静电防护基础知识课件.ppt

1、静电防护静电防护一、什么叫静电、静电产生的原因二、静电产生的方式 三、静电放电（ESD）、静电的危害四、影响静电的因素五、静电损害的特点六、静电消除及静电防护七、实际工作中应该注意的问题静电防护静电是指相对静止的电荷，是一种常见的带电现象。静电的基本物理特性为：静电的基本物理特性为：1 1、吸引或排斥。、吸引或排斥。2 2、与大地有电位差。、与大地有电位差。3 3、会产生放电电流。、会产生放电电流。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。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

2、物体而带负电。电荷的积聚形成了静电。静电防护(a)两物体接触时发生电荷转移(b)因电荷转移在界面上形成双电层(c)两物体分离时分别带有正负静电荷静电防护 很多人误以为把手放在物体上时，没有产生静电火花的话，就没有危害，其实人们无法感知约2000V以下的静电，但是，对半导体却有深刻的影响。人体带电电压人体带电电压1.0 1.0 KVKV2.0 2.0 KVKV2.5 2.5 KVKV3.0 3.0 KVKV4.0 4.0 KVKV5.0 5.0 KVKV6.0 6.0 KVKV7.0 7.0 KVKV人们感觉到的冲击程度人们感觉到的冲击程度根本感觉不到根本感觉不到只在手指尖处能感觉到，但无痛感只

3、在手指尖处能感觉到，但无痛感突然间一惊，但无痛感突然间一惊，但无痛感象感觉到针扎入很一样痛象感觉到针扎入很一样痛从手掌到肘处能感觉到静电的冲击从手掌到肘处能感觉到静电的冲击,并且并且很痛很痛手指感觉到强烈的痛手指感觉到强烈的痛受到冲击后受到冲击后,胳膊感觉很沉重胳膊感觉很沉重手指、手掌强烈的疼痛和麻的感觉手指、手掌强烈的疼痛和麻的感觉备备 注注微小的放电的声音微小的放电的声音可以看到放电时的发光可以看到放电时的发光能感觉到针扎似的痛能感觉到针扎似的痛人体的带电电压和感知的程度人体的带电电压和感知的程度人们感觉得到的静电人们感觉得到的静电半导体半导体:处于导体和之间的物质通过特殊处理可以处于导体

4、和之间的物质通过特殊处理可以 调节电子的流调节电子的流 (Si:Si:硅素，硅素，GEGE：锗等半导体：锗等半导体CHIPCHIP的原料可以使用的原料可以使用)静电防护1、接触起电、接触起电2、摩擦带电、摩擦带电3、剥离带电、剥离带电4、流动带电、流动带电静电防护可以说我们周围时刻存在着静电即,作业者或机械(机器)的所有动作都可以产生静电,下面我们来看一下周围可以产生静电的物质或作业动作.静电起源静电起源作业者作业者衣衣 服服作业椅作业椅部品桶部品桶作业台作业台,地面地面,治治具具.工具工具.设备设备.其它其它 使静电产生的物质或作业动作使静电产生的物质或作业动作 走动动作走动动作 推椅子或从

5、椅子上站起来的动作推椅子或从椅子上站起来的动作 穿衣服穿衣服,脱衣服的动作脱衣服的动作 一般的衣服、头巾、手套等一般的衣服、头巾、手套等 合成纤维做成的衣服（导电性工作服除外）合成纤维做成的衣服（导电性工作服除外）塑料盖和外衣，塑料盖和外衣，WAXWAX处理过的地面处理过的地面 使用坐势使用坐势 表面表面COATINGCOATING，打蜡处理，塑料处理资材类，打蜡处理，塑料处理资材类 没有接地的烙铁没有接地的烙铁 PE-BAG,PE-BAG,纸，玻璃制品等纸，玻璃制品等 塑料以及用一般用材料做了表面处理的树木金属塑料以及用一般用材料做了表面处理的树木金属 箱子箱子 纸箱等纸箱等我们周围的静电产

6、生源我们周围的静电产生源静电防护常用物品的摩擦起电序列(-)(+)聚乙烯金银铜硬橡皮 棉花纸铝羊毛 尼龙 人的头发 玻璃 人手 表中越靠左侧的物品，越易产生负电荷；越靠右侧的物品，越易产生正电荷。亦即，在序列中距离越远的物品之间相互接触分离或摩擦，产生的静电电位就越高。静电防护ESD（Electro-Static-Discharge）-静电放电：指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的转移。通常指在静电场的能量达到一定程度之后，击穿其间介质而进行放电的现象。静电危害：（1）引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰。（2）击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件

