静电基本知识
静电物理知识点
静电物理知识点静电是物体表面存在的电荷积累现象。
当物体带有静电电荷时，它们会相互作用并产生一系列有趣的现象。
本文将介绍一些静电物理的基本知识点，帮助读者更好地理解静电现象。
1.电荷的基本概念静电物理的基础是电荷的概念。
电荷有两种类型，即正电荷和负电荷。
正电荷表示电子缺失，而负电荷表示电子过剩。
根据库仑定律，相同类型的电荷会相互排斥，而不同类型的电荷会相互吸引。
2.电荷的产生与转移静电电荷可以通过不同的方式产生和转移。
摩擦是最常见的一种方式，当两个不同材料摩擦时，它们之间的电荷可能会转移。
例如，当橡胶棒与羊毛摩擦时，橡胶棒会获得负电荷，而羊毛则会带有正电荷。
3.电荷的分布与静电场静电场是由电荷产生的，它存在于电荷周围的空间中。
电荷会使周围空间中的其他带电粒子受到力的作用。
根据库仑定律，静电力与电荷之间的距离成反比，与电荷数量成正比。
4.电场力与静电力电场力是指一个电荷在电场中所受到的力。
在静电物理中，电荷受到的静电力正好等于该电荷在电场中所受到的电场力。
根据库仑定律，两个电荷之间的静电力与它们之间的距离成反比，与它们的电荷数量成正比。
5.静电感应与电荷平衡静电感应是指当一个带有电荷的物体靠近一个导体时，导体上的电子会移动以达到电荷平衡。
导体的电荷将重新分布，使导体表面的电荷密度更高，以尽量减少电荷之间的相互作用。
6.静电放电与电击当电荷积累到一定程度时，静电放电就会发生。
静电放电可以产生明亮的火花，同时伴随着噼啪声。
当人体处于静电电场中时，可能会被电击。
这是因为人体是导电体，当人体接触到带有电荷的物体时，电荷会通过人体释放，导致电击感。
总结起来，静电物理是关于电荷积累和相互作用的学科。
通过了解电荷的基本概念、电荷的产生与转移、电荷的分布与静电场、电场力与静电力、静电感应与电荷平衡，以及静电放电与电击等知识点，我们能够更好地理解静电现象的原理和特性。
希望本文能帮助读者对静电物理有一个初步的了解。
静电的知识PPT课件
静电场与电荷分布
静电场
由静止电荷产生的电场称为静电场。静电场是有源无旋场，电荷是场源。
电荷分布
在静电场中，电荷分布决定了电场的分布。电荷分布可以是点电荷、线电荷或 面电荷等。
静电现象及其特点
静止性
静电是静止状态下的电荷，不 会流动。
探讨
传导起电方式在静电喷涂、静电复印等领域有着广泛的应用 。例如，在静电喷涂中，利用高压静电场使涂料微粒带上负 电荷，然后飞向接地的被涂物表面，形成均匀的涂层。
03
静电危害与防护措施
静电对人体危害及安全距离要求
静电电击
静电放电时产生的瞬间高电压 可能导致人体电击，造成伤害
。
引发火灾或爆炸
静电放电产生的火花可能引燃 易燃物质，引发火灾或爆炸。
过程描述
例如，将带电的玻璃棒与验电器的金属球接触，验电器的金属箔会张开，这是因 为玻璃棒上的电荷转移到了验电器上，使验电器也带上电原理
当带电物体靠近另一个导体时，会在导体中产生感应电荷， 感应电荷的极性与带电物体相反。如果此时将导体接地，感 应电荷会通过接地线流入大地，从而使导体带上与带电物体 相反的电荷。
实验步骤详细指导
步骤一
准备实验器材，包括 静电发生器、金属球、 绝缘支架、验电器等。
步骤二
将金属球悬挂在绝缘 支架上，并确保金属 球与地面绝缘。
步骤三
打开静电发生器，调 整电压和频率，使金 属球带上电荷。
步骤四
使用验电器检验金属 球是否带电，并记录 电荷性质（正电荷或 负电荷）。
步骤五
改变静电发生器的电 压和频率，重复步骤 三和四，观察并记录 不同条件下的静电现 象。
防静电安全知识
是对精密的电子设备。
影响设备正常运行
03
静电干扰可能会影响设备的正常运行，例如导致屏幕乱跳、键
盘失灵等问题。
静电对易燃易爆物品的危害
静电引燃易燃物
