《静电基础知识》PPT课件.ppt

防静电基础知识（ESD）讲师：董雪蕾2017/12/12培训提纲培训提纲 静电概念静电概念 静电影响静电影响 如何防止静电危害如何防止静电危害 公司采取的措施公司采取的措施静静电概念概念 静电引起的自然现象静电引起的自然现象闪电闪电尘埃落在电视荧屏上尘埃落在电视荧屏上冬天脱毛衣时，有冬天脱毛衣时，有“啪啪啪啪”的声音，并伴有火花的声音，并伴有火花早上起来梳头时，头发会经常早上起来梳头时，头发会经常“飘飘”起来，越理越乱起来，越理越乱天气干燥时，当接触金属门把（水龙头）时手有触电的感觉天气干燥时，当接触金属门把（水龙头）时手有触电的感觉用胶尺磨擦头发后，胶尺会吸起碎纸片用胶尺磨擦头发后，胶尺会吸起碎纸片还有还有静静电概念概念 什么是静电什么是静电静电（静电（Electrostatic）：）：电荷在物体上以相对静止的状态方式存电荷在物体上以相对静止的状态方式存在在,称之为静电。称之为静电。静电场：静电场：相对于（作业员）是静止的，其电量不随时间而变的电相对于（作业员）是静止的，其电量不随时间而变的电场。场。ESD:是代表英文是代表英文ElectroStatic Discharge即即“静电放电静电放电”的意的意思，静电放电是广义的过电应力的一种思，静电放电是广义的过电应力的一种EOS（Electrical Over Stress)：电气过载或过电应力，指元器：电气过载或过电应力，指元器件承受的电压或电流超过其允许的最大范围。件承受的电压或电流超过其允许的最大范围。静静电概念概念 静电的特点静电的特点1、高电位：、高电位：设备或人体上的静电位最高可达数万伏以至数十万伏；设备或人体上的静电位最高可达数万伏以至数十万伏；在正常操作条件下也常达数百至数千伏。在正常操作条件下也常达数百至数千伏。2、低电量：、低电量：通常为毫微库仑（通常为毫微库仑（nC、10-9C）级。级。3、小电流：、小电流：多为微安（多为微安（A、10-6A）级。级。4、作用时间短：、作用时间短：微秒（微秒（S、10-6S）级。级。5、静电受环境条件，特别是湿度的影响比较大。、静电受环境条件，特别是湿度的影响比较大。静静电概念概念 静电产生的原因之一静电产生的原因之一微观原因微观原因：根据原子物理理论，电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质根据原子物理理论，电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失，使物质失去电平衡，产生静电现原子的接触产生电子的得失，使物质失去电平衡，产生静电现象。物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负象。物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电荷的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子电荷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。的现象。静静电概念概念 静电产生的原因之二静电产生的原因之二 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。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。宏观原因：宏观原因：1）物体间摩擦生热，激发电子转移；）物体间摩擦生热，激发电子转移；2）物体间的接触和分离产生电子转移；）物体间的接触和分离产生电子转移；3）电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布；）电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布；4）摩擦和电磁感应的综合效应。）摩擦和电磁感应的综合效应。静静电概念概念 静电产生的方式静电产生的方式静电静电 产生的两种方式：（一）摩擦产生静电产生的两种方式：（一）摩擦产生静电序号材料序号材料序号材料正电荷方向正电荷方向8羊毛16硬橡胶1空气9丝绸17镊、铜2人的手10铝18黄,铜、银3兔毛11纸19聚酯人造纤维4玻璃12棉布20聚乙烯5云母13钢21聚丙烯6头发14木材22聚氯乙烯（）7尼龙15琥珀负电荷方向负电荷方向静静电概念概念 静电产生的方式静电产生的方式静电静电 产生的两种方式：产生的两种方式：（二）（二）感应产生静电感应产生静电静电放电的三种模型：静电放电的三种模型：带电人体放电模式带电人体放电模式（Human Body Model-HBM）100pf,R=1,500ohm,rise time=210ns,duration=150ns带电机器放电模式带电机器放电模式（Machine Model-MM）C=200pf,L=500nH,rise time=58ns,duration=80ns充电器件放电模式充电器件放电模式Charged-Device Model-CDM)Device dependent,rise time0.2ns,duration2ns静静电概念概念静电的危害静电的危害：静电的产生在工业生产中是不可避免的，其造成的危害主要归结以下静电的产生在工业生产中是不可避免的，其造成的危害主要归结以下两两种机理：种机理：其一：静电放电（其一：静电放电（ESD）造成的危害：）造成的危害：（1）引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰。