袜子和垫鞋垫的人。4、人除穿防静电鞋外还要穿防静电工作服才能较好地控制人体静电。因 为服装也能带上很高的静电，特别是现在的大部分服装都是化纤，能 产生几千上万伏的静电。5、人穿防上静电工作服如不穿防静电鞋和有很好的防静电地面，防

26、静电 效果仍然极差。33静电敏感度的分类静电敏感度的分类 敏感类别 敏感电压阈值(V) 1类 0 - 1999 2类 2000 - 3999 3类 4000 - 15999 敏感电压阈值大于16000V的产品，属于非敏感产品。按照GJBl64993的规定：1、组件设计应能为最敏感的元器件提供最低2000V的静电放电设计保护，组件应达到II类；2、整机设计应能为最敏感的元器件提供最低4000V的设计保护。按照上述规定，整机应达到III类。3、至于元器件，尽管防护设计有相当成效，但因为受到结构设计微小型化和产品基本构造原理的局限，毕竟只能将敏感电压阈值提高到一定程度。另一方面，该电压阈值还与制造工

27、艺密切关注，故每批产品均需进行分类试验。34防静电鞋与腕带使用中人体安全问题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1，防静电鞋的最小电阻应不应小于105，最大不超过10 9。35防静电鞋与腕带的使用中要注意的问题防静电鞋与腕带的使用中要注意的问题 1、使用腕带操作时不允许断开，否则会失去接地作用 。因此使用腕 带检测器测量其通断状态，有的用监测仪器测量腕带的开路及电

28、 阻变大；2、腕带扣得不紧造成人体皮肤与腕带的接触电阻变大；有些腕带的 电阻就是带子本身的，当带触及地时使其电阻大大减小，有可能 因此造成对人体电击的危险。有些自称是无线的腕带，其效果远 不如有线的好。3、防静电鞋在穿用时应有防静电袜/鞋垫，并在防静电地面上工作才 能使人体所带的静电导到大地，任何一部分电阻过大或断开都会 使人体带上危害的静电。所以在重要的部门应有人体电阻测试仪随 时检测人体所穿的鞋/袜/鞋垫及与人体的总电阻是否能起到泄漏静 电的要求。 4、腕带应用专门的带插座的接地线与地连结，不能夹在桌面或桌边 的金属体上，因为这些金属体对地的电阻可能很大。 5、要经常检查腕带的电阻。36绝

29、缘性物体的静电消除方法 绝缘性物体的特性就是电子在该类物体中遭受束缚，不易移动，所以利用接地的方法不能消除这类物体的静电。针对这个状况，只能使用离子中和的方法，目前离子产生方法有：1、辐射离子化空气法：使用辐射能撞击空气，将空气分裂为等量 的正、负离子。2、电量离子化空气法：使用交流高压，在空气周围形成极高电场， 分裂空气。 在电子工作场所，因电晕法，本身即存在一个强烈的交流电场，而且空气中易产生臭氧，对电子零件影响很大，所以很少采用。在其他场所采用的比较多（如：造纸纺织），也常因高压交流电极易产生危险，所以辐射法是目前比较被接受的一种。37静电防护步骤1、避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品

30、或工具（如 计算机，电脑及电脑终端机）放在一起；2、把所有工具及机器接上地线；3、用静电防护桌垫；4、时常遵从公司的电气安全规定及静电防护规定；5、禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站；6、立刻报告有关引致静电破坏的可能。38防静电包装袋防静电包装袋 1、防静电屏蔽材料(袋)：该种材料由基材、金属镀膜层和热封层多 层复合而成。具有自身“不起”静电和能屏蔽外界静电,防水蒸 汽渗透的多功能包装材料。通常是半透明的。这种袋体格低 廉，使用很广。防静电屏蔽材料(袋)性能优于或符合JB2605-96 和MIL-B-S1705C和电子行业标准要求等有关标准规定的各项性 能指标要求, 它具有防静电

