静电初级知识介绍

静电初级知识介绍你曾有触电的感觉吗？内容概要什么是静电与静电放电IT生产中的静电问题及危害如何控制预防静电放电及ESD在BL制程中的应用静电放电检测及检测设备介绍结论静电是什么?静电指物体上所带的相对静止不动的电荷；静电是物体表面过剩或不足的静止电荷；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。静电是一种电能，它留存于物体表面；e+ee+eee静电是如何产生的？当对物体施加一定能量时，使本来正负电荷量相等而处于中性状态的物体变成其中任何一方过剩的状态，这过剩的电量就称为电荷(静电荷)静电的实质是存在剩余电荷。什么是静电起电？静电起电包括使正、负电荷发生分离的一切过程。一般来说，静电会在当两个物体的接触与分离（剥离）、摩檫、感应、物体的变形、及离子附着等情况下产生。起电的方式1.接触起电物体间的接触，产生电荷的转移产生电。2.分离起电两个相互接触的物体，其间的电荷迁移将因接触偶电层的出现而逐渐达到动态平衡时，从外部看是没有电的，如果使两者突然分离，它们将会分别带上电量相等符号相反的电荷。

--------------偶电层绝缘体-导电体之比较没有电荷流动 形成电荷岛两极可同时存在于同一物体上电荷被限制在表面 电荷流到地面 传到物件上 电荷自由地流动++++++-----Dielectric绝缘体Conductor导电体+++++++分离带电接地++++++－－－－－++++++++++++例

1例

2例

3DielectricADielectricADielectricADielectricBDielectricBConductorConductor起电的方式3.摩擦起电当两种对电子有不同吸引力的材料相互摩擦，生电便会产生。任何材料之间都能摩擦生电。电子能否停留视它是导电体或是绝缘体。摩擦带电

------++++++例

1++++++例

2接地例

3DielectricADielectricADielectricADielectricBDielectricBConductorConductor

------起电的方式4.感应起电浓度不平衡的离子风扇＋－－＋－＋－＋－－＋－＋＋＋＋＋＋＋＋Ionizer消除对象＋－－＋－＋－＋－－＋－＋消除至

0V＋－－＋＋＋＋＋－－＋＋＋＋＋＋离子风扇引起的+30V电荷良好状态+30V离子偏差IonizerIonizer良好状态5.失效离子风扇导致带电起电的方式起电的方式6.空气和其他气体的击穿7.其他起电过程热电和压电起电亥姆霍兹层喷射起电液体中的金属流动起电BL制程静电产生途径任何一个小动作，都会有产生静电的可能！人体静电电压与器件耐静电能力器件所能承受的静电电压器件类型静电破坏电压（V）VMOS（绝缘栅型场效应管）30～1800OP-AMP(放大器)190～2500人活动产生的静电电压人体活动静电电压（KV）相对湿度（10～25）％相对湿度（65～90）％人在地毯上走动351.5在工作台上操作60.1在工作椅上站起181.5电子器件的ESD敏感度测试模式有以下几种：1、人体模型（HBM）2、机器模型（MM）3、带电器件模型（CDM）4、人体金属模型（场增强模型）5、其它（场感应模型、电容耦合模型）什么是ESD?静电放电：ElectrostaticDischarge缩写“ESD”。

物体积聚静电后，其电位很高，常能达到数千伏以上，当电场的强度超过附近电介质的抗电强度时，电场力就会使介质中的约束电子脱离原子核的束缚而成为自由电子，于是介质变成了导体，并产生了放电现象，称为静电放电。在20世纪中期以后，随着工业技术的迅速发展，ESD问题越来越受到人们的重视。ESD有些什么特点?高电位：数百伏到数万伏低电量：微库仑级。作用时间短：微秒级雷电带电量的标准人体带电量（KV）电击的程度 1.0完全没有感觉 3.0感到刺痛 5.0手掌，甚至手腕感到发麻7.0手掌感到强烈疼痛，同时也觉得麻痹10.0整个手都觉得痛，并且感到触电 12.0感觉到整个手受到强烈的冲击虽然人体感觉不到1kv以下的静电，可仍会成为生产线上各种事故的原因。静电放电形式安全泄放一般情况下，在泄放电流小于5毫安时，就不会对元器件产生伤害，所以通过选择合适的泄放电阻（I=U/R）将泄放电流控制在5毫安以下是安全的。电晕放电电晕放电是在不均匀电场中以局部击穿形式表现出来的一种气体放电现象。小结：任何两个不同材质的物体接触后再分离即可产生静电。摩擦的实质是一种接触分离过程。带电物体接近不带电物体时会感应静电。器件的静电敏感度不同，但大部分器件的静电破坏电压都只在几百至几千伏，而在干燥的环境中人活动所产生的静电可达到几千伏到几万伏！静电问题——污染及静电危害静电对电子产品损害四种形式：吸附灰尘

