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。
静电学知识点总结
静电学知识点总结一、静电学基本概念1. 静电荷静电荷是指物体带上的电荷，可以是正电荷也可以是负电荷。
当物体带有正电荷时，说明物体失去了电子，而当物体带有负电荷时，说明物体获得了额外的电子。
根据库仑定律，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
静电荷的大小用库仑为单位来表示。
2. 静电场静电场是指存在静电荷时，在其周围形成的空间中存在的电场。
静电场会对带电体产生作用力，力的大小与电荷量成正比，与距离的平方成反比。
3. 电场力带电体在电场中会受到电场力的作用，电场力的大小与电荷量以及电场的强度有关，符合库仑定律。
电场力方向与电荷的种类以及电场的方向有关。
4. 电场能电场能是指带电体在电场中具有的能量状态。
带电体在电场中会受到电场力的作用，因此具有电场能，而带电体间的电场能可以相互转化为动能或者其他形式的能量。
5. 电场功当带电体在电场中运动时，电场对带电体所做的功称为电场功。
电场功可以改变带电体的动能和电场能。
二、静电学原理1. 库仑定律库仑定律表明了两个静电荷之间的相互作用力的大小与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
库仑定律是描述静电力的基本定律，也是静电学研究的基础。
2. 电场强度电场强度是描述电场的物理量，表示单位正电荷在电场中受到的力。
电场强度方向与正电荷的运动方向相同，与负电荷的运动方向相反，与电场线方向垂直。
3. 高斯定律高斯定律描述了电场在封闭曲面上的总通量与该封闭曲面内的电荷量的比例关系。
可以用来计算电场的强度以及电荷的分布情况。
4. 静电平衡静电平衡发生在没有电流流动的情况下，静电荷在静电场中达到平衡状态。
在静电平衡状态下，静电荷的总量在空间内保持不变，电场强度也保持不变。
5. 电容和电容器电容是描述电路中储存电荷和电场能的能力，通常用单位法拉来表示。
电容器是利用两个导体之间的电场存储电荷和电场能的装置，可以分为平行板电容器、球形电容器等不同类型。
6. 静电感应静电感应是指在电场的作用下，物体中的自由电子受到推动而发生运动，产生局部电荷分布的现象。
静电的科普
静电的科普
静电是一种处于静止状态的电荷。
在干燥和多风的秋天，人们常常会碰到这种现象：晚上脱衣服睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光；见面握手时，手指刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，越理越乱；拉门把手、开水龙头时都会“触电”，时常发出“啪、啪、啪”的声响，这就是发生在人体的静电。
静电并不是静止的电，而是宏观上暂时停留在某处的电。
人在地毯或沙发上立起时，人体电压也可高 1 万多伏，而橡胶和塑料薄膜行业的静电更是可高达 10 多万伏。
任何物质都是由原子组合而成，而原子的基本结构为质子、中子及电子。
科学家们将质子定义为正电，中子不带电，电子带负电。
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。
但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。
在日常生活中所说的摩擦实质上就是一种不断接触与分离的过程。
有些情况下不摩擦也能产生静电，如感应静电起电，热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。
静电在我们的生活中无处不在，虽然大部分时候它不会对我们造成伤害，但在某些情况下，它可能会引起一些麻烦或危险。
因此，了解如何减少和消除静电是很重要的。
ESD基础知识
8, 剥离带电相关
把接触在一起的物体分开时产生的现象。 （把粘着Tape撕开或者从液晶玻璃基板撕保护膜等时候都会产生 很强的带电现象） 这种现象是因为剥离（分离）的动作产生带电，所以叫「剥离带 电」。 密着度越高电荷密度越高，就会发生很大的电气放电。 带电量依据剥离速度，剥离速度越慢，静电就会持续放电，产生 电荷量越少； 剥离速度快抑制了静电放电，所以带电量增加。
①机械（装置）的除电 ⇒把机械接地（Ground）可以除电
②作业员（人体）的除电 ⇒使用静电环可以除电
③作业台面的除电 ⇒可以使用导电垫子（Mat）除电
6, 绝缘体的除电方法
对于不能流动电流的绝缘体来说，用接地（Ground）除电没有效果。 一般主要使用是通过湿度管理・Ionizer除电。
①湿度管理 ⇒冬天容易起静电的原因就是因为湿度的影响，
在湿度低又干燥的冬天空气中的静电不能释放， 又因人体和物体都带电，所以会多发静电现象。 利用这种自然现象在除电方法中对湿度进行管理， 静电气能自然放电的相对湿度是65%。
7, 离子发生器（Ionizer）的机制
Ionizer能把周围的空气离子化，离子化后的离子可以与静电中和。 Ionizer能生成保持正、负自保持极性的离子。 ①离子平衡 ・Ionizer持有的正离子和负离子的平衡、 离子平衡越接近0V区越能达到高精度除电。 如果离子不能保持平衡，就不能逆带电和完全除电，也就没有安定 的除电效果。 ②除电速度 ・Ionizer所持有的除去（中和）静电的速度性能越高越快，除静电也
ESD基础知识
1, 关于静电
【 概要 】 ＊ 静电的影响很大，因为工程内带静电造成很严重地静 电破坏，吸引异物的影响，所以必须减轻带电量。
