防静电基础知识
防静电基础知识
防静电基础知识1.定义：【静电】：物体表面过剩或不足的一种处于相对稳定状态的电荷。
静电可由物体的接触于分离、静电感应、介质极化和带电微粒附着等物理过程而产生。
【电荷】：物质是由原子构成，原子是由电子、质子、中子构成。
【静电放电（ESD—Electrostatic Discharge）】：带有不同静电电势的物体或表面之间的静电电荷转移。
有两种形式：接触放电，电场击穿放电。
防静电工作区：ERA 接地连接点：EBP【静电敏感器件（ESSD）】：是指对ESD静电放电的承受能力较低，在制造、运送、存储和试制等过程中容易印静电放电而遭致损伤的器件。
器件对ESD的承受能力可以用静电敏感度（ESDS）表示，它是指器件所能承受而不至于遭受损坏的最大静电电压，基本单位是伏特（V）。
【硬损伤】：造成器件不能工作。
【软损伤】：ESD减弱了器件或单板的性能，单仍能通过测试，单板或器件的特性变差，最终失效。
2.静电的特点高电位：可达数万至数十万伏，操作时长达数百至数千伏（人通常对3.5V以下静电不易感觉到）低电位：静电流多为微安级（尖端瞬间放电例外）作用时间短：微秒级。
受环境影响大：特别是湿度，湿度上升则静电积累减少，静电压下降。
人体对ESD的敏感：在3000V时，你能通过皮肤感知；在5000V时，你能听见；在10000V时，你能看见。
1.静电的危害(1)通信产品故障多；(2)软件故障30％左右；(3)硬件故障中器件失效30％多、外应力（环境温湿、灰尘腐蚀、雷电、机械应力、包装等）导致产品故障约30％）(4)器件失效中ESD失效率占30～40％，而高静电敏感的器件ESD。
ESD防护基础知识
3.防静电工作区标记
根据GJB3007-97国家军标规定： A级防静电工作区允许的对地静电电位不超过±100V； B级防静电工作区是指允许的对地静电电位不超过±1000V。 4.防静电工作区系统电阻的确定
静电的泄放必须“安全”，所谓“安全性”是指无论对元器件， 还是人身都必须保证绝对的安全。安全性有两个指标：一是静电电压 必须在1秒钟内降至100V；二是放电电流不能高于5mA。因此静电防护 的系统电阻选择在：106Ω -109Ω 。
相对湿度下静电电压(V)
10％ 12000 6000 2000 11500 14500 26000 21000
40％ 5000 800 700 4000 5000 20000 11000
55％ 3000 400 400 2000 3500 7000 5500
第二部分 ESD防护技术
一.ESD防护的必要性
2.在手腕带佩戴上，禁止
1)将手腕带缠绕在手腕上，而不将其接地；
2)将手腕带佩戴在衣服袖口上或将其藏在防静电工作服的 松紧袖口内；
3)将鳄鱼夹直接夹持在设备、线体外壳上或非专用静电接 地端的其它点上。
★防静电手腕带的佩戴
4.ESD防护过程控制要求
1)静电防护是一个系统工程，渗透到生产的全过程，每个 环节都必须同样重视，万不可厚此薄彼。
六、静电防护系统的组成
完备的静电防护硬件系统包括： A.人体静电防护、 B.环境静电防护、 C.操作系统静电防护、 D.静电保护接地、 E.离子风静电消除器、 F.静电检测及监控仪表、 G.防护措施的日常维护
七、人体静电防护
人体在日常活动和生产操作中可产生的电压为数十伏到数万 伏的静电，而放电过程是及其短促的，所以静电放电过程中释 放的能量可达几十瓦，这足以引起芯片微区烧毁或SiO2膜击穿。
20101112_防静电基础知识
2019/1/22
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静电对电子工业、元件的影响