尘埃易带静电而缩短电子产品的寿命;静电放电引起的器件击穿或损伤：硬击穿：静电瞬间放电产生的大电流，高热量，一次性芯片介质击穿、烧毁等永久性失效。软击穿：放电电流产生的热对电子产品内部造成潜在的损伤，造成器件的性能劣化或参数指标下降而成为隐患。静电放电产生电磁场电磁干扰：影响仪器的正常工作状态;静电放电对半导体的破坏静电在BL制程中的破坏静电破坏背板污染人员触电LED静电击伤膜片污染静电对电子产品损害有哪些特点？隐蔽性人体感知的静电放电电压为2~3KV。潜在性有些电子元器件受到静电损伤后的性能当时没有明显的表现出来，会有潜在伤痕的隐患。随机性（从一个元件产生以后，一直到它损坏以前）从元件受到ESD后，直到它损坏表现出来期间，均有可能随机出现静电不良，没有寿命期限规定。复杂性

因为分析造成ESD不良的真正原因是相当困难的，原因是存在多种多样的放电模式（人体模型HBM、机器模型MM、带电器件放电模型CDM等等），故不能真正明确是何种发生。静电防控的基本原则：为导电物提供一条受控的放电通路，抑制静电电荷的积累和静电电压的产生；

即采取措施减少高压静电放电带来的危害，使之边产生边泻放，以消除静电的积累，并控制在安全范围之内。安全、迅速、有效地消除已经产生地静电电荷，应将静电的产生减至最少；

防静电工作区应按电子元器件的静电放电灵敏度来确立保护程度，一般要求产生静电电压小于200V。ESD控制原理1、静电导体——接地在大多数情况下，第三条导线（保护接地）交流设备接地是接地的最优选择。接地线PE零线N人员设备静电接地ESD控制原理当第三条交流设备接地导线不能用到或不适用时，工作人员应该通过腕带或其它接地系统与静电放电敏感物件的一个导电性组件相连，以保证所有组件在同样电位。1、人员接地：腕带（0.8~1.2）X106Ω；鞋对地电阻：<109Ω2、系统接地、设备接地和工作桌防静电接地电阻：<10.0Ω3、环境：地面、放置TRAY盘货架、活动设备对地电阻<109Ω现场ESD防护案例——接地

1）物体上产生的静电泄漏至大地，防止物体积蓄静电荷。

2）防止带电物体附近的物体受到带电物体的静电感应。

3）限制带电物体的静电电位上升或限制由此产生的静电放电。机台/人员接地设备接地胶框棚车物流车工作桌静电手环接地线ESD控制原理2、静电非导体——中和离子产生器

控制除静电效果的关键参数：风量大小、空气压力大小、风向角度、风口与待除静电物体的安装距离大小、静电针的保养清洁度效果。

注意事项：离子产生器及其它除静电器的吹风口内均有放电针，且在工作状态时有高压电，请勿用手触摸。清洁保养前需先关闭电源。ESD应用——静电中和静电中和原理：将正负离子与静电源上的正负电荷中和，从而消除静电源上积累的静电。