现对静电发生的机制和减轻带电的对应方法进行详细 说明。
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
静电相关基础知识
静电的危害 静电对人体的危害
静电对电子设备的危害
静电对电子设备的危害主要表现在对电子元件的损坏和影响电子设备的正常运行。由于电子设备中的元件通常非常微小，因 此很容易受到静电的干扰或损坏。静电产生的电磁场会干扰电子元件的信号传输，导致设备出现误动作或故障。此外，静电 还可能引起电子元件内部的微观结构发生变化，导致元件性能下降或失效。
静电防护措施
03
人体静电防护
防静电工作服
穿着防静电工作服能有效防止人体带电，减少静电对 人体的伤害。
防静电鞋
选择防静电鞋，可以有效地将人体与地面隔离，防止 静电积累。
佩戴防静电手环
防静电手环能够将人体产生的静电荷导入大地，从而 避免静电对电子设备造成损害。
电子设备静电防护
1 2 3
接地措施
确保电子设备接地良好，将设备与大地相连，使 设备产生的静电荷能够及时导入大地。
安装防静电元件
在电子设备中安装防静电元件，如TVS二极管等， 能够有效地吸收和泄放静电荷，保护电子设备免 受损坏。
防静电包装
对于一些高价值的电子设备，可以采用防静电包 装来减少运输过程中产生的静电对设备的损害。
工业生产静电防护
保持环境湿度
通过增加环境湿度，可以有效地减少静电的产生。在工业生产环 境中，可以使用加湿器或洒水等方式来提高湿度。
静电的未来发展
05
静电在新能源领域的应用
静电发电机
利用静电产生电能的装置，具有高效 、环保、可再生的特点，可用于风能 、太阳能等新能源发电领域。
静电储能
通过静电技术将电能储存起来，解决 电网供电不稳定、峰谷差等问题，提 高能源利用效率。
静电在医疗领域的应用
静电治疗
静电基础知识(2)
静电基础知识部门内部培训教材一、静电的基本概念1、什么是静电：静电（Electrostatic）就是物体表面过剩和不足的静止电荷.静电是一种电能，是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果；静电是通过电子和离子的转移而形成的。
2、静电放电（ESD Electrostatic Discharge）：带有不同静电电势的物体, 由于直接接触或静电感应引起物体间的静电电荷转移。
其放电有两种形式：接触放电，电场击穿放电。
3、关于静电放电名词：1)静电敏感度(ESDS Electrostatic Discharge Sensitivity)2)静电敏感器件(ESSD Electrostatic Sensitive Devices)3)EPA:ESD Protect Area(ESD防护区域)4)ECA:ESD Control Area(ESD控制区域)4、接地（Grounding）：电气连接到能提供或接受大量电荷物体上（如大地、船舰或运载工具外壳）.5、静电存在方式：静电依附于物体（气、液、固体）而存在。
如果物体带有过剩的电荷则成为带电体。
物体间的电荷转移过程就是起电过程。
6、静电产生方式：静电产生的方式很多，接触、摩擦、冲流、冷冻、电解、压电、温差等都可以产生静电。
但基本过程可归纳为：接触--》电荷转移 --》偶电层的形成 --》电荷分离7、静电产生大小关系：静电的产生及其大小与环境湿度和空气中的离子浓度有密切的关系。
在高湿度环境中由于物体表面吸附有一定数量杂质离子的水分子，形成弱导电的湿气薄层，提高了绝缘体的表面电导率，可将静电荷散逸到整个材料的表面，从而使静电势降低。
所以，在相对湿度高的场合，如海洋性气候地区(如我国的东南沿海地区)或潮湿的梅雨季节，静电势较低。
在相对湿度低的场合，如大陆性气候地区(如我国的北方地区)或干燥的冬季，静电势就高。
与普通场所相比，在空气纯净的场所(如超净车间)内，因空气中的离子浓度低，所以静电更加容易产生、8、静电放电的三种方式：1)带电人体的放电方式(HBM) 由于人体会与各种物体间发生接触和磨擦，又与元器件接触，所以人体易带静电，也容易对元器件造成静电损伤。
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莱顿瓶 （原始电容器）
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四、静电危害
静电作为一种近场自然危害源，给人类社会已 经造成了重大损失和危害。
1969年底在不到一个月的时间里，由于静电放电（ESD）引 发荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时相继发生 爆炸；
据报道，日本国曾统计，不合格的电子器件中有45％是 静电放电危害造成。在电子工业领域，全球每年因静电 造成的损失高达百亿美元。
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静电放电对电子设备的影响
18
静电放电对电子器件的损伤
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静电对电子产品损害的四种形式
吸尘 （缩短寿命） 放电破坏 （完全破坏） 放电产生热 （潜在损坏） 放电产生电磁场 （电磁干扰）
产生静电
7
可 能 产 生 静电的 电 位
产生源
在地毯上行走 在帆布上行走 在工作台上工作 从塑料管中取 DIP 拿起一只塑料袋 在布套椅上工作
湿 度 10－20 ％
35,000V 12,000V 6,000V 2,000V
20,000V 18,000V
