静电培训教程

1、n物质是由原子细小粒子所组成，而原子乃由中物质是由原子细小粒子所组成，而原子乃由中子、电子、质子所组成。子、电子、质子所组成。n一般的原子其质子数目与电子数目相等一般的原子其质子数目与电子数目相等( (正负正负电荷数量相等电荷数量相等) )，所以原子是，所以原子是的。的。 n当原子当原子外层电子时，质子数多于电子数则外层电子时，质子数多于电子数则原子带原子带。n当原子当原子外来电子时，质子数少于电子数，外来电子时，质子数少于电子数，则原子带则原子带。n一物体带电是指其所含的正负电荷数量不相等一物体带电是指其所含的正负电荷数量不相等。 原子核原子核n电子与物质的结构电子与物质的结构 电荷的平衡电

2、荷的平衡 : : 电子数电子数 = = 质子数质子数 电电 中中 性性: : 电子数电子数 = = 质子数质子数 带带 正正 电电 荷荷: : 电子数电子数 质子数质子数 * *只需改变电子数目便可以使物质起电只需改变电子数目便可以使物质起电n假设有一支含有假设有一支含有10,00010,000颗原子棒，每颗原子颗原子棒，每颗原子有有2 2颗中子和颗中子和2 2颗电子颗电子 电中性电中性( (正常情形正常情形) ) 质子质子 中子中子 电子电子 2,000 2,000 2,0002,000 2,000 2,000 带正电荷带正电荷 质子质子 中子中子 电子电子 2,000 2,000 1,80

3、02,000 2,000 1,800 带负电荷带负电荷 质子质子 中子中子 电子电子 2,000 2,000 2,2002,000 2,000 2,200-+-+-+-+-+-+-+-+-+-: :E Electrolectro S Static tatic D Dischargeischarge 两个电位能不同之物体，经由直接接触或由静电两个电位能不同之物体，经由直接接触或由静电场感应致使产生电荷移动放电之现象。再者，静电场感应致使产生电荷移动放电之现象。再者，静电荷是在摩擦产生电荷与消散电荷两者竞争后的结果。荷是在摩擦产生电荷与消散电荷两者竞争后的结果。在产生电荷方面，造成影响的主要因素包

4、括材料特在产生电荷方面，造成影响的主要因素包括材料特性、接触紧密程度、材料间摩擦系数、摩擦速度及性、接触紧密程度、材料间摩擦系数、摩擦速度及摩擦面积等。而消散电荷方面，造成影响的主要因摩擦面积等。而消散电荷方面，造成影响的主要因素包括材料导电率、环境相对湿度及材料表面的水素包括材料导电率、环境相对湿度及材料表面的水分。因此若要避免静电荷的累积除了减少摩擦动作分。因此若要避免静电荷的累积除了减少摩擦动作与更换材料外，控制湿度及与更换材料外，控制湿度及 接地接地 等消散电荷的动等消散电荷的动作亦是相当重要的。作亦是相当重要的。A. A. 接触面积接触面积 面积越大产生静电机率越大面积越大产生静电机

5、率越大 B. B. 压压 力力 压力越大产生静电机率越大压力越大产生静电机率越大 C. C. 摩摩 擦擦 摩擦系数越大越容易产生摩擦系数越大越容易产生D. D. 温温 度度 一般公司设定在一般公司设定在23 23 + + 3 3E. E. 湿湿 度度 50 50 + + 20%RH 20%RH (ANSI/ESD S20.20)(ANSI/ESD S20.20)( (目前业界所设定的范围更为严谨目前业界所设定的范围更为严谨 50 50 + + 10%RH) 10%RH) n接触接触 两物体因其带电位不同相互接触就两物体因其带电位不同相互接触就 会产生静电。会产生静电。n摩擦摩擦 两物体经由相互

6、摩擦而造成带电。两物体经由相互摩擦而造成带电。n滚动滚动 置于回转体内之物体经滚轮转动时置于回转体内之物体经滚轮转动时 而引发带电情形。而引发带电情形。n剥离剥离 因接触面分离而造成的带电。因接触面分离而造成的带电。n喷出喷出 随着高压气体或液体快速喷出与喷随着高压气体或液体快速喷出与喷 嘴摩擦而带电。嘴摩擦而带电。n诱导诱导 因静电诱导而形成带电状态。因静电诱导而形成带电状态。n1.1.用毛衣摩擦塑料尺，可吸引小纸片。用毛衣摩擦塑料尺，可吸引小纸片。n2.2.寒冷干燥的天气中脱掉毛衣时，可听到轻微寒冷干燥的天气中脱掉毛衣时，可听到轻微 的爆裂声。的爆裂声。n3.3.雷电的发生与避雷针。雷电的