在易燃易爆物品附近，静电放电可能会引燃物品，导致火灾或爆 炸事故。
静电与易燃气体反应
在某些特定环境下，如矿井、加油站等，静电与易燃气体相互作用 可能导致爆炸或火灾。
非接触式消除
非接触式消除静电的方法是利用离子流、离子风等，将电荷 从一个物体转移到另一个物体，从而减少或消除静电。非接 触式消除静电的方法具有操作方便、不影响生产过程等优点 。
静电消除的设备
离子发生器
离子发生器是静电消除设备的一种，它通过电离空气或其他气体来产生大量的正负离子，这些离子可 以与物体表面的静电电荷进行中和。离子发生器有固定式和移动式两种类型，移动式离子发生器通常 采用手持式设计，可以方便地移动到需要消除静电的场所。
静电对人体有哪些危害？
静电对人体可能产生危害，包括但不限 于
• 干扰电子设备：静电可能干扰电子设 备的正常运行，导致设备损坏或功能 异常。
• 影响工作效率：长时间接触静电可能 导致皮肤干燥、瘙痒等不适症状，影 响工作效率。
• 产生电击：静电电压可能高达数千伏 ，甚至上万伏，当人体接触高电压时 可能导致电击伤害。
防静电安全知识
汇报人：
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目 录
• 静电的产生 • 静电的消除 • 静电的预防措施 • 静电的危害及应对措施 • 防静电安全知识问答
01
CATALOGUE
静电的产生
静电的基本原理
静电是指静止状态下的电荷。在 干燥的环境中，当两个物体接触
并分离时，可能会产生静电。
静电基础知识
静电防护基础知识一． 静电是什么?静电：没有作定向运动的电子或离子所带的电；静电是物体表面过剩或不足的静止电荷；静电是一种电能，它留存于物体表面；静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果；静电是通过电子或离子转移而形成的。
二． 静电有些什么特点?1． 高电位：数百伏到数万伏2． 低电量：微库仑级。
3．作用时间短：微秒级三.静电是怎样产生的？接触、摩檫、感应、冲流、冷冻、电解、压电、温差等接触――――电荷转移――――偶电层形成――――电荷分离材料排序物理效应 ⏹ 力学效应：同性相斥，异性相吸。
⏹ 放电效应：当垂直于物体表面的静电场梯度较大时，可发生静电放电。
⏹ 感应效应：当带电体附近存在被绝缘的导体时，在该导体表面会出现感应电荷的现象。
四.静电的危害静电危害时机⏹ 放电前的静电场（静电感应）⏹ 放电时的电荷注入（电荷转移）⏹ 放电时的电、磁、光、声、热影响（尤其是电、热现象）静电危害形式⏹ 静电吸附⏹ 静电放电引起的器件击穿：⏹ 硬击穿：一次性芯片介质击穿、烧毁等永久性失效。
⏹ 软击穿：造成器件的性能劣化或参数指标下降而成为隐患。
正极性 负极性⏹静电感应：当导体和电介质置于静电场中，在其上感应出正或负电荷，⏹静电放电时产生的电磁脉冲：当脉冲干扰耦合到计算机和低电平数字电路时致使电路出现误动作。
典型的静电源⏹人⏹终端台、工作台：⏹各种绝缘地面：⏹烘箱：⏹空气压缩机：⏹某些电子生产设备：静电放电（ESD）的损伤模型⏹人体带电模型（HBM）：HBM是根据带有静电的操作者在工作过程中与器件的管脚接触，将存储于人体的静电荷通过器件对地放电致使器件损坏而建立的，因此称为人体带电模型⏹器件带电模型（CDM）：CD M是基于已带电的器件通过引脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的。
⏹电场感应模型（FIM）：FIM是当器件处于静电场环境中时，在器件内部将感应出电位差，所感应的电位差引起器件击穿而建立的。
静电安全培训
02
评估内容：学 员对静电安全 知识的掌握程 度、实际操作 能力、安全意 识等
03
评估周期：培 训结束后立即 进行评估，或 者定期进行评 估