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，或者促使元件老化，降低生产击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件老化，降低生产成品率。成品率。（3）高压静电放电造成电击，危及人身安全。高压静电放电造成电击，危及人身安全。（4）在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。静电在工业生产的危害和静电在工业生产的危害和利用之一利用之一静静电概念概念静电在工业生产的危害和静电在工业生产的危害和利用之二利用之二其二，静电引力（其二，静电引力（ESA）造成的危害：）造成的危害：（1）电子工业：）电子工业：吸附灰尘，造成集成电路和半导体元件的污染，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。大降低成品率。（2）胶片和塑料工业：）胶片和塑料工业：使胶片或薄膜收卷不齐，胶片、使胶片或薄膜收卷不齐，胶片、CD塑盘沾塑盘沾染灰尘染灰尘,影响品质。影响品质。（3）造纸印刷工业：）造纸印刷工业：纸张收卷不齐，套印不准纸张收卷不齐，套印不准,吸污严重吸污严重,甚至纸张甚至纸张黏结黏结,影响生产。影响生产。（4）纺织工业：）纺织工业：造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。静电的利用静电的利用：静电印花、静电复印、静电喷涂、静电植绒、静电除静电印花、静电复印、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和静电分选技术等，尘和静电分选技术等，已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水，喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大也开始在淡化海水，喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手，甚至在字宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。显身手，甚至在字宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。静静电概念概念静电在工业生产的静电在工业生产的危害形式危害形式1、显现性问题显现性问题2、潜伏性问题潜伏性问题a)隐蔽性隐蔽性b)累积性累积性c)随机性随机性d)复杂性复杂性静静电概念概念静电的危害示例静电的危害示例静静电概念概念静电的应用示例静电的应用示例静静电概念概念典型的静电电压典型的静电电压静静电概念概念部分器件的静电敏感电压值部分器件的静电敏感电压值器件类型器件类型耐静电放电电压值耐静电放电电压值(V)器件类型器件类型耐静电放电电压值耐静电放电电压值(V)VMOS301800运算放大器运算放大器1902500MOSFET100200JFET1401000GaAsFET100300SCL6801000PROM100STTL3002500CMOS2502000STL3807000HMOS50500肖特基二极管肖特基二极管3003000E/DMOS2001000双极性晶体管双极性晶体管3807000ECL3002500石英压电石英压电晶体晶体器件器件2,000V)300mm以上；e)用抗静电（Antistatic or Low charging）材料或同种材料包装；f)静电屏蔽；静静电概念概念控制静控制静电的措施的措施二、二、控制静电的消散控制静电的消散静电产生难以控制，一旦产生静电就要以适当速度泄放掉。可用两种方法消散电荷：泄漏法与复合中和法。1 1、泄漏法泄漏法:通过以下设施可将静电向大地泄放。a)地线：1ohm(AC),将静电荷导入大地；b)防静电地板/漆:109ohm(105109),将人体或物体上静电导入地线，必须接地良好；c)防静电桌垫:109ohm(105109)，将人体或物体上静电导入地线，必须接地良好；d)腕带:1x1061x107ohm，将人体静电引至地线；e)脚带:1x1061x107ohm，将人体静电引至地线；f)防静电鞋：105108欧姆,将人体静电引至防静电地板/漆；电地板必须接地良好。静静电概念概念控制静控制静电的措施的措施g)防静电服：1x105 1x1011 ohm,含钢丝,将人体静电通过腕脚带导入地线，屏人体静电;注意：应接触皮肤，洗涤时不能柔搓注意：应接触皮肤，洗涤时不能柔搓；泄漏法消散静电一般只适用于导体，对于绝缘体上静电可采用复合中和法加以消散。