湿 度 65－90 ％
1,500V 250V 100V 200V
静电放电的防护问题已不是过去单纯研究静电引起灾害 事故和生产障碍的安全性问题，而是包括静电放电形成 电磁干扰的系统及系统间的电磁兼容性问题。
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ESD控制的意义
1、减少损失（美国一年的损失达200多亿美金， 仅电子工业的损失超过100多亿美金）。
2、提高产品质量和可靠性。 3、提高生产效率。 4、静电防护回报达1：95以上。
＋ 石棉
聚氨酯
聚苯乙烯塑料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ醋酸酯
棉花木材
聚氨酯塑料
玻璃
钢
聚酯
人发
封腊
萨冉树脂
尼龙
硬橡胶
聚乙烯
羊毛
聚酯薄膜
聚丙烯
毛皮
环养玻璃
聚氯乙烯
铅
铜、镍银
聚四氟乙烯
丝绸
黄铜、不锈钢 硅橡胶
铝
－纸
合成橡胶 聚丙烯树脂
4
注意：同种物质摩擦也会由于其表面 光滑程度不同、纹理差异、或温度不同 而带电！
5
感应起电
6
常见静电产生源
1720年英国人 Stephen Gray（格雷)发现丝绸、干木材、 毛发经摩擦也能起电。
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1733年 Du Fay(杜菲）发现两类不同性质的电，一种称为 玻璃电，发生在玻璃、水晶、宝石、动物毛发等；另一种 称为琥珀电，发生在琥珀、树脂、丝、线、纸等。
Musschenbroek （ 马 森 布 罗 克 ） 于 1745 年 发 明 Leyden jar(莱顿瓶)。
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静电如水
静电
水
静电电位
水位
绝缘材料
水坝、山
静电放电
冲毁水坝
器件失效
庄稼被淹
静电泄漏
溪流灌溉
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从元件的制造、使用到维修的任一环节， 静电已成为电子工业的隐形的致命杀手！
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近几年，随着微纳米器件和微细加工的发展，对静电防 护问题提出了更高的要求。为此，世界各工业发达国家 都十分重视静电危害及其防护研究。
静电放电形成的宽频带电磁辐射会对各种电子系统造成 电磁干扰，所以，在各种电子产品的电磁兼容性设计中 都要考虑静电防护这一要求。
第一讲
静电基本概念和 基础知识
1
一、静电
什么是静电？ 静电是物体表面正负电荷发生分离的一种物理现象。
原因：摩擦、剥离、感应... 机理：物质因失去或得到电子而带电。
2
影响静电起电的因素
材料本身的起电性能 接触的紧密程度、压力 摩擦的速度 环境温度 环境湿度
3
静电带电序列（IEEE Std.C62.47）
另一方面，静电敏感材料的生产和使用，如轻质 油品，火药，固态电子器件等，工矿企业部门受 到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。
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四、静电危害
我国在上个世纪中后期，石化企业曾发生30多起较大的 静电事故，如上海某石化公司的2000m3甲苯罐、山东齐 鲁某公司的胶渣罐、抚顺某石化公司的航煤罐以及天津 某公司的北仓二罐站等都因静电造成了严重的火灾爆炸 事故。
1,200V 1,500V
8
9
闪电也是一种静电放电 现象
10
日常生活中的静电现象
冬天时，因为走动和地板摩擦，使 身体带上静电，所以…
这时如果空气中弥漫着汽 油蒸气，可能会引发爆炸
11
气球为什么会粘在墙上?
静电感应起电
12
十七、十八世纪的摩擦起电实验
1660年德国人Guericke（格里凯)发现了同性相斥的现象， 发明了摩擦静电起电机，能在实验室中产生火花放电。
地 板 ：尤 其 是 塑 料 地 板 或 地 毯 椅 子 ：木 质、塑 料、或 化 学 材 质 衣 服 ：尼 龙 及 一 般 布 料 工 作 台 面 ：磨 光、油 漆 及 上 蜡 其 它 ：塑 料 垫、文 件 夹 等 任 何 可
能 产 生 磨 擦 的地方
物体相对运动 摩擦或接触分离
静电放电曾使国际通讯卫星II－F1～IV－F8及美国的阿尼 克、欧洲航天局的航海通讯卫星等数十颗卫星发生故障， 不能正常飞行；
第一个阿波罗载人宇宙飞船也是由于静电放电导致火灾、 爆炸，使三名宇航员丧生。
15
四、静电危害
工业发展的高速发展以及高分子材料的迅速推广 应用，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，使得静电能积蓄到很高的程度。
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静电对电子产品损害的四个特点
1. 隐蔽性：人体感知的静电放电电压2-3KV。 2. 潜在性：损伤后性能没有明显的下降。 3. 随机性：从一个元件产生以后，一直到它
损坏以前的所有过程。 4. 复杂性：分析困难，掩盖了失效的真正原因。
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电子工业产生静电危害工序
元件制造过程：切割、连线、检验 印刷电路版生产过程：储存、装配 设备使用过程：安装、试验 设备维修过程：拆卸、检验