04
评估结果应用： 根据评估结果 调整培训内容 和方法，提高 培训效果
谢谢
操作过程中，保持操作环境的湿度 和温度，避免静电产生
操作时，避免直接接触静电敏感器 件，使用防静电工具进行操作
操作完成后，及时清理操作区域， 避免静电敏感器件受到污染和损坏
静电事故处理
立即切断电源， 防止触电
检查受伤情况， 及时就医
报告事故，进 行调查
采取措施，防 止再次发生
4 静电安全培训
培训目标
3 静电安全操作
安全操作规程
穿戴防静电工作服、鞋、手 套等防护用品。
操作过程中避免产生静电， 如使用防静电工具、设备等。
定期检查防静电设施，确保 其有效性。
操作过程中注意保持环境湿 度，避免过于干燥。
操作结束后，及时清理现场， 避免静电残留。
加强员工培训，提高静电安 全意识。
静电敏感器件操作
操作前，确保操作人员穿戴防静电 服、手套、鞋等防静电装备
静电安全培训
演讲人
目录
01. 静电基础知识 02. 静电防护措施 03. 静电安全操作 04. 静电安全培训
1 静电基础知识
静电的产生
静电的来源：摩擦、 接触、分离等
静电的种类：正静电、 负静电
静电的强度：与物体 表面粗糙度、湿度、
温度等因素有关
静电的危害：可能导 致电子设备损坏、人
体不适等
静电的危害
01
静电放电：可能 导致电子设备损 坏
静电知识点
静电知识点摘要：静电现象是日常生活中常见的自然现象，涉及电荷的积累和转移。
本文旨在介绍静电的基本原理、产生方式、影响因素以及在科学和工业中的应用。
同时，还将探讨静电的防范措施，以减少其可能带来的不利影响。
1. 静电的基本概念静电（Electrostatics）是指静止电荷（即不随时间变化的电荷分布）所产生的电场和电势。
当物体表面积累了过量的电荷，而这些电荷又不能自由流动时，就会产生静电。
2. 静电的产生静电通常由以下几种方式产生：- 摩擦起电：两个不同材料的物体接触并相互摩擦时，电子可能从一个物体转移到另一个物体，导致电荷分离。
- 接触起电：两个物体接触时，电子也可能从一个物体转移到另一个物体。
- 压电效应：某些材料在受到机械压力时会产生电荷。
- 热电效应：温度变化导致材料内部电荷分布不均，产生静电。
3. 静电的影响因素影响静电产生和积累的因素包括：- 材料性质：不同材料的电子亲和力不同，影响电荷的转移。
- 接触面积：接触面积越大，电荷转移的机会越多。
- 湿度：高湿度环境下，空气中的水分子可以吸收或释放电荷，减少静电积累。
- 温度：温度的变化会影响材料的电荷分布。
4. 静电的应用静电在多个领域有广泛应用，包括：- 静电喷涂：利用静电力使涂料均匀附着在物体表面。
- 静电除尘：静电场吸附带电粒子，用于空气净化。
- 静电筛选：利用静电力分离不同电荷的颗粒。
- 静电印刷：在印刷过程中，静电力帮助将墨水转移到纸上。
5. 静电的防范措施由于静电可能导致电子设备的损坏或火灾爆炸等危险，因此需要采取适当的防范措施：- 增加湿度：在干燥环境中增加湿度，减少静电积累。
- 接地：通过导电材料将积累的静电安全地释放到地面。
- 使用防静电材料：在易产生静电的环境中使用防静电地板、工作台和包装材料。
- 穿戴防静电设备：如防静电手环、防静电服等。
6. 结论静电是自然界中普遍存在的现象，它既有有益的应用，也可能带来潜在的风险。
静电知识
静电知识一、什么是静电，静电危害不容忽视。
静电：静止未流动的电荷。
能够长时间停留在某些物料上。
静电放电：当两个带不同静电电位的物件相互接近到某程度或接触时，静电从一个物件突然流放到另一物件上的现象。
静电荷的基本单位：库伦 Coulomb静电的“产生”:是由于不同的物体相互接触时，一个物体失去一些电子而带正电，电子转移到另一物体上使其带负电。