2 2、复合中和法消散静电复合中和法消散静电：用离子风吹绝缘体；静静电概念概念公司内常用防静电用品（装备公司内常用防静电用品（装备）公司内常用防静电用品：公司内常用防静电用品：1、防静电腕带；2、防静电台垫、防静电地垫；3、防静电包装袋（软塑料）；4、防静电硬塑料容器；5、防静电条、管；6、防静电毛刷；7、防静电海绵；8、离子吹风机、防静电气枪；9、静电手环、静电鞋测试仪；10、防静电服、防静电鞋、防静电帽、防静电手套；11、防静电地板；静静电概念概念 防防静电手套静电手套防静电手套：防静电手套：防静电手套（指套）：表面电阻值防静电手套（指套）：表面电阻值106109 级；级；静静电概念概念 防静电防静电手环的构造及测试方法手环的构造及测试方法一、防静电手环的一、防静电手环的结构结构它由接地线按扣松紧圈和接地线组成。其中松紧圈可由多种导静电的复合材料制作,接地线内有串接（或材料本身具有）大小为106的电阻，以保证操作者在意外情况下触及380V电压时不致发生人身伤害事故；静静电概念概念 防静电防静电手环的构造及测试方法手环的构造及测试方法二、测试方法二、测试方法将静电手环佩戴在手腕上，注意腕带必须贴紧皮肤；将静电手环接地线与静电手环测试仪接地线相连；用手按压下静电手环测试仪按纽；当仪器PASS指示灯亮（绿灯）时，表示此静电手环正常；若测试仪的红灯亮起，则表示静电手环的电阻值低于800K或高于9M，此静电手环不良；静静电概念概念 防静电防静电手环的构造及测试方法手环的构造及测试方法人人体体综合合测试仪静静电概念概念使用静电使用静电手环的注意事项手环的注意事项使用静电手环的注意事项：使用静电手环的注意事项：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；静静电概念概念 防静电服防静电服防静电服防静电服人体防护装备系列中重要装备：*在各种织物中等间隔或均匀混入导电纤维；*减少摩擦生电和降低电荷积累；*电荷扩散与泄放；*柔软性.透气性；*防尘性.无粉尘脱落；*耐洗涤性；防防静静电电服服静静电概念概念 防静电鞋防静电鞋防静电鞋防静电鞋人体防护装备系列中,重要装备之一：*有效控制人体行走时与地面摩擦分离的静电；*人体静电泄放的主要途径之一(配合防静电地板)；*与脚部.袜子.鞋垫.鞋底构成静电泄放串行系统；*导静电型工作鞋 鞋底材料103R106；*静电耗散型工作鞋鞋底材料106R109；静静电防防护包装材料的分包装材料的分类：静静电耗散材料：耗散材料：表面电阻率大于或等于105但小于1012导静静电材料：材料：表面电阻率小于105静静电概念概念负离子发生器负离子发生器一、工作原理一、工作原理负离子发生器是通过产生高压电，施加在仪器内部的放电针上，而将空气电离产生正负离子，当通过风扇将大量正负离子吹向带电物体表面时，该物体表面就吸引相反极性的离子，聚积在产品或设备表面上的静电因此得以中和而消除；二、有效范围二、有效范围目前公司内的使用的负离子发生器的有效作用范围为：以仪器为中心，半径50cm的面积范围；三、使用注意事项三、使用注意事项方向：对准要消除静电的物体；清洁：每天清除过滤片，特别是针尖上的灰尘；静静电概念概念 防静电台垫防静电台垫一、作用一、作用在操作静电敏感元器件时，工作台上应铺设用防静电材料制成的防静电台垫，使所有与之接触的SSD端子、工具、器具、仪表、人体等都达到基本均一的电位，并通过台垫上的接地线使静电迅速泄放。二、注意事项二、注意事项1、防静电台垫应定期清洗，以确保防静电效果；2、要接地；3、台垫上不能粘贴透明胶带；静静电概念概念 防防静电地线与电源地线的区别静电地线与电源地线的区别一、各类地线的作用一、各类地线的作用防静电地线的作用是在于对可能产生的静电荷提供对地泄漏通道，以防止局部静电荷的积聚。线体地线与电源地线则供仪器、设备接地用，用以保护人身安全、保护设备设施、降低电气噪声和提高设备运行质量。二、静电地线与线体地线要分开拉设二、静电地线与线体地线要分开拉设为防止雷击电流与故障电流流入静电防护系统，对ESD敏感元件造成损伤，所以防静电地线要与线体地线、电源地线分开拉设。并设有断路报警。防静电接地可以环形接地，但不可串联接地。静静电概念概念防静电工作区防静电工作区1、防静电接地线、腕带、防静电接地线、腕带2、防静电台（桌）垫、防静电台（桌）垫3、防静电工作区标志牌、防静电工作区标志牌4、防静电鞋、防静电鞋5、防静电工作台、防静电工作台6、防静电周转箱、架、托盘、防静电周转箱、架、托盘7、防静电地板、防静电地板8、防静电仪表、防静电仪表9、防静电椅子、防静电椅子10、离子风静电消除器、离子风静电消除器11、防静电服装、防静电服装12、防静电存放架、防静电存放架13、防静电文件袋、夹、防静电文件袋、夹14、防静电手套、防静电手套15、防静电周转车、防静电周转车16、防静电海棉、防静电海棉17、防静电剂、防静电剂静静电概念概念 防静电图标防静电图标静静电概念概念 ESD控制程序的检测控制程序的检测1、表面电阻测量仪：2、表面电阻测试仪(重锤式)3、静电电压测试仪4、人体综合测试仪5、腕带测试仪6、静电分析仪7、静电场测量仪8、接地电阻测试仪静静电概念概念 ESD控制程序控制程序一、有一个最高管理层的全面保证；二、所有供应来源都应符合ESD控制的标准；三、一个全面的ESD控制程序；四、执行力；静静电概念概念人体究竟能带多高的静电人体究竟能带多高的静电电压电压ThanksThanks