7、老化，降低生产成品率。（3）高压静电放电造成电击，危及人身安全。（4）在易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。（5 5）静电引力）静电引力(ESA)：吸附灰尘，造成集成电路和半导体元件的污染，大大：吸附灰尘，造成集成电路和半导体元件的污染，大大降低成品率。如韶关屏上的灰尘、异物等。降低成品率。如韶关屏上的灰尘、异物等。静电防护电子器件所能承受静电破坏的静电电压电子器件所能承受静电破坏的静电电压 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

8、1401000 GaAsFET 100300 SCL 6801000 PROM 100 STTL 3002500 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 从上表可见大部分器件的静电破坏电压都在几百至几千伏，而在干燥的环境中人活动所产生的静电可达几千伏到几万伏。静电防护 由人体或周边设备引发的静电放电的时候，有很多能量产生，如果放电通过半导由人体或周边设备引发的静电放电的时候，有很多能量产生，如果放电通过半导体（体（ICIC）时

9、，）时，ICIC内部不能内部不能承受大量剧烈的能量放出，就会遭到破坏。承受大量剧烈的能量放出，就会遭到破坏。半导体半导体 Decap 1Decap 1次次氧化膜破坏部位扩大氧化膜破坏部位扩大破坏部位破坏部位500倍扩大倍扩大半导体的静电破坏事例半导体的静电破坏事例案例：静电防护1、接触特征。接触面积增大、接触压力增大都可使静电增加。2、表面状态。表面粗糙，使静电增加；表面受氧化也使静电增加。3、带电历程。带电历程会改变物体表面特性，从而改变带电特征。一般情况下，初次或初期带电较强，重复性或持续性带电较弱。4、分离速度。分离速度越高，所产生静电越强。所产生静电大致与分离速度的二次方成正比。杂质。

10、一般情况下，混入杂质有增加静电的趋向。但当杂质的加入降低了原有材料的电阻率时，则有利于静电的泄漏。由于静电产生多表现为界面现象，所以，当固体材料表面被水及其污物污染时会增强静电。5、物质种类。相互接触的两种物体材质不同时，界面双电层和接触电位差亦不同，起电强弱也不同。在静电序列中相隔较远的 两种物体相接触产生的接触电位差较大。6、一般情况下，混入杂质有增加静电的趋向。但当杂质的加入降低了原有材料的电阻率时，则有利于静电的泄漏。由于静电产生多表现为界面现象，所以，当固体材料表面被水及其污物污染时会增强静电。7、湿度、温度等.静电防护 静电的产生和温度的高、低有很大程度的差异，温度越低，产生量越大

11、，已证明冬天比夏天产生的多。相对湿度别的静电相对湿度别的静电 35,00035,000v v12,000v12,000v6,000v6,000v7,000v7,000v20,000v20,000v18,0000v18,0000v1,5001,500v v250v250v100v100v600v600v1,200v1,200v1,500v1,500v啊!那么提高湿度就不产生静电吗？带带 电电 物物地毯上走动的人体塑料地板上走动的人体显象管（显示器）作业者塑料包装资材从作业BAG上面拿起聚合塑料袋包装上氨基甲酸脂靠垫的椅子湿度高了，电子元件的工作环境会受的影响，电路板内部漏电等情况就会发生，员工舒

12、适度也会降低相对湿度相对湿度（1020%1020%）相对电压相对电压静电产生与湿度的关系静电产生与湿度的关系相对湿度相对湿度（6590%6590%）那么，适当的那么，适当的湿度管理就是湿度管理就是40 60%静电防护对静电比较敏感的部品，必须要研究安全对策，采取特殊的拿取方法，其中，最重要对静电比较敏感的部品，必须要研究安全对策，采取特殊的拿取方法，其中，最重要的一点是保持适当的湿度的一点是保持适当的湿度.从左图可以看出：从左图可以看出：在约在约40%以上的湿以上的湿度下度下.静电急剧减少，即，静电急剧减少，即，在相对湿度在相对湿度 4060%是最好的状态是最好的状态.1086420带电压 K

