静电防护培训教材教学

1、静静 电电 防防 护护一、什么是静电静电的基础知识静电(electrostatic，static electricity) 通俗地来说，静电就是静止不动的电荷。它一般存在于物体的表面。是正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。静电可由物质的接触和分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等物理过程而产生。伤害结果：突发性失效10%零件突然失效 潜在性失效90零件电参数微变，使用 寿命变短。难以检测，危害性更大 一般来说，静电只有在发生静电放电时，才会对元器件造成伤害和损伤。静电伤害的形式： 静电吸附灰尘，降低元器件绝缘电阻（缩短寿命）。 静电放电（esd）破坏，造成

2、电子元件失效。 静电放电产生的电磁场对电子产器造成电磁干扰。二、什么是静电放电静电放电（electrostatic discharge，esd） 处于不同静电电位的两个物体间的静电电荷的转移就是静电放电。这种转移的方式有多种，如接触放电、空气放电。 静电放电的特点： 高电压几百伏几万伏 持续时间短（几百纳妙） 低能量几十几百微焦耳 快速的电流上升时间几十纳秒 人体电位（kv）电击感度1.0没有感觉2.0手指外侧有感觉，但不疼痛2.5有针刺感、哆嗦感、但不疼痛4.0有较强针刺感，手微疼痛；光暗时能见到放电微光5.0从手掌到腕部感到疼痛6.0手指感到剧痛，腕部有强烈的电击感7.0手指、手掌剧痛，有

3、麻木感静电放电的主观感受三、静电的产生 静电产生的方式有很多，如接触、摩擦、冲流、冷冻、电解、压电、温差等，但主要是两种形式，即 摩擦产生静电-受材料性质、湿度、接触面积、接触压力、分离速度、表面洁净度等因素影响 感应产生静电摩擦生电感应生电+_ _ _ _ _序号材料序号材料序号材料正电荷方向正电荷方向 8羊毛16硬橡皮1空气9丝绸17镊、铜2人的手10铝18黄铜、银3兔毛11纸19聚酯人造纤维4玻璃12棉布20聚乙烯5云母13钢21聚丙烯6头发14木材22聚氯乙烯(pvc)7尼龙15琥珀负电荷方向负电荷方向 常见物体带电顺序四、与静电相关的几个物理量 静电荷 存在的剩余电荷 库仑定律 f=

4、kq1q2(r2) 静电压 带静电电荷物体之间或它们与大地之间的电势差。静电压 v=q/c=q*d/(a*)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 两板间物质的介电常数 环境的湿度和空气中离子的密度也直接影响静电产生的大小。 10010001500810v走坐脚抬起1550v（站起）脚放下1400v坐下动作5kv/s3.8kv/s3.2kv/sv人在不同动作时的静电压变化序号器件取向16脚dip（塑料）18脚dip（塑料）24脚dip（塑料）24脚dip（陶瓷）40脚dip（陶瓷）a器件平放管脚朝上2.93.67.12852b器件平放管脚朝下2.02.38.63.

5、66.6c倾斜45管脚朝下1.41.62.02.02.8双列直插封装器件在不同取向时的电容值(pf)五、 静电放电的几种模式 人体放电模式hbm（human body model) 机器放电模式mm（machine model) 充电器件放电模式cdm (charged-device model)生产中的静电防护一、 静电的主要来源： 人体静电 仪器和设备的静电 元器件本身的静电 其它静电如元件的制造、搬运、储存、测量等 静电的安全泄放电流：小于5毫安 器件类型实例静电敏感度(单位kv)mosfet3co、3do系列0.1-0.2jfet3ct系列0.14-1.0gaas fet0.1-0.3

6、cmosco00、cd400系列0.25-2.0hmos6800系列0.05-0.5e/d mos z80系列0.2-1.0vmos0.03-1.8ecl电路eooo系列0.3-2.5scl(可控硅)0.68-1.0s-ttl54s、74s系列0.3-2.5dtl7400、5400系列0.38-7.0石英及压电晶体10.0一些器件的静电敏感度 静电敏感度介于01999v的元件为1级 静电敏感度介于20003999v的元件为2级 静电敏感度介于介于400015999v的元件为3级 二、 静电的防护方法：基本思路：1、控制静电产生2、产生的静电安全泄放主要方法：工艺控制法防止静电产生泄漏法安全泄放

7、静电静电屏蔽法避免电磁干扰复合中和法异性离子中和静电整洁措施避免尖端放电静电防护标识等级防护区的静电电位最高限值1100v2500v31000v静电防护等级三、 静电防护材料、设备：导电材料：表面电阻率（表面阻抗）小于1105欧姆或体电阻率小于1104欧姆/厘米 耗散材料：表面电阻率大于或等于1105而小于11012欧姆，或体电阻率大于或等于1104而小于11011欧姆/厘米的材料。 屏蔽材料：表面电阻率小于1104欧姆或体电阻系数小于1103欧姆/厘米 绝缘材料：表面电阻率大于11012欧姆或体电阻率大于11011欧姆/厘米 表面电阻率：该参数用于厚度一定的薄膜材料，其定义为表面上单位长度的