31、、防射频、防水蒸汽渗透的包装材料， 其厚度为100-150un的可热封软包装材料 。2、还有一种又能防静电又能屏蔽电磁双重功能的包装袋。通常是 不透明的。价格较前种高，可应用在有静电和电磁防护的场所39为什么要提高ESD防护意识 在本世纪70前代以前，很多静电问题都是由于人们没有ESD意识而造成的，即使现在也有很多人怀疑ESD会对电子产品造成损坏。这是因为大多数损害发生在人的感觉以下,因为人体对静电放电的感知电压约为3，而许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏，通常电子器件被损坏后没有明显的界限，把元件安装在PCB上以后再检测，结果出现很多问题，分析也相当困难。特别是潜在损坏，即使用精密仪器

32、也很难测量出其性能有明显的变化，所以很多电子工程师和设计人员都怀疑ESD，但近年实验证实，这种潜在损坏在一定时间以后，电子产品的可靠性明显下降。40自动装配设备中的静电防护问题自动装配设备中的静电防护问题 对于自动装配设备而言，主要考虑三种损坏模型(模式)：1、机器模型/模式：自动装配设备使用导轨、传动带、滑道、组件运送器和其它装置来移动器件使之按工艺要求的方向运动，如果设备设计不当，传动带和运送系统上可能会积累大量电荷，这些电荷将在工艺过程中通过器件泄放。设备部件通过器件放电就称为机器模型/模式。 2、带电器件模型/模式：如果一个器件因某种原因累积了电荷并与一个带电少的表面相接触，电荷就会通

33、过器件上的导电部分泄放。当器件向其它材料放电时，就称为带电器件模式。3、带电器件模型(CDM)电场影响：电场感应会在IC阻性线路间产生电位差，引起绝缘体介质击穿。造成失效的另一个原因是器件上的电荷在电场中会被极化，从而产生电位差并向异性电荷放电，形成双重放电或中和。在ESD控制中使用了具有不同电阻特性的材料，这些材料用在自动装配设备中可以获得理想的效果。描述材料电阻特性通常用表面电阻率或体电阻率。 41电阻电阻：从另一方面表示不同形状(面积和长度)和电阻率的材料对电流的阻碍 作用，它同时表明材料的表面或表面与地之间的电路连通性以及物体 的放电能力，单位是欧姆。 表面电阻率：表面电阻率：同一表面

34、上两电极之间所测得的电阻值，将电极形状和电阻值 结合在一起通过计算可得到单位面积的电阻值。 体电阻率体电阻率 ：是通过材料厚度的电阻值，单位是cm。 绝缘材料绝缘材料：指表面电阻系数在11012欧姆或体电阻系数在11011欧姆/厘米 以上的材料。绝缘材料的表面或内部基本上没有电流流动，它的电阻 很大，难于接地。这种材料内的静电荷会在上面保留很长时间。导电材料导电材料：指表面电阻率和体电阻率分别小于106和106cm的材料。 耗散材料耗散材料：指表面电阻率和体电阻率分别小于1012或1012cm的材料 防静电材料：防静电材料： “防静电”指的是能够抑制电荷累积，可以在材料制造过程中 添加或者局部

35、加入某种物质得到这种特性。防静电材料无需用 表面或体电阻率表示。常见概念及应用 42导电添加剂和薄膜：导电添加剂和薄膜： 如果由于成本或者其它设计上的原因只能使用塑料材 料或复合材料时，可以使用添加剂改善静电特性，将添加剂混 入塑料材料中，根据添加剂和树脂百分比不同可获得所需的导 电性或耗散性。 导向装置和导轨：导向装置和导轨： 导向装置和导轨用来提供信道或者使器件放于一个固定 的位置或保持一定的方向性，采用的材料应能使电荷耗散掉并且 防止器件摩擦生电。表面电阻率为106的材料具有良好耗散性而 且不会损伤器件，如果送入的器件处于无静电状态，也可以使用导 电性材料(表面电阻率低于106)。 43