13、V5060708090100静电与湿度影响静电与湿度影响相对湿度静电防护 我们使用的材料可以分为导体和绝缘体，导体带电后，容易消除，绝缘体带电以后，不我们使用的材料可以分为导体和绝缘体，导体带电后，容易消除，绝缘体带电以后，不易消除，易积累大量静电。易消除，易积累大量静电。不同材料的静电的特性不同材料的静电的特性：导体内部的电子可以自由移动，从而 使电子无法进行积累，可以即时地施 放掉所带的电荷。：绝缘体内部的电子无法自由 移动，电荷可以在其内部积累，当积累到 一定的程度时，只要外界物体接触 便有可能施放掉积累的能量，达到 内部电荷的平衡，释放的能量可能 造成物体的损坏。：半导体是指处于导体和

14、绝缘体之 间通过特殊处理的可以调节其内 部电流的物体，（主要有硅、锗 等材料。金属金属橡胶橡胶玻璃玻璃晶体管IC类静电电荷不易消除即时排除不积累易静电击穿损坏静电防护1.1.隐蔽性隐蔽性 人体不能直接感知静电人体不能直接感知静电除非发生静电放电除非发生静电放电,但但是发生静电放电人体是发生静电放电人体也不一定能有电击的也不一定能有电击的感觉感觉,这是因为人体感这是因为人体感知的静电放电电压为知的静电放电电压为23 KV,所以静电具有所以静电具有隐蔽性。隐蔽性。2.2.潜在性潜在性 有些电子元器件受到静有些电子元器件受到静电损伤后的性能没有电损伤后的性能没有明显的下降，但多次明显的下降，但多次累

15、加放电会给器件造累加放电会给器件造成内伤而形成隐患。成内伤而形成隐患。因此静电对器件的损因此静电对器件的损伤具有潜在性伤具有潜在性。静电防护3.3.随机性随机性 电子元件甚么情况下会遭电子元件甚么情况下会遭受静电破坏呢受静电破坏呢?可以这么可以这么说，从一个元件产生以说，从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的的威胁，而这些静电的产生也具有随机动性性。产生也具有随机动性性。其损坏也具有随机动性。其损坏也具有随机动性。4.4.复杂性复杂性 静电放电损伤的失效分析静电放电损伤的失效分析工作，因电子产品的精、工作，因电子

16、产品的精、细、微小的结构特点而细、微小的结构特点而费时、费事、费钱，要费时、费事、费钱，要求较高的技术并往往需求较高的技术并往往需要使用高精密仪器。即要使用高精密仪器。即使如此，有些静电损伤使如此，有些静电损伤现象也难以与其他原因现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别，造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效使人误把静电损伤失效当作其他失效当作其他失效。静电防护静电防护 1、防静电接地线、腕带2、防静电台（桌）垫3、防静电工作区标志牌4、防静电鞋5、防静电工作台6、防静电周转箱、架、托盘7、防静电地板8、防静电仪表9、防静电椅子10、离子风静电消除器11、防静电服装12、防静电存放架13、防静

17、电文件袋、夹14、防静电手套15、防静电周转车16、防静电海棉17、防静电剂防静电相关物品静电防护一、静电手环的使用及注意事项二、防静电地线与安全地线的区别三、如何控制 人体静电？静电防护1、腕带是利用它与人体皮肤的接触而把人体静电迅速泄漏的装置，操作人员的皮肤是否与腕带接触良好是发挥泄漏静电作用的关键，所以在佩戴时必须紧贴手腕。2、静电手环使用前必须经过测试并记录，且状态良好。3、有线静电手环的接地线必须通过鳄鱼夹接在静电地线上，使用过程中注意防止鳄鱼夹松脱。4、无绳静电手环必须每使用2小时接地放电一次。每次使用前都必须检测21静电防护静电测试仪的认识：静电测试仪的认识：静电带的检查方法静电