7、发生与避雷针。n4.TV4.TV或或PCPC关机时会有静电出现。关机时会有静电出现。n5.5.油罐车因液体与铁皮摩擦易产生火花放电，油罐车因液体与铁皮摩擦易产生火花放电， 而引起火灾，故作业车辆会配置接地装置而引起火灾，故作业车辆会配置接地装置 使其静电可藉由此一方式与地面中和，避免使其静电可藉由此一方式与地面中和，避免 灾害发生。灾害发生。n引起爆炸、火灾、发烟引起爆炸、火灾、发烟.n半导体组件之破坏半导体组件之破坏n放电噪声放电噪声(noise)(noise)、影响程控器、影响程控器(PLC)(PLC)n震动送料盘震动送料盘(Part Feeder)(Part Feeder)送料工作阻塞送

8、料工作阻塞n工作人员触电问题工作人员触电问题n制程良率的下降制程良率的下降n防制模式防制模式( (防止静电对策防止静电对策) ) (a) (a) 将素材加湿将素材加湿 (b) (b) 涂上防静电液涂上防静电液( (界面活性剂界面活性剂) )n除去模式除去模式( (消除静电对策消除静电对策) ) (a) (a) 使用高压电除电使用高压电除电 (b) (b) 利用带电离子使其中和利用带电离子使其中和n制电模式制电模式 (a) (a) 素材选定与接地素材选定与接地 将人体的静电维持在将人体的静电维持在0 0电位，便可防止人体产电位，便可防止人体产 生静电放电，如导电服、导电环等。生静电放电，如导电服

9、、导电环等。 如使用导电性地板、静电毯等方法。如使用导电性地板、静电毯等方法。 如使用防止带电之包装袋、防止带电之空气如使用防止带电之包装袋、防止带电之空气 袋或薄膜等方法。袋或薄膜等方法。 静电消除器，系将高压电流施加于针状静电消除器，系将高压电流施加于针状电极，藉由电极与接地面间的电晕放电产电极，藉由电极与接地面间的电晕放电产生离子，利用该离子对带电物体进行除电生离子，利用该离子对带电物体进行除电。n原理原理: :在正在正( (负负) )之专用电极针施加直流高之专用电极针施加直流高 压电，使电极针产生正压电，使电极针产生正( (负负) )离子。离子。 优点：优点：(1)(1)产生离子量较多

10、。产生离子量较多。 (2)(2)除电时间较短除电时间较短( (即除电时间快即除电时间快) )。 缺点：缺点：(1)(1)可能会有可能会有“逆带电逆带电”状况发生。状况发生。 (2)(2)离子平衡离子平衡(ION BALANCE)(ION BALANCE)不稳不稳 定。定。正极直流电正极直流电负极直流电负极直流电直流高压电直流高压电( (约约3kV3kV以上以上) )直流高压电直流高压电( (约约3kV3kV以上以上) )Step 1.Step 1. Step 2.Step 2.Step 3.Step 3.由于带正电吸引了负离子由于带正电吸引了负离子 ( (进行进行3 3个负离子的中和个负离子的

11、中和) ) 在此步骤中进行一个负离子在此步骤中进行一个负离子的中和，使对象物变成的中和，使对象物变成 0 V0 V 对象物变成对象物变成 0 V0 V后，由于后，由于继续供应负离子，因此变成继续供应负离子，因此变成带负电带负电 即所谓即所谓“逆带电”n原理原理: :对电极针施加交流电压，由电极针交互对电极针施加交流电压，由电极针交互 产生正负离子，一般系使用产生正负离子，一般系使用50Hz50Hz或或60Hz60Hz 的交流电源，使正负离子以的交流电源，使正负离子以50Hz50Hz或或60Hz 60Hz 的频率交互产生。的频率交互产生。 优点优点: :(1)(1)离子平衡较佳离子平衡较佳(IO

12、N BALANCE)(ION BALANCE)。 (2)(2)进行除电时无需顾及带电的极性。进行除电时无需顾及带电的极性。 缺点缺点: :离子产生量较少。离子产生量较少。S施加电压施加电压(V) 0(V) 0产生正产生正离子离子产生负产生负离子离子+2kV+2kV -2kV -2kVStep 1.Step 1. Step 2.Step 2.Step 3.Step 3.同性相斥；异性相吸同性相斥；异性相吸 ( (进行进行2 2个负离子的除电个负离子的除电) )在此步骤中进行一个负离子的除电在此步骤中进行一个负离子的除电。在此步骤中进行一个负离子的除电。在此步骤中进行一个负离子的除电。放电针放电针

13、(+ (+ 极极) )放电针放电针(- (- 极极) )+ +极放电针的损耗比较大极放电针的损耗比较大离子平衡较差离子平衡较差放电针放电针近近 除电距离除电距离 远远小小 除电物除电物 大大电子零件、电子零件、小孔径内部小孔径内部除电除电送料盘、送料盘、精密工程精密工程组装除电组装除电无尘室内、无尘室内、薄片材料、薄片材料、薄膜胶片之薄膜胶片之除电除电精密零件组精密零件组装最终制程装最终制程除电除尘除电除尘放电方式放电方式一般直流放电一般直流放电(Normal DC)(Normal DC)脉冲直流放电脉冲直流放电(Pulsed-DC)(Pulsed-DC)交流放电交流放电(Normal AC)