36、传送带：传送带： 传送带用来输送组件、PCB和其它器件，材料一般为塑料、纤维 制品或橡胶。如果传送带要接收从机器其它部分传来的器件，那 么它应该采用耗散性材料。当传动带表面电阻率为1106时， 它会使带电器件放电速度太快，对器件造成损害；当表面电阻在 106109时，只要传送带通过转轮滑轮和机架良好接地，传 送带上就不会带电。另一个要考虑的问题是传送带速度。如果传 送带运动速度太快，器件放到传送带上时就可能会滑动(或者器件 保持不动而传送带继续在动)，这时就会形成摩擦生电，传送带如 果接地能使电荷耗散掉，但器件或PC板仍带有电荷而会造成危害。抗静电性抗静电性：通常指材料抑制磨擦起电的特性。材料

37、的抗静电性与其电阻或 电阻率没有必然的联系。 44其它考虑因素 1、不要使用经过阳极氧化处理的铝，因为阳极氧化层是绝缘的 ，会使器件摩擦起 电的情况变得非常严重，非电解镍、氮化钛或者镀锌件都能防止器件摩擦起电。 2、用塑料和其它合成物做成的托盘表面电阻率应小于109或体电阻率小于 109cm，这样产生的电荷将会耗散掉，只要平台或压板部件接地良好就能防 止电荷积聚。 3、当机器盖板比较接近线路板或组件时(小于60cm)，应使用耗散性材料。 4、器件夹和吸嘴应用耗散材料制造(表面电阻率在106109之间)并且接地良好， 否则会形成带电器件模式或机器失效模式。 5、有些要求电压电平低于50V的场合，

38、组件所用材料的表面电阻率应小于106， 大于103，但是进入生产线的器件不能带有很高的电荷，否则会受到损害。 6、黑色氧化和阳极氧化之类的覆层会使金属表面成为绝缘体，而镀锌层和非电解 铬酸镍则使表面电阻率呈现很好的导电性，并且还有抗腐蚀和装饰性作用。 7、在运送ESD敏感器件时，自然状态下的酚醛、叠尔林(黑色或白色)、尼龙、 Ultem和UHMW材料不能用作通路、导轨或者传动带轨道。 45设备接地设备接地 累积的电荷必须通过接地使之泄放掉。导体在隔离状况下会累积电荷，导电的传动带如果没有良好的接地通路使电荷耗散，电荷也会累积起来，此外如果铰链接地不好使用耗散材料的塑料盖板也会积累电荷。 导电或

39、耗散材料制作的传动带可以通过直接接地的滚轮、惰轮和导向器接地。要着重说明的是，对于表面电阻率低而体电阻率高的传送带，它的两个表面都需要接地；而如果传送带体电阻率很低就只需一个表面接地，此时它的两个表面都能够向地泄放电荷。 机械组件的配接面应该本身就能导电或者有电镀层，如果设计不允许用导电覆层，则配接双方都应该安装编织的接地带。在将选配件等组件安装到机器主体上时，接地对于整个机器保持等电势至关重要，如果机器主机架不能使用机械连接接地，可以使用编织接地带。 安全地线不能用来替代接地带，编织接地带具有更大的表面积，允许较大的电荷耗散，并且编织形状还能减弱电场。 滚珠导轨和一些滚珠轴承可能会起到隔离的

40、作用，因而需要用接地带提供接地连接。另外铰链会因受到腐蚀而变成隔离体，或者成为对地通路上的一个大电阻，因此用铰链连接在机架上的耗散材料盖板也需要用编织接地带绕过铰链接地。 46安装方式安装方式 如果把轴承压入一个经阳极氧化处理的孔中，接地不会很好，孔的表面应是裸金属或者是碎的阳极氧化覆层。干净的滚柱轴承或横向滚柱滑道在较少负载情况下，即使使用轻润滑剂也能提供良好接地。接近器件通路的喷漆或阳极氧化面板应使用星形内齿垫 圈 和 镀 锌 螺 钉 ， 以 提 供 面 板 间 的 导 通 性 。 塑料盖板装在机架上时一般两者之间都有橡胶衬垫，装上时衬垫会受到一点压缩。如果使用耗散材料塑料盖板，则需要将其