18、带的检查方法红灯亮时红灯亮时NGLOW 或或 HIGH处处的红灯亮时的红灯亮时.表示不良要立即表示不良要立即更换。更换。测试方法：测试方法：1.把静电带戴紧在手腕上。把静电带戴紧在手腕上。2.将静电带插头插入将静电带插头插入Tester的的 GND上上 3.没有戴静电带侧的手指轻轻没有戴静电带侧的手指轻轻 地按在地按在PUSH S/W上上.NG NG NGNG NG NG快更换给我！快更换给我！当当O.K（GOOD）部分的绿灯亮了部分的绿灯亮了以后，有轻快的以后，有轻快的声音时，静电带声音时，静电带是良好状态是良好状态绿灯亮时绿灯亮时OK静电防护安全接地：即将高压设备的外壳与大地连接。一是防止

19、机壳上积累电荷，产生静电放电而危及设备和人身安全，例如电脑机箱的接地，油罐车那根拖在地上的尾巴，都是为了使积聚在一起的电荷释放，防止出现事故；二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电时，促使电源的保护动作而切断电源，以便保护工作人员的安全，例如电冰箱、电饭煲的外壳。三是可以屏蔽设备巨大的电场，起到保护作用，例如民用变压器的防护栏。静电接地：将带静电物体或有可能产生静电的物体（非绝缘体）通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫静电接地，目的是：1、改善工艺操作条件，在生产、储运过程中应尽量避免大量产生静电荷；2 防止静电积聚，设法提供静电荷消散通道，保证足够的消散时间，泄漏和导走静电荷；避免发生静电危害！

20、静电接地与安全地线是不能接到一起的。原因：如果机器漏电，会给带静电手环的员工会造成伤害，严重时会发生事故。23静电防护242、静电接地与安全接地的不同点静电接地：物体通过导电、防静电材料或其制品与大地在电气上可靠连接，确保静电导体与大地的静电电位接近。静电接地与通常意义接地的区别（GJB2527-95）：(1)量值不同。通常的接地,接地电阻在量级，而静电接地电阻可以是106 或108 ,视具体场合而定，它要求比普通接地电阻量级要宽松得多;(2)接地材料可以不同。通常接地使用金属导体接地，静电接地可以使用静电导体。静电防护关于静电接地、雷电接地及工频电气接地的问题，应作如关于静电接地、雷电接地及

21、工频电气接地的问题，应作如下考虑：以单纯防静电为目的的接地电阻值要比防雷电和下考虑：以单纯防静电为目的的接地电阻值要比防雷电和工频电气接地的电阻值大得多。所以，当防静电、防雷电工频电气接地的电阻值大得多。所以，当防静电、防雷电和工频电气三个接地系统共用一个接地体时，接地电阻应和工频电气三个接地系统共用一个接地体时，接地电阻应按其中的最小值选取，一般为按其中的最小值选取，一般为410。在设计静电接地系统尤其是人体接地时，要考虑到人体可在设计静电接地系统尤其是人体接地时，要考虑到人体可能接触工频电源时的人身安全问题。通常认为通过人体的能接触工频电源时的人身安全问题。通常认为通过人体的安全电流为安全

22、电流为0.5mA0.5mA，对于，对于220V220V的工频交流电，人体对地应的工频交流电，人体对地应有至少有至少0.44M0.44M 的电阻，一般选的电阻，一般选1M1M。25静电防护在实际生产中，如果静电接地电阻太小，带电体接近静电在实际生产中，如果静电接地电阻太小，带电体接近静电接地系统时，可能发生火花放电，放电集中，其热效应可接地系统时，可能发生火花放电，放电集中，其热效应可能成为危险的点火源，引起燃爆事故，所以，在特殊危险能成为危险的点火源，引起燃爆事故，所以，在特殊危险场所也要限制静电泄漏电流。场所也要限制静电泄漏电流。同时，静电泄漏电流过大时会产生磁场，对某些电子装置同时，静电泄

23、漏电流过大时会产生磁场，对某些电子装置的工作造成威胁；因此可以采用增大泄漏电阻的方法减小的工作造成威胁；因此可以采用增大泄漏电阻的方法减小泄漏电流，但也不能使泄漏电阻过大，以至静电泄漏过于泄漏电流，但也不能使泄漏电阻过大，以至静电泄漏过于缓慢而在物体上积累起足以致害的静电，这就失去了静电缓慢而在物体上积累起足以致害的静电，这就失去了静电接地的作用。接地的作用。26静电防护27地线埋设示例3、静电接地设施与实施方法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。接地的方式又可以分为以下两种 1使用防静电地面/防静电鞋/袜（静电从脚导到大地）通过防静电性地面、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）静电防护谢谢大家