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电子元器件抗 术讲义 第 19页 信息产业部电子第五研究所元器件可靠性研究分析中心 第 2 章 制造过程的防静电损伤技术 静电现象是客观存在的，防止静电对元器件损伤的途径只有两条：一是从元器件的设计和制造上进行抗静电设计和工艺优化，提高元器件内在的抗静电能力；另一方面，就是采取静电防护措施，使器件在制造、运输和使用过程中尽量避免静电带来的损伤。对元器件的使用方，包括后工序厂家、电路板、组件制造商以及整机厂商来说，主要甚至只能采取后一种方法来防止或减少静电对元器件的损害。 静电防护的作用和意义 为什么要在制造过程中采取防静电控制措施？我们从以下三个方面来说明。 多数电子 元器件是静电敏感器件 多数未采取保护措施的元器件静电放电敏感度都是很低，很多在几百伏的范围，如 0000 300且这些单管是不能增加保护电路的；一些电路尤其是 虽然以明显的提高抗 大多数也只能达到 2000 4000V，而在实际环境中产生的静电电压则可能达到上万伏（如第 1章的表 此，没有防护的元器件很容易受到静电损伤。而且随着元器件尺寸的越来减小，这种损伤就会越来越多。所以我们说，绝大多数 元器件是静电敏感器件，需要在制造、运输和使用过程中采取防静电保护措施。表 出了一些没有静电保护设计器件的静电放电敏感度。 表 一些器件的静电敏感度 器件类型 实例 静电敏感度 (单位 3列 800系列 (可控硅 ) 4S、 74400、 5400 系列 英及压电晶体 10 单位长度的消电杆在单位时间内所产生的能进行中和作用的电荷量； 离子流引出效率 h（离子风）；单位时间内离子引出总数与单 位时间内放电针产生离子总数之比； 静电中和能力 N（离子风）；（ 250V/s）单位时间能消除静电的电压值 。 静电消电器的主要类型有： 感应式消电器： 构成：接地针电极；原理：局部高压；形式：单针、多针、电刷、电线；材料：导电纤维布、锯齿状导电薄膜或橡胶、刷状炭纤维或金属纤维；特点：简单、无源、消电能力小，适用电荷密度大的物体，作用距离短， 10 20 高压消电器： 构成：高压源放电针（多根）或放电杆；分类：直流和工频； 直流消电器的特点：消电力强、作用范围大（ 150600但短路电流大，易发生火花放电。 工频消电器的特点：市电驱动、方便、耗电低，作用距离 2535用范围最广 ;但需经常维护如清积灰、更换钝化的针。 放射性同位素消电器 ： 构成：同位素放射源屏蔽框保护网； 特点：不需电源、结构安装简单、易维护、不发热和打火，但消电力差，作用距离 2030离子风消电器： 构成：直流高压电源（或放射源）电晕放电器送风系统； 特点：应用最多，工作距离长作用范围广（可达 1m），电器的耗电小；但结构复杂，需配气系统；环境（洁净、干燥 70、）和维护（日常、定期和临时）要求高。如图 一些离子消电气。 图 一些离子消电器 电子元器件抗 术讲义 第 31页 信息产业部电子第五研究所元器件可靠性研究分析中心 静电防护的具体措施 建立静电安全工作区 在具体的制造过程中，建立静电安全工作区，采用各种控制方法，将区域内可能产生的静电电压保持在对最敏感的元器件都 是安全的阈值下。 一般来说，构成一个完整的静电安全工作区，至少应包括有效的导电桌垫、专用接地线、防静电腕带、地垫以对导体（如金属件、导电的带子、导电容器和人体等）上的静电进行泄放。同上，配以静电消除器，用于中和无法绝缘体上积累的电荷，这些电荷在绝缘体上不能流动，无法用泄漏接地的方法释放掉。图 图 典型的安全工作区示意图 在静电安全工作区中有一个十分重要的参数是静电安全泻放电阻。虽然单从区域内静电泻放的速度方面考虑，泻放电阻越小越好，但受到两个方面的限 制。最主要的是要给工作去内的操作人员提供防电击条件，根据人体电击时有能力脱离险境的极限电流（ 10要求，取安全电压为 5 由 R=U/A 设 U=220 R=104。则 105。 而另一方面的限制是如果电阻很小，泻放速度很快，对已带有静电的器件来说，则会发生泻放电流过大导致器件损伤，反而不安全。 