41、与机架连通，可以使用耗散橡胶衬垫或镀锌螺钉、接地条、铜夹等将塑料面板与机架相连。 47静电遮蔽器我们可知道元件安置在不产生静电的容器中，并不能保护外界电场（如搬运人员，电源等）的破环。所以说，使用静电遮蔽器运输静电敏感元件是绝对的必要所谓静电遮蔽容器包含： 导电性塑胶盒 导电性海绵 静电遮蔽袋48警示所有可能接触元件的人 静电敏感元件种类几多，所有操作人员、使用人员、搬运工人等并不容易识别，所以警示标志在整个静电防护工作中是非常重要的，它不但可防止不必要的破坏，而且可使您的产品获得适当的保护，增加贵公司的信誉。一个完整的静电防护工作应具备下列几点： 完整的静电安全工作区域 适当的静电遮蔽容器

42、工作人员具备有完全的防护观念警示客户（包含元件装配业、设备使用人员、维护人员），使客户不致因不知道而造成破坏。49电子工厂中，需要注意到静电防护的地方 来料检验 库房 领料处 元件插入入（自动和手动） 焊锡 设备安装 包装运输现场维护检修是造成静电破坏的主要原因50静电防护要领静电防护要领 静电防护守则原则一：在静电安全区域使用或安装静电敏感元件原则二：用静电屏蔽容器运送及存放静电敏感元件或电路板原则三：定期检测所安装的静电防护系统是否操作正常原则四：确保供应商明白及遵从以上三个原则511.避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具（如计算机，电脑及电脑终端机）放在一起。2.把所有工具及机器接

43、上地线。3.用静电防护桌垫。4.时常遵从公司的电气安全规定及静电防护规定。5.禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站。6.立刻报告有关引致静电破坏的可能。静电防护步骤52 生产力最高、最不容易对零件造成ESD损害的人应该是，具备良好的态度、知识、两只脚带(脚跟或脚趾型)和一个腕带(如果工作需要坐下的)。1. 腕带和工作台垫提供ESD到达地下的清晰的路径，使其佩带者接近零伏电荷。带和垫两者都用内置限流 1M 电阻，形成一个安全系统，为装配或制造工人防止来自偶然的110VAC的电击。 2. 有些人具有自然干性皮肤，累次在其开始工作时的腕带测试中不通过。为了解决这个问题，不要使用商业购买的家

44、用润肤露，它含有硅，可能负面影响焊接连接。管理者应该确实可购买到ESD认可的润肤露。 3. 有些人可能会有由于腕带内金属部分引起的皮肤刺激。(这是由于小部分混合在不锈钢内的镍)。因为整个腕带有导电性材料编织在里面，这个问题可以通过在接触皮肤的金属区域贴上一小部分白色急救胶布来解决。 预防目标是零电压！53 经常工作在高压环境(例如，250VAC以上，诸如系统修理/维护)的人员不应该使用腕带或脚带，或倚靠在工作台垫上，因为它们提供从身体到地的通路。一个工人应该做PCA处理或者机器维护，不能两者都做。这是两种不同的工作，要求不同的程序和设备。 完美的工作台。为了达到零伏静电电荷，所有不必要的材料都

45、应该从工作站拿走，特别是普通塑料、泡沫和纸张。应该留意保持计算机显示器至少离开PCA 24(60 cm)。一张认可的(查找ESD三角标记)接地垫应该覆盖在工作台上。应该给腕带提供快速插座。防静电地板垫是有益的，只要PCA或零件保存在该工作站，不必要用手工搬运到一个ESD不安全的区域(例如，普通水泥地板或地毯)。如果可能的话，应该使用防静电瓷砖或耗散性地板蜡作地板覆盖，为脚带提供好的接地通路。警告54 应该做的应该做的( (Dos)Dos)。拿住零件和PCA的边缘、在适当的容器内运输零件和PCA、在每次进入工作区之前测试脚/腕带，并按照公司政策在记录表上记录下来、在两只脚上穿脚带、全部所有参观者