静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大 危害。 电子元器件按其种类不同，受静电破坏的程度也不一样，最低的几V的静 电压也会对其造成破坏。 （集成电路元器件的线路缩小，耐压降低，线路面积减小，使得器件耐静 电冲击能力的减弱，静电电场（StaticElectricField）和静电电流 （ESDcurrent）成为这些高密度元器件的致命杀手。同时大量的塑料制品 等高绝缘材料的普遍应用，导致产生静电的机会大增。日常生活中如走动， 空气流动，搬运等都能产生静电。同时大量的塑料制品等高绝缘材料的普 遍应用，导致产生静电的机会大增。） ① 静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命。 ② 因电场或电流破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作（完全破坏）。 ③ 因瞬间的电场或电流产生的热量使元件受伤，虽然仍能工作，但使用 寿命已经受损。
人体自身的动作或与其他物体的接触，分离，摩擦或 感应等因素，可以产生几千伏甚至上万伏的静电。 1、摩擦：静电是一种客观的自然现象,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，而 产生静电的最通方法，就是摩擦生电。材料的绝缘性越好， 越容易摩擦生电。 2、感应：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由 流动，如将其置于一电场中，由于同性相斥，异性相吸， 正负离子就会转移。 3、传导：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由 流动，如与带电物体接触，将发生电荷转移。
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2019/1/22
如何有效控制ESD?
在防静电要求严格的场合，下列防静电工艺要求也是常常需要的。 1、凡ESD敏感型整机进行高低温试验或老化试验时，必须先对 工作场地及高低温箱进行静电位测试，其电位不能超过安全值， 否则，要进行静电消除处理。 2、 焊接好的印制电路板要作三防处理时，也要采用防静电措施。 不要用一般的刷光，超声波清洗或喷洗。 3、调试、测量、检验时所用的低阻仪器、设备（如讯号、电桥 等）应在ESD敏感型器件接上电源后，方可接到ESD敏感型器件 的输入端。 4、 在ESD敏感型测试仪器生产线上，应严格使用静电电位测试 监视静电电位的变化情况，以便及时采取静电消除措施 5、禁止没采取防静电措施的员工及客人进入静电敏感区域；
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
ESD(防静电)培训教材-静电防护基础知识2011年
静电防护基础知识
4、静电消除器：
消电器、电中和器或离子平衡器等
利用高压电场或放射性射线的作用使空气局部电离，造成大量离 子和电子对，其中与带电体极性相反的离子（或电子）向带电体趋 近并与之发生中和作用，达到消除静电的目的。
5、防静电蜡：
涂刷非防静电材料表面，达到防静电效果。有时效性，须定期 涂刷。
防静电工作区(EPA)构成和技术要求
• EPA定义和总体技术要求
•
• • •
制 静电的积累和具有确定边界和专门标记的生产,维护,存储,使用,装配SSD的场所 .
1.防静电工作区定义:配备各种防静电装备(用品)和设置地系统(等电位连接)能限
2.防静电工作区的范围:生产车间和库房;电子机房(计算机,程控,测试机房);电子 维修 站(包括临时维修点和移动式)等.