那么安全电阻的上限是怎么确定的呢？是由一秒钟内将 500000据式： 电子元器件抗 术讲义 第 32页 信息产业部电子第五研究所元器件可靠性研究分析中心 U=C, 取 000V, U=100V,t=1S,C=200得 R=109。 因此，安全区内的安全泻放电阻一般要保证小于 109，即无论是桌垫、地垫还是接地腕带，只要其系统电阻值小于 109，即可保证在 1就大大减少了敏感器件在静电作用下损坏的机会。 根据实际情况的不同，可建立表 表 静电安全区等级 等级 防护区的静电电位最高限值 1 100V 2 500V 3 1000V 表 静电安全区的典型数据 项目 理论值 工程值 静电安全系统回路电阻值 105 109 105 107 静电安全系统支路电阻值 105 108 106 接地母线电阻值 4 100 =20% 40 70 静电泄漏时间 250V/s 250V/s 防静电箱（盒、车）类容器的体电阻率 v=250k 00k 50k 00k 05 =1010 高传导电阻 1 传导电阻 100k （未接串联电阻） 接串联电阻） 地连线电阻 =每半年 离子平衡器 =35V 离子化半衰期 根据产品的参数 每年 依据规范要求的检查 根据 查表或等效文件 表 静电的定性测试法 放电声音法 （适用服装，不 能在防静电区） 烟灰试验法（摩擦 15s,2方） （适用塑料容器，包装袋等） 级别 描述 级别 描述 静电 基本听不到 4 级：无静电 基本不吸灰 有静电 柔和而微弱 3 级：稍有静电 少量吸灰 相当的静电 普通的噼啪声 2 级：有相当的静电 吸灰较多 著带电 强烈的放电声 1 级：显著带电 严重吸灰 表 现场测试和实验室测试的项目 现场测试 试验室测试 物体静电位 塑料、橡胶和纤维制品电阻率 人体静电位 防静电薄片状制品表面电阻 地坪泄漏电阻 塑料、 橡胶和纤维制品静电半衰期 电子元器件抗 术讲义 第 35页 信息产业部电子第五研究所元器件可靠性研究分析中心 接地电阻 防静电工作服和防静电胶底鞋 桌垫、器具等制品表面电阻 布料电荷面密度 定性测试 离子风消电性能 静电防护的管理工作 （ 1） 建立完整、严格的防静电控制程序，贯彻到设计、采购、生产工艺、质量保证、包装、存储和运输等各环节和部门 , 表 出了一些静电方面的常用标准。 （ 2） 张贴醒目的静电敏感器件标志，图 各种防静电标志。其中（ a）是防静电工作区的标志，（ b）和（ c）是防静电容器、元件架、运输车等器材上的标记；（ d）是经防静电也处 理的物品和场所的标记。 （ 3） 静电防护的培训。 表 静电常用标准 标准号 标准名称 出版单位 15463 静电安全术语 中国标准出版社 649子产品防静电放电控制大纲 国防科工委军标 105子产品防静电放电控制手册 国防科工委军标 007防静电工作区技术要求 国防科工委军标 10630电子元器件制造防静电技术要求 电子部标准化所 693 电子元器件防静电要 求 航天部 846静电操作系统通用规范 航天部 950防静电操作系统技术要求 航天部 177防静电安全工作台技术要求 航天部 875电测试方法 航天工业总公司 1000磁兼容性 (第 4分 : 静电放电抗干扰试验 电子元器件抗 术讲义 第 36页 信息产业部电子第五研究所元器件可靠性研究分析中心 图 各种防静电标记 (a) 防静电工作区 (b) 和（ c）防静电容器、元件架、运输车等器材 d）经防静电也处理的物品和场所 电子元器件抗 术讲义 第 37页 信息产业部电子第五研究所元器件可靠性研究分析中心 小结 （ 1） 将所有元器件当作是静电敏感器件； （ 2） 在没有良好接地的情况下，永远不要接触敏感器件或组件； （ 3） 如果 在工艺线或防静电工作台上时，将它们保存在接地屏蔽的容器中； （ 4） 带有 电路板必须在防静电工作台处理； （ 5） 腕带、鞋套应每天检测，保证满足参数要求； （ 6） 所有仪器和设备都要接地； （ 7） 流过 气体和液体要保持低速； （ 8） 在没有其它防静电措施的情况下，不要拿装在防静电管中的 （ 9） 在