46、穿上脚带、当清洗印刷电路板(PCB)时，只使用ESD认可的自然毛刷(不要用塑料)和溶剂、在清洗时保存零件接地，因为固体毛刷对板和液体溶剂对板可能产生ESD、保存PCA在ESD垫上尽可能多地“引脚朝下”、使用黄色警告胶带标记ESD区域边界的制造区域、在所有操作和检查中尽可能地减少PCA的运动、可能的话减少操作次数、将元件保存在原包装内，直到准备使用，只存储在完全闭合的屏蔽容器内，或者引脚朝下放在耗散性接地垫子上、保存零件离开计算机或CRT机器显示器 24“ (60 cm)。 不应该做的不应该做的( (DontsDonts) )。摩擦头发、使用非ESD认可袋/工具箱、允许衣服/头发/领带摩擦到PC

47、A、使用家用的润肤露、堆放板、用屏蔽袋象“垫托”式地拿板、把PCA放在屏蔽袋的上面、在电源电路工作时使用接地腕带、脚带或工作台垫(例如，有250VAC以上的机器维护)、在任何表面滑动静电敏感零件。行为准则(Dos and Donts)55GB1410-78固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电阻系数和表面电阻试验方法GB1692-81硫化橡胶绝缘电阻率的测定方法西北橡胶工业制品研究所GB2439-81导电和抗静电橡胶电阻率（系数）的测定方法沈阳第四橡胶厂GB3684-83运输带导电性规范和试验方法青岛橡胶工业研究所GB4386-84防静电胶底鞋、导电胶底鞋电阻值测量方法GB4385-84防静电胶底鞋

48、、导电胶底鞋安全技术条件GB4655-84橡胶工业静电安全规程GB6950-86轻质油品安全静止电导率 GB6539-86轻质石油产品电导率测定法 GB6951-86轻质油品装油安全油面电位值GB6650-86计算机房用活动地板技术条件防静电相关国家标准及其它标准 56GB6833.3-87电子测量仪器电磁兼容性试验规范 静电放电敏感度试验GB9572-88橡胶、塑料软管和软管组合件 电阻的测定沈阳橡胶所GB10715-89抗静电环形V带导性规定值和试验方法GB12014-89防静电工作服GB11210-89硫化橡胶抗静电和导电制品电阻的测定GB12158-90防止静电事故通用导则GB/T 1

49、258290 液态烃类电导率测定方法石化研究院GB 12367-90 涂装作业安全规程 静电喷漆工艺安全GB/T12582-90 液态烃类电导率测定方法（精密静电计法）GB/T12703-91纺织品静电性能测试方法北京理工大学GB 13348-92 液体石油产品静电安全规程 江苏省劳动保护科学技术研究所GB/T14288-93可燃气体与易燃液体蒸汽最小静电点火能测定方法GB 14773-93 涂装作业安全规程 静电喷枪及其辅助装置安全技术条件 57GB/T 1447-93塑料薄膜静电性能测试方法 半衰期法GB/T 50174-93电子计算机房设计规范GB/T14342-93合成短纤维试验方法比

50、电阻GB/T 15463-1995 静电安全术语劳动部劳保所GB 15607-1995 涂装作业安全规程 粉末静电喷涂工艺安全GB 15599-1995 石油与石油设施雷电安全规范 GB/T15662-1995 导电、防静电塑料体积电阻率测试方法GB/T 15738-1995导电和抗静电纤维增强塑料电阻率试验方法GB/T 16801-1997织物调理剂抗静电性能的测定中国日用化学工业研究所GB/T 16906-1997石油罐导静电涂料电阻率测定法中国石油化工科技装备中心GB/T 17626.2-1998 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 58国家军用标准国家军用标准GJB/z 25