若在物体分离的过程中电荷难以中和，积累在物体上的电荷就形成了静电。
对此现象的简单概括就是大家非常熟悉的“摩擦起电”。
在干燥的季节，我们如果穿着化纤衣服和绝缘鞋在绝缘的地面上活动，人体上的静电可达几千伏甚至上万伏。
若人体静电超过2～3千伏,当人接触接地金属时则会产生静电电击。
除了摩擦产生静电外，电感应、电容效应、压电效应也产生静电。
电容效应只增加静电破坏的风险程度，并没有改变电荷量！“被自己电了一下”对南方的朋友也许是不可思议，但北方干燥地区的朋友对此一定感受很深。
静电的能量和破坏性是不能小看的。
如果我们带着如此能量接触电子元器件会造成什么后果呢？精密的元件可能会被瞬间的高压击毁。
也许，当你欢天喜地地捧起“保超XXXMHz”的CPU时，很可能CPU的忌日就到了。
不光CPU，主板、显卡、硬盘等其他电子器件也一样“不堪一击”。
可惜不是所有的人都相信静电的可怕。
很简单，他们没有吃过静电的亏。
其中的原因很多，可能是环境原因，如湿度不同的地区静电的表现是不一样的；电子产品本身及其包装都可能对静电做了预防措施；也可能只是运气，譬如，当一个满怀静电的冒失鬼迫不及待地打开机箱时，很走运，机箱是接地的，所以，在他去接触那颗宝贵的CPU前，他身上的静电已经消失了。
但是，即便有种种因素使我们的电器躲过静电的劫难，我们也不能否认静电的危害。
这就像我们虽然没有发生过车祸，但也不能忘记飞驰的汽车可以把你XX掉，所以我们不能站在路中间。
同样的，在需要接触电子元器件时，我们也不能冒险。
我们应该想方设法把身上的静电消除掉。
防静电知识介绍
防静电知识介绍ppt•什么是静电•静电对人体的影响•防静电的方法目录•防静电在日常生活中的应用•防静电的必要性•如何提高防静电意识01什么是静电静电是指静止状态下的电荷，通常是由摩擦、接触或感应等原因而产生的。
静电荷的积累会使物体表面带有一定量的电荷，形成静电现象。
静电的定义不同材料之间相互摩擦会产生电荷转移，使其中一种材料带正电荷，另一种材料带负电荷。
摩擦起电当一个导体靠近带电体时，由于静电感应的作用，导体会在近端部分感应出与带电体相反的电荷。
感应起电静电的产生1静电的危害23在某些易燃易爆环境中，积累的静电荷可能产生静电火花，引起火灾或爆炸事故。
静电火花静电荷积累在电子设备上，可能干扰其正常工作，甚至造成电路故障。
影响电子设备当高电位差产生的静电荷积累到一定程度时，可能会对接触到的物体或人体造成电击。
电击02静电对人体的影响皮肤干燥静电会吸附空气中的尘埃和污垢，使皮肤变得干燥，引发瘙痒、红肿等症状。
皮肤炎症静电放电时产生的火花、电磁波等可能刺激皮肤，引发接触性皮炎、过敏性荨麻疹等炎症。
静电对皮肤的损害视线模糊静电放电时会产生大量微小颗粒，影响空气清晰度，使人的视线变得模糊。
眼部疲劳由于静电吸附作用，人们需要花费更多精力去摆脱这种干扰，容易导致眼部疲劳和不适。
静电对视力的影响静电放电产生的声音、闪光等可能会分散人的注意力，影响思维和判断能力。
注意力分散静电放电时会产生电磁场，可能对人体神经系统产生干扰，引发头痛、头晕等不适症状。
头痛、头晕静电对脑力的影响03防静电的方法总结词通过将静电荷引入到大地中，以消除物体上的静电荷。
详细描述通过将物体与大地相连，使物体上的静电荷通过大地导走，从而消除物体上的静电荷。
接地法通常用于消除导体上的静电荷。
接地法总结词利用导体将静电荷引入到其他物体中，以消除物体上的静电荷。
详细描述通过将物体连接到其他导体上，使物体上的静电荷通过导体导走，从而消除物体上的静电荷。
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ESD Basic Knowledge
------罗洪广
ESD 定义