三、静电屏蔽与接地:
• 静电屏蔽及接地通常用于对高压电源产生静电电场屏蔽,某些对静电极敏感电 路的屏蔽从而避免静电场对SSD和SSD组件的感应及静电产生. • 静电屏蔽的作用是通过将一个区域封闭起来的壳体实现的.壳体可以做成金属 隔板式,盒式,也可以做电缆屏蔽和连接器屏蔽
静电防护基础知识
四、电子产品ESD的防护设计:
• 静电荷 • 库仑定律
定律的内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量 的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的
存在的剩余电荷
连线上。
F=K×q1×q2÷(r2×ε)
• 静电压
带静电电荷物体之间或它们与大地之间的电势差。
静电防护基础知识
静电压 V=Q/C=Q*d/(A*ε) Q－－电荷量 C－－电容量 d－－等效平板电容器两板之间的距离 A－－等效平板电容器的面积
防静电基础知识(培训教材)80174
第一章：静电学基础1. 1概述：高科技的发展历程中，电子技术和高分子化学技术是两个重要的方面。
电子产品设计的小型化和高集成化，相应的加工技术日趋微、细、薄，使得对静电危害不可忽视。
随着电子技术和产品向国民经济各部门的广泛渗透，静电的影响面越加普遍。
正是由于高分子化学技术的发展，促成了高分子材料在工业、国防和人民生活各个方面的广泛应用。
普通高分子材料的特点之一就是它具有很高的电阻率，使其特别易于产生静电。
静电造成的故障与危害，通称静电障害。
从传统的观点来看，它是火工、化工、石油、粉碎加工等行业引起火灾、爆炸等事故的主要诱发因素之一，也是亚麻、化纤等纺织行业加工过程中的质量及安全事故隐患之一，还是造成人体电击危害的重要原因之一。
因此，静电防护是各行业最为关注的安全问题之一。
随着高科技的发展，静电障害所造成的后果已突破了安全问题的界限。
静电放电造成的频谱干扰危害，是在电子、通信、航空、航天以及一切应用现代电子设备、仪器的场合导致设备运转故障、信号丢失、误码的直接原因之一。
例如，电子计算机和程控交换机是两种有代表性的现代电子设备，如安装、使用环境不当，它们的工作都会受到静电的困扰。
此外，静电造成敏感电子元器件的潜在失效，是降低电子产品工作可靠性的重要因素。
据日本80年代中期的一项统计资料，在失效的半导体器件中，有45%是因静电危害造成的。
降低静电障害是最有效的手段是实施防护。
因为，静电作为一种自然现象，不让它产生几乎是不可能的，但把它的存在控制在危险水平以下，使其造成的障害尽可能小，则是可能的。
有效地进行静电防护与控制，依赖于对静电现象的认识和对其发生、存在、清除的控制，依赖于掌握和了解静电与环境条件的关联性和静电发生的规律。
以上观点是从静电危害的防护角度而言的。
对静电的应用研究本身就是一项重要的高科技门类，但鉴于不属于本书讨论的范围，在此不再赘述。
2. 1静电：根据分子和原子结构的理论，自然界中的一切物质都是由分子构成的，而分子又是由原子组成的。
静电基础知识
未加湿 毛巾前
绝对平均 值1
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
绝对平均 值2
四.静电的危害:
a.静电吸附灰尘，降低元件绝缘电阻。
b.静电放电破坏，造成电子元件损坏。
c.静电放电产生电磁场幅度很大，频谱极宽， 对电子元件产生干扰。
损坏特点：
1.隐蔽性：静电放电不易被发现，只有静电电 压达到2-3kv时放电人体才能感觉的到。
将PCB板装进泡沫包装盒中
产生的静电压
10% 40% 50% 12000 5000 3000 6000 800 400 2000 700 400
21000 11000 5500
从中可以看出环境湿度对静电压的大小影响很 大，湿度最好控制在40%到70%。
又如传送带采取用湿毛巾来加湿传送带，使传送带表面形成水 膜，增加导电能力，从而达到释放静电。
环境湿度对静电影响:
静电的产生及其大小与环境湿度和空气中离子的浓 度有密切的关系,在湿度较高环境中,物体表面吸附 了一定数量的离子和水分子,形成弱导电的湿气薄层, 提高了绝缘表面的导电率,可将电荷扩散到整个材料 的表面,从而减低了静电压.