灯管吹净胶框吹净膜片吹净组装吹净ESD控制原理（续）3、材料的选用凡在生产现场必须或有可能发生接触、分离、摩擦的材料，应尽量选用在静电序列表中位次靠近的材料。

1．表面电阻率在＜105Ω以下的材料为导静电材料。

2．表面电阻率在105≤R＜1012Ω的材料为静电消散材料。

3.表面电阻率在≥1012Ω的材料为绝缘非抗静电材料。人手水石英尼龙铝铬钢铁聚碳酸脂聚氯乙烯硅聚脂薄膜特氟隆现场ESD防护案例——静电泄漏和耗散

使用防静电材料受到磨擦时，正负电荷可迅速扩散泄漏。灯罩脆盘中小电木点灯治具防静电材料清洁保养。胶框棚车防静电桌垫ESD控制原理4.配备合宜的作业环境温度20-30℃湿度:50-75%RH增湿湿度增加则非导体材料的表面形成极薄的水膜（10－5mm厚），水膜中的杂质和溶解物质使表面电阻降低，使物体表面积蓄的静电荷可以更快泄漏。

湿度为60～70%RH为最佳静电消散湿度。如何控制人体静电（人体静电防护）？

人体是最普遍存在的静电危害源。对于静电来说，人体是导体，所以可以对人体采取接地的措施。

1.使用防静电地面/防静电服/手套/鞋/（静电从脚导到大地）通过脚穿防静电性地面、地垫、地毯，人员穿上防静电鞋服/

鞋，形成组合接地。

2.佩戴防静电腕带并接地（静电从手导到大地）通过手用以泄放人体的静电。它由防静电松紧带、活动按扣、弹簧软线．保护电阻及插头或夹头组成。松紧带的内层用防静电纱线编织，外层用普通纱线编织。防静电鞋与有绳的防静电手环的使用中要注意哪些问题?

使用腕带操作时不允许断开，否则会失去接地作用。腕带扣得不紧造成人体皮肤与腕带的接触电阻变大。有些腕带的电阻就是带子本身的，当带触及地时使其电阻大大减小，有可能因此造成对人体电击的危险。腕带应用专门的带插座的接地线与地连接或使用鳄鱼夹夹持接地线柱，要经常检查腕带的电阻.有些自称是无线的腕带，其效果远不如有线的好(在线操作人员禁止使用无绳腕带）。在穿用防静电鞋时应在防静电地面上工作才能使人体所带的静电导到大地。ESD防护的意义减少损失提高产品品质及可靠性提高生产效率静电回报率达1：95以上ESD管制文件及其表单ESD管制文件（VSN-0370001-006）表单列表：

1、接地电阻测试记录表T-0370001-006-A；

2、接地线（链）检查记录表T-0370001-006-B；

3、静电消除器点检表T-0370001-006-D；

4、PVC地板表面阻抗值点检表T-0370001-006-E;5、ESD异常处理履历表T-0370001-006-F；6、静电手环点检记录表T-0370001-006-H;7、静电在线监测仪点检记录表T-0370001-006-K;静电检测仪器基本配置带电平面监视仪（静电校测仪H0601）防静电手腕带测试仪（型号HAKO498）静电压测量仪表面阻抗计接地电阻测试仪1、带电平面监视仪(静电校测仪型号：SSDH0601）功能：检测静电消除器的除静电效果静电水平。方法：通过设置初始静电量和最低静电量规格，用静电消除器进行消除静电盘上的静电，测试出需要的时间和最终平衡后静电盘的静电电压。规格：PLATE上电压从±1000V降至±100V的时间在1.2~7秒内（依不同静电消除器来规定不同的除电时间，详细可参考VSN-0700000-005ESD管制方案），平衡值在±25V内，该离子产生器是OK的，可正常使用。注意：使用前应保持静电盘表面洁净，否则会影响测量值。2、防静电手腕带测试仪（型号HAKO498）特点：

可以在任何地点方便检测各种接地系统的完好状态，如腕带和接地线、防静电垫子和接地线等。确保工作人员人身安全。排除因静电而导致产品损坏的可能性。连好接地线，用手按着垫板，如果接地系统安全，绿色“GOOD”灯亮且发生蜂鸣声。低（红色）标准阻抗R＜750KΩ

良好（绿色）标准阻抗750KΩ≤R≤10MΩ

高（红色）标准阻抗R＞10MΩ

外形尺寸110*72*40MM

重量0.6KG注意：防静电手环