静电放电（ESD ：Electrostatic Discharge)是两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电感应等引起两物体间的静电电荷的转移。
静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。
静电产生的原理
电子围绕原子核运动,一有外力即脱离轨道,离开原来的原子而侵入其它的原子。
外力包含各种能量,如动能,位能,热能,化学能,电磁能等。
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带有负电现象,称为阴离子。
静电的产生
电子工业静电产生的主要方式：接触摩擦,剥离与感应 1.接触分离起电
当两个不同物体相互接触时就会使得其中的一个物体失去一些电荷带正电，而另一个物体得到一些剩余电子而带负电。
若在分离过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。
如图1
(1)剥离塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电。
(2)脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。
(3)摩擦起电是一种接触又分离造成正负电荷不平衡的过程,实质上是接触分离起电。
图1由材料的接触和分离形成静电电荷. 2.感应起电
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。
静电的基本物理特性 1有吸引或排斥的力量。
(22
141r Q Q F ∙
=
πε
) 2有电场存在,与大地有电位差。
(C
Q V = ) 3会产生放电电流。
(R
V I =
) 静电的特点
静电是电荷的产生与消失过程中产生的电现象的总称，具有以下特点： (1) 高电位 (2) 低电量 (3) 小电流 (4) 作用时间短 (5) 复现性差 (6) 瞬间现象多 (7) 受湿度影响较大
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
A
C
静电对电子工业的危害形式
（1）静电吸附
（2）静电放电引起的器件擊穿：硬擊穿:一次性造成芯片介质擊穿, 燒毀等永久性失效。
软擊穿:造成器件的性能劣化或參數指標下降而成為隱患。
（3）静电感应
（4）静电放电時产生的电磁脈沖：电磁脈沖导致电路出现錯誤, 设备誤動作。
对移动电话的危害和表现
（1）按键无反应、死机或自动关机
（2）屏幕花屏、无法刷新或无显示
（3）通话掉线、杂音，影响射频性能
(4) 元器件老化，影响寿命
(5) 毁坏元器件，损坏手机
ESD各个阶段
ESD国际流行标准简述
目前世界上广泛采用的标准是人体模型(HBM), 机器模型(MM),充电器件模型(CDM) 和IEC61000-4-2标准
1人体模型(HBM)
模拟人体带电时对于受试设备放电的模型, 放电电阻R=1.5K ohm, 充电电容C=100pF.
2充电器件模型(CDM)
模拟自身携带静电的器件并会对其他物体发生放电现象的模型, 其放电电阻R=1M ohm
3机器模型(MM)
模拟设备或工具对于器件的放电现象的模型,其放电电阻R=0 ohm, 充电电容C=200pF,
4 IEC61000-4-2
IEC61000-4-2标准模拟的是发生静电放电的整个环境,涉及到的是遭受静电打击的设备,系统,分系统,外围设备. 它的放电电阻 Rd=330 ohm, 充电电容 Cs=150pF,是目前最为广泛采用的标准,
在上述几种标准中HBM,MM,CDM都是适合于芯片级性能的测试,而IEC61000-4-2标准适合的是整机性能的测试,更为严厉,我们目前采用的就是此标准.