14、(Normal AC)高周波放电高周波放电(High-Frequency AC)(High-Frequency AC)放电周波数放电周波数-脉冲间隔脉冲间隔0.110Hz0.110Hz商用高周波商用高周波5060Hz5060Hz高周波高周波2080KHz2080KHz输入电压输入电压+ + 5kV 5kV+ +15kV15kV+ + 5kV 5kV+ +15kV15kV商用高周波商用高周波58kV58kV高周波高周波 24kV24kV放电波型放电波型电荷产生电荷产生方式方式放电针放电针(+(+、-)-)连续放电连续放电放电针放电针(+(+、-)-)交互产生交互产生1 1支放电针交互产支放电针交

15、互产生正负电荷生正负电荷1 1支放电针交互产生正支放电针交互产生正负电荷负电荷形状形状小而轻小而轻小而轻小而轻中型略重中型略重小而轻小而轻高压配线高压配线内藏高压电源内藏高压电源不需高压配线不需高压配线内藏高压电源不内藏高压电源不需高压配线需高压配线内藏高压电源但须内藏高压电源但须高压配线高压配线内藏高压电源不需高内藏高压电源不需高压配线压配线除除电电性性能能远距离远距离良良优优良良良良近距离近距离优优良良良良良良高速对应高速对应良良不可不可不可不可良良量测距离量测距离离带电物离带电物50mm50mm离带电物离带电物50mm50mmn当除静电器用了一段长时间，空气中的尘埃会因高压当除静电器用了

16、一段长时间，空气中的尘埃会因高压电场而粘着在放电针上，尘埃中的有机物会分解成热电场而粘着在放电针上，尘埃中的有机物会分解成热或臭氧，最后剩下碳附在放电针上。或臭氧，最后剩下碳附在放电针上。n放电针是会消耗的，所以，有必要定期清放电针是会消耗的，所以，有必要定期清洁或更换洁或更换 如何清洁如何清洁 切断电源后除下防护盖，用尼龙刷子切断电源后除下防护盖，用尼龙刷子清洁放电针，四周则可用棉布清洁放电针，四周则可用棉布/ /刷子清洁刷子清洁( (放电针应在放电针应在用了约用了约10,00010,000小时后更换，每周至少清洁一次小时后更换，每周至少清洁一次) )放电针放电针碳碳减低了放电针减低了放电针

17、上的电阻，导上的电阻，导致电流外漏致电流外漏除电能除电能力减退力减退n导体导体：电子能够在原子间自由移动的物质，称为导体电子能够在原子间自由移动的物质，称为导体。 例如：例如：金属、石墨、电解质、人体、游离气体金属、石墨、电解质、人体、游离气体等。等。 金属金属对最外围的电子束缚力极弱对最外围的电子束缚力极弱，室温下有部分电子可脱离原子核室温下有部分电子可脱离原子核的吸引的吸引，而成为自由电子而成为自由电子，因而可导电因而可导电，但是该导体还是电中性。但是该导体还是电中性。 电解质、游离气体电解质、游离气体会导电会导电，则是由于正负离子的移动而导电则是由于正负离子的移动而导电。 导体较不容易摩

18、擦起电，乃因其电荷容易因人体的接触而流失。导体较不容易摩擦起电，乃因其电荷容易因人体的接触而流失。n绝缘体绝缘体：电子不能在原子间自由移动的物质，称为绝：电子不能在原子间自由移动的物质，称为绝 缘体。缘体。 例如：例如：塑料塑料玻璃玻璃橡胶橡胶等为电的不良导体。等为电的不良导体。 绝缘体较容易摩擦起电，乃因其电子固定于原子核附近不易移动。绝缘体较容易摩擦起电，乃因其电子固定于原子核附近不易移动。 绝缘体在很高的电压下也可以导电绝缘体在很高的电压下也可以导电+ 粉尘粉尘size: 0.1umsize: 0.1um以下以下 0.10.5um 0.51.0um 1.0um0.10.5um 0.51.0um 1.0um以上以上+ 辐射扩散效果的影响将导致粉尘带电，而制品辐射扩散效果的影响将导致粉尘带电，而制品也因辐射关系使其与带电的粉尘而有相互附着也因辐射关系使其与带电的粉尘而有相互附着的情形发生。的情形发生。因电位不同导致相互吸引带电。因电位不同导致相互吸引带电。因制品带电电力较强所导致相互吸引。因制品带电电力较强所导致相互吸引。因粉尘带电较强且其粒子较大，导致有附因粉尘带电较强且其粒子较大，导致有附着情况。着情况。因粉尘过大而导致因粉尘过大而导致自由落下自由落下0.010.