静电防护技术

维尼纶
聚苯乙烯
聚丙烯
聚乙烯
-
聚氯乙烯 聚四氟乙烯
规律： 两物体接触分离或摩擦后，排在 前面的带正电，后面的带负电； 距离越远，摩擦电压越高；
实际应用： 人类认识的不足：不同列表有所 差异；循环现象；反向现象； 应用时不可作为硬标准。
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静电的“产生”
2、感应带电：
+ + +
+ ++
+ +
接近
• 可理解为最恶劣的HBM情况 • 由日本开创制定
避免MM最有效的方法是确保设备、工作台、运输工具等接地。
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静电放电模型
带电器件模式（charged Device Model, CDM） ： 描述器件带静电后接触一个接地的导体发生放电的情况。
器件带电可能因摩擦或传导直接带电，也可能因感应而带电。 如是后者，其放电过程可能分两次进行。
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静电放电模型
带电器件模式（charged Device Model, CDM） ：
CDM的防范主要从以下几方面入手： 避免器件因包装和周转容器材料的原因摩擦产生静电； 避免器件周围有静电源而产生感应带电； 与器件接触的材料使用耗散型材料。
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静电放电模型
1kV放电CDM, HBM 及MM 放电比较
以下两种情况容易产生较高的静电：
+ +
I.吸真空负压的接触分离；
+
II.反复接触分离动作。
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静电的“产生”
1、摩擦带电
摩擦通常被认为反复的接触分离，容易产生 较高的静电，需要特别注意。 工作中的人体走动，取放物品都会产生静电 设备中的运动也有摩擦或接触分离的动作， 因此也会产生静电 移动的设备如推车，也会因摩擦产生静电
静电传递
++ +
+ ++
+ +
接地
离开
+ ++
+ +
导体的周边出现静电场时，导体会因电场感应而带静电。
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静电的“产生” 2、感应带电：
感应带电往往会让电子器件带电，从而造成损坏，因此在敏感器 件的操作区要严格地控制静电场水平。我公司控制的要求为静电 压小于0±200V。
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静电的“产生”
3、电容效应
7
静电的“产生”
静电的产生有四个途径。。。 1、接触分离 （最常见的‘摩擦’） 2、电感应 3、电容效应 4、压电效应
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静电的“产生”
‘摩擦’ 主要来源：接触 + 或 + 分离
压力
‘摩擦’生电
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静电的“产生”
1、接触分离带电
理论上讲，不同物质接触分离都会产 生静电，只是静电压高低的问题。
+ + +
C = o r A / d
o = 8.85 X 10 -12 F/m r = 材料的相对介电常数
1,000 volts !!!
V=Q/C
d
10 votls
dV
静电压并非固定值！
电容效应只增加静电破坏的风险程度，并没有改变电荷量 ！
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目录 Contents
1 静电基本知识 2 静电放电模型 3 静电防护原理 4 静电防护用品 5 静电测试设备
50
A
40
CDM (30pf Test Module)
30
20
HBM (0.66A Peak)
10
0 0
-10
50
100
-20
-30
MM
150
•CDM 只有HBM和 MM放电时间的百分之一 •峰值电流比HBM高40倍
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200
ns
静电放电模型
静电敏感度分档的目的：
• 不同的敏感度需要不同的控制做法 • 太多的管制增加成本以及操作困难 • 必须在成本、可操作性和效率之间取得平衡
避免HBM最有效的方法是使用人体接地，减少人体带电的情况。
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静电放电模型
机器放电模式（Machine Model, MM）： 描述设备、机器等金属物体带了静电后接触处于接地的器件， 发生放电的情况。 由于设备通常比人体电容大，所带静电荷多，且阻值小，并 有电感效应存在，MM造成的ESD损伤比同等电压下HBM严重很 多。
20000
600
18000
1500
12000
1500
16000 8000 15000
3000 1000 5000
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静电与电的区别
现象 放电时间
能量 人体感觉
静电
直、交流电
静止的电荷
流动的电荷
瞬间放电（皮秒~微秒） 持续放电
通常情况下能量很小 能量大
不易感觉，通常情况下 36V以上的电压即 2000V以上才能被感觉 可对人体构成危害
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静电放电模型
建立模型的目的： 1、针对不同的模型寻找防止不同ESD的方法； 2、知道器件敏感不同放电方式下的耐受能力（静电敏感度）
业界在对发生ESD的三类普遍的情况总结后形成了三个典型的 ESD模型：
• 人体放电模式 • 机器放电模式 • 带电器件模式
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静电放电模型
人体放电模式（Human Body Model, HBM） ： 描述人体带了静电后接触处于接地的器件，发生放电的情况。
Hear 4500V
操作
在聚乙烯地面行走 合成纤维地毯上行走 坐在泡沫填充的椅子上 拿起聚乙烯塑袋 在普通工作台上滑动塑料盒 移除PCB上的MYLAR胶 带 PCB上的收缩膜 使用真空吸锡器 用氟利昂喷洒电路
人体静电位(V)
相对湿度 20%
相对湿度80%
12000
250
35000
1500
18000
1500
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静电的“产生” 1、剥离带电
物质原有的电荷平衡被打破，两边带上相反的电荷
+
+ +
同种物质的剥离和不同物质间的剥离都会产生静电
通常会产生强烈的静电，需要使用离子风机消除
典型的静电源： 1）不干胶贴 2）静电膜 3）标签
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静电的“产生”
静电序列表
+
玻璃 有机玻璃
尼龙
羊毛
丝绸棉织品纸 Nhomakorabea金属
黑橡胶
涤纶
4
常见的静电放电现象
1、雷电：电压高达数亿伏； 2、严寒的冬天，当您脱下暖和的毛衣，您会听到哔哔啪啪声； 3、干燥的冷天，当伸手去开车门或窗户，会感到触电的感觉； 4、用手去抚摸家里的猫，您会发现猫竟然怒发冲冠……
5
人们对静电的感知
See 5000V
Touch 2000V
Component Damage 15-30V
静电防护技术
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课程目标 1、了解ESD的基本知识、放电模式； 2、了解防静电系统的构成； 3、熟悉现场使用到的防静电用品和测试设备。
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目录 Contents
1 静电基本知识 2 静电放电模型 3 静电防护原理 4 静电防护用品 5 静电测试设备
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静电基本知识
静电：静止未流动的电荷。能够长时间停留在某些物料上。 ESD：Electrostatic Discharge 静电放电 因为电子产品生产中静电放电是静电危害最主要的部分， 所以ESD成为静电的防护代名词。