试验标准
保护措施---ESD 器件的选择及相关参数的判定
目前我们所采用的ESD 器件主要是TVS 和 ESD_EMI filter. TVS 的选择
1 TVS 单向和双向
单向TVS 用于保护单极性信号,如电源等直流信号.双向TVS 用于保护有正有负的双极性信号,如音频信号,CLK 信号等. 单向TVS 由于反向加电压相当于普通二极管导通,所以对于负极性干扰信号有很好的抑制能力.
2 TVS 的参数VR, VBr, Vc, Cd, PPP, IR
VR: 反向工作电压. 就是TVS 接入的电路的最大的工作电压.VR 应不低于电路能正常工作的最大电压,否则,TVS 的漏电流将会增大. 我们一般用于信号线上的TVS 的VR = 5V, 充电线上的VR=12V. VR 和VBr 的关系: VR = VBr * 85%
VBr: 为反向击穿电压. 就是能够导致TVS 发生雪崩击穿的电压.该电压必须高于电路能正常工作的最高电压, 否则TVS 将会被电路工作电压所击穿,导致电路不能正常工作.
Vc: 为TVS 的箝位电压.就是TVS 在被击穿后加在其两端间的电压.该电压必须低于电路能承受的最高电压,否则电路会被高电压损坏,也就意味着TVS 没有起到作用.
Cd: 为TVS 的等效电容. 该电容值必须根据所保护的信号的速率来选择,不能过大而导致信号完整性被破坏.信号速率越高,所选择的TVS 的电容值应该越小.
PPP: 为TVS 的峰值功率. 为峰值电流和箝位电压的乘积. 该值越大,表示TVS 能承受的ESD 脉冲冲击的能力越强. 一般信号线上对此参数要求不高, 在电池接口处,和charge 线上要求比较高.
IR: 为TVS 的漏电流. 就是TVS 在接入电路中不工作时流过其中的电流, 由于该电流能直接影响整机功耗, 所以其越小越好.
rd: 为TVS 的动态电阻. 技术好点的厂家会标准该项参数.该参数越小越好, 因为 Vc = VBR + I*rd, 所以其越小, 箝位电压Vc 越小.
IEC61000-4-2标准
时间非常短， Tr<1ns
目前，我们的测试标准是
正常状态： 空气放电 8KV 接触放电 4KV 极限状态： 空气放电 15KV 接触放电 8KV
3TVS箝位性能的判定
对于TVS的选择,我们除了要考察前面所述的几项参数外,还要考察其实际的箝位能力, 就是考察其箝位波形.
我们可以通过实际操作去测试其箝位波形,而不仅仅是参考spec, 从而实在的把握器件的性能.
ESD_EMI filter的选择
顾名思义,该器件就是具备ESD和EMI两项功能. 所以对于该器件的选择,我们除了要考虑其ESD性能外(和TVS的判定方法一样),还要考虑其EMI性能. 这就需要考察其波形衰减曲线:
应该观察其在900MHz 和 1800MHz时候能有多少DB的衰减,而在其余频率范围中波形够不够平坦, 衰减程度越深, 通带波形越平坦, 通带到阻带的波形越陡峭,滤波性能越好. filter的线电容会影响信号的完整性, 是一个必须考虑的参数,对于RC型滤波器,还应该考虑R. R太大也会对其有影响.
保护措施---PCB设计
（1）保持环路面积最小
（2）使导线长度尽量短（导线的天线效应）
（3）完整的地平面（采用多层板）
（4）接地考虑(PCB上未使用的部分设置为接地面)，PCB边缘露铜
（5）避免在PCB边缘放置重要的信号线，如时钟和复位信号等
（6）将保护器件放置在ESD的入口处，保护器件到接口的距离越短越好，同时保证接地线也尽可能地短
（7）高频滤波电容。