同一动作在不同湿度环境下产生的静电对比:
活动
走过乙稀地毯 在工作椅上操作人员的移动 将DIP封装的器件从塑料管中取出
潜在性和累积性：
有些电子元件受到静电损伤后性能没有明显的 下降，但多次累加放电会给元件造成内伤形成 隐患。
随机性和复杂性：
电子元件从其产生到损坏以前所有的过程均有 可能受到静电的破坏，其受静电破坏有随机 性，并且有些静电的损伤与其它原因造成的损 伤很难区分，再加上电子元件的精、细、微小 的特点，不易分析。
1库仑= 106微库 1微库= 103纳库
静电防护基础知识
静电防护知识一.术语及定义1. 静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷2. 静电场：静电在其周围形成的电场3．静电放电：两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应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。
ESD是英文Electrostatics Discharge的缩写，即"静电放电"的意思。
4.静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压5.静电敏感器件：对静电放电敏感的器件6.接地：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地，船等.7.中和：利用异性电荷使静电消失8.防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地二、静电的产生：1.摩擦: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，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电。
材料的绝缘性越好，越容易是使用摩擦生电。
另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也能产生静电；。
2. 感应：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如将其置于一电场中，由于同性相斥，异性相吸，正负电子就会转移。
3. 传导：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如与带电物体接触，将发生电荷转移。
人身日常活动所带的静电下表提供在没有进行防静电治理的生产环境里，电子工厂工作人员日常工作的产生的静电强度和湿度的关系：静电电压（V）人身的活动情形10-20%RH 65-90% RH走过化纤地毯35000 1500拿TEFLON硅片架30000 1200走过塑胶地板12000 250坐椅子上工作的人6000 100翻塑面说明书文件7000 600拿起普通聚乙烯袋20000 1000从垫有聚氨基甲酸泡沫的工18000 1500作椅上站起可见增加环境湿度能降低静电电压。
经试验，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，1 0万伏（最高试验过12万伏）时也没有生命危险！三、静电的危害集成电路元器件的线路缩小，耐压降低，线路面积减小，使得器件耐静电冲击能力的减弱，静电电场（Static Electric Field）和静电电流（ESDcurrent）成为这些高密度元器件的致命杀手。
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一、目的：
1. 随着电子技术的不断发展，尤其是微电子技术的不断应用，静电对元器件的破坏作用逐渐得到了人们的重视，静电对元件所造成的破坏具有很强的隐蔽性及持续性，被破坏之元件往往在当时并不会立即出现异常，而是随着工作时间的延长而逐渐失效，因当场判定元件是否遭到静电破坏的程序复杂，设备昂贵，故目前业界一旦发现元件有遭到静电破坏之嫌疑，往往只能整批元件全数更换，从而造成巨大的损失。
2. 为减少静电对线路板上静电敏感之元件所造成的破坏，以确保生产出的线路板品质不受影响，特制定此规范。
二、适用范围：
適用于森中基板车间的所有制程（含成品车间及协力厂商、客户端有接触到线路板之工位）。
三、权责：
1. 制定：技术科。
2. 执行：森中厂内所有接触到线路板之单位，其中设备接地之检查则有总务科电工负责；协力厂商由采购负责联络，客户端由业务部负责联络。
3. 检查：品管科。
四、名词定义：