8、直流压降与单位宽度流过电流之比。它指正方形两对边之间的阻值，只要面积远远大于薄膜厚度，则该阻值与正方形的大小无关。表面电阻率的单位是欧姆。 体电阻率：指某材料单位厚度上的直流压降与单位面积上通过 的电流之比。体电阻系数是材料的基本参数之一，表示其导电性能，单位为欧姆/厘米。 1、人体防静电材料防静电衣、帽：表面阻抗106 109 防静电腕带：电阻106 10% 防静电腕带：表面阻抗106 2、防静电包装制品包装袋ic管储存盒海绵搬运车座椅3、防静电地板和台垫防静电地板漆防静电地板防静电台垫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

9、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。运动形式运动形式 静电电压（静电电压（v） 相对湿度相对湿度6590% 相对湿度相对湿度1020% 在乙烯地板上行走在乙烯地板上行走 250 12,000 在合成地毯上行走在合成地毯上行走 1,500 35,000 在铺有地毯的工作台上滑动塑胶盒在铺有地毯的工作台上滑动塑胶盒 1,500 18,000 坐在发泡胶椅垫上工作坐在发泡胶椅垫上工作 1,500 18,000 坐在普通木椅上工作坐在普通木椅上工作 100 6,00

10、0 拿起塑料袋拿起塑料袋 600 7,000 用塑胶薄膜包装用塑胶薄膜包装pcb 3,000 16,000 从从pcb上撕下胶带上撕下胶带 1,500 12,000 6、控制工作环境的湿度湿度对静电的影响项目理论值工程值静电安全系统回路电阻值105109105107静电安全系统支路电阻值105108106接地母线电阻值4100=20%4070静电泄漏时间1s0.1s臭氧含量50ppb250v/s250v/s防静电箱（盒、车）类容器的体电阻率v108cmv104cm防静电管类容器的表面电阻rs108rs103静电保护带接地电阻1.01081.0106静电保护带长度任意2.2m腕带接地电阻1.01

11、081.0106腕带长度任意1.6m接地带（线）电阻值1.01081.0106接地带（线）长度任意3m维修包铺开尺寸任意550600（mm2）防静电服装类的带电量带电量q=0.6c/件q=0.1c/件防静电鞋类的鞋底泄漏电阻0.51051.01081.5105防静电皮带、轮子的表面电阻/106运输带的表面电阻/105防静电海绵的体电阻率104107cm104cm金属箔电阻值/100m静电安全的数据四、防静电接地1、电源主变电相之大地的接地电阻应小于4。2、接地连线应采用冷压接、硬钎焊、加弹簧垫圈的螺装，不允许使用自由缠绕。 3、静电安全区的地线连接端子应保证接触可靠、易装联。 4、落地设备如波

12、峰焊机、贴片机等应采用硬接地 。5、安全工作台单独接地；腕带及地垫等分别接地。 6、零件加工机台通过台垫接地。五、工厂内静电的检测1、材料表面阻抗检测检验频率: 1次/月操作步骤:1. 将测试设备置于待量测位置2. 施以适当压力3. 按下绿色钮4. 记下读值表面阻抗测试仪原材料检验区104106一般工作区1061092、静电压量测静电压量测仪检测频率: 1次/月检测条件: 检测人员须接地 (例:配戴 静电环或穿静电鞋。操作步骤:1.按下 “ lo ” 键开启。2.检查电池:按下 “ batt ”键荧幕显示700 以上，表示电池电力足夠。3.对地归零:对准大地地面，按下 “ zero ” 键归零

13、。4.持续按下 “ zero ” 键，移至待测物1英吋之距离(2.54公分)，进行静电压量测并记下读值。5.若检测值为 “ 1 ” 時，即判定检测物有高静电压。误区：器件工作电压抗静电放电电压 器件的工作电压和抗静电放电电压是两个概念，二者没有直接关系。 静电脉冲虽然电压很高，但其能量较低，因此器件抗esd电压会远高于其额定工作电压，如cmos ic的工作电压在5v左右，而其抗esd电压可以达到几百和几千伏。？3、静电环量测检测频率：1次/班检测方法： 1、确认静电环测试仪器 手按测试钮 hign红灯亮夹1m电阻good绿灯亮夹子直接接触low红灯亮静电环测试仪三项都ok,则仪器ok.2、量测静电环1）手戴好静电环，夹子夹好接地线。2）仪器夹子夹好接地线。3）手压仪器，绿灯亮。 esda electrostatic discharge association jedec joint electronic device engineering council eia electronic industries association ansi american national standa