1. 静电：物体表面过剩或不足的静止电荷。
2. 静电场：静电在物体表面周围所形成的电场。
3. 静电放电：俩个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起的俩物体间的静电电荷转移。
静电电场的能量达到一定的程度之后，击穿其间介质而造成的放电现象就称为静电放电。
4. 静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压，一般来说，单体元件比组装在线路板上的元件静电敏感度要低。
5. 静电敏感元件：对静电放电敏感的元件，如蓝光LED，白光LED，高亮绿光LED，高速运算放大器，MOS管等。
6. 接地：电气连接到能供给或接受到大量电荷的物体，如大地，船等。
7. 中和：利用异性电荷使静电抵消。
8. 防静电工作区：配备各种防静电之器材和设备，能限制静电电位，具有明确的区域界限及防护标识，能从事防静电操作的工作场所。
五、內容：
1. 接地：所有接触到线路板及电子元件之工作台，设备均须可靠接地，接地线的埋设应符合电子/电工行业之要求，实测接地电阻应<4Ω，且至少每年检测一次。
1.1. 接地线不得接在电源零线上，不得与防雷地线共用。
1.2. 接地干线截面积应不小与150平方mm，设备及工作台的接地线截面积应不小与1.25平方mm，接地线颜色以黄滚绿为宜。
1.3. 防静电设备与地线之间的连接允许使用各种夹式连接器，如鳄鱼夹，插头座等。
1.4. 防静电设备与地线之间的电阻应在1~15Ω范围内(理想值是0Ω)。
2. 防静电作业程序
2.1.人体静电释放作业：
2.1.1. 人体静电的释放采用静电手环与地线之间的连接来完成，工作中有接触到线路板及电子元件的所有人员都必须佩带静电手环。
如因配带静电手环而影响作业，允许用静电手套来代替静电手环，无线静电手环则不允许配带。
2.1.2.品管人员须至少每周对所有静电环进行检测，确认正常后才能允许配带，检测方式可用数字式万用表，量程置于R×2MΩ档，测试手环上面的金属电极与鳄鱼夹之间的阻值应在0.5~1.5MΩ之间，如超出此值，则不能使用，须交给维修人员维修OK后才可使用，每天的检验结果应记录在案。
2.1.
3.静电手环的鳄鱼夹与地线之间应确保联接良好，鳄鱼夹须可靠的夹在地线的导体部分，不可夹在结缘层上。
2.2．工作台、各种生产设备防静电作业：
2.2.2.要求所有有接触到线路板及电子元件的工作台及设备都要引入接地线，设备的接地点须是原厂预留的接地点，如该设备无预留接地点，则接入机台外壳有金属裸露点位置。
2.2.
3.电子车间的工作台面须铺有防静电台布，不锈钢工作台可不铺静电台布，但不可在此类台面上进行带电操作。
需要注意的是，地毯、毛毯为静电产生源，不允许铺设在工作区的地面或台面。
2.2.4.设备上的积尘会导致静电的累积，故须定期对设备进行保养，并填写设备保养表。
2.2.5.电工须至少每周对各设备的接地状况进行检测，并将检测结果纪录在案。
2.2.6.用于切脚及成型的设备接地状况尤其需要引起重视，此类设备往往用于电子元件的单体加工作业，一旦接地不良，则静电或设备本身漏电都将会对正在加工的元件造成破坏。
如条件允许，切脚机的刀具还须进行定期消磁。
2.3. 制程中防静电作业：
2.3.1.负离子可以有效中和物体表面的静电，在加工及插件过程中，如有接触到蓝光LED，白光LED，高亮绿光LED的工位，可以放置一台负离子风扇，开启负离子功能，对着作业区的LED进行吹风，以加强静电防护措施。
2.3.2.对於静电敏感之元件，SOP上应在该元件前加上特别标识，以利提醒后端相关作业人员注意，上条提到的要加负离子风扇的工位，SOP上亦要特别注明。
2.3.3.品管须至少每周对负离子风扇的负离子功能进行检测，以确保负离子输出正常，简易的检测方式是用一个LCD靠近负离子输出口，如LCD上有显示，则表明有负离子输出，显示越明显，则表明负离子越强，如LCD上完全无显示，则表明无负离子功能。
2.3.4.对静电敏感元件，在加工成型阶段，完成品尽量采用原包装材料进行包装，LED穿好间隔柱后应穿插在红色的防静电泡棉上，厂内元件的周转可采用黑色的零件盒或不锈钢托盘，厂内线路板周转可采用黑色的防静电周转箱周转。
2.3.5.对於需要转厂的线路板，如线路板上有静电敏感之元件，则需要每片线路板要用防静电材料隔离开来，如防静电气泡片或防静电气泡袋。
3. 工作环境：COB制程及SMT制程对静电防护有特殊要求，要在无尘车间生产，出入车间须经过静电门，穿静电服，车间的温度控制在23℃±2℃的范围内，相对湿度则应控制在50%~80%的范围内。