防静电知识培训教材

1、 防静电知识培训教材防静电知识培训教材内容简介1.静电简介2.静电的基础知识3.静电损坏及其原理4.静电的预防与控制1.静电简介静电简介: o 你知道吗？你身上和你周围就带有很高的静电电压,几百伏,几千伏甚至几万伏.特别在干燥的季节当你脱衣服或用手去触摸金属时会产生电击感,此时你带的静电可能达几千伏甚致几万伏以上 1.1.静电学静电学o是十八世纪以前以库伦定律为基础建立起来的以研究静止电荷及场作用规律的科学,是物理学中电磁学的一个重要组成部分 1.2.防静电工程学防静电工程学o是指十九世纪初到现在形成的以静电学为基础而研究静电危害及其防护和静电应用技术的专门学科,其主要研究内容有静电应用技术如

2、静电除尘,静电复印,静电生物效应等以及静电防护技术如:电子工业,石油工业,兵器工业,纺织工业,橡胶工业以及航空与军事领域等放电危害问题 1.3.静电释放静电释放 (ESD: Electro Static Discharge)o是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减,静电放电模型,静电放电效应如:电热放效应(火花)效应和电磁效应等的科学.近年来着科学技术的飞速发展,微电子技术的广泛运用及电磁环境越来越复杂,对静电释放的电磁场效应如:电磁干扰(EMI)及电磁相容(EMC)问题越来越重視 2.静电基础知识静电基础知识 2.1.静电的基本概念静电的基本概念:o2.1.1静电静电:是由于摩擦,感应

3、或接触等方式使物体表面带上的堆积电荷.如:闪电,冬天脱毛衣时所出现的火花,等.o2.2.2静电释放静电释放(ESD):指静电突然从一种物体释放到其它物体的现象.如打雷时云层中的电荷通过“避雷针”传到地面上,油罐车在运输的过程中通过铁链把静电导到地面上. 2.2.静电的产生方式及原理静电的产生方式及原理 2.2.1摩擦起电摩擦起电o由于物体(绝缘材料)都是由原子组成,原子又由原子核和核外电子构成,并且原子核始终吸引着核外电子作高速旋转,当两不同的物体相摩擦时,温度就会升高,原子核吸引能力强的物体就会得到电子(从而带负电),吸引能力弱的就会失去电子(从而带正电 2.2.2感应起电感应起电o当导体(

4、呈中性)处于电场(磁场)中时,导体在电场(磁场)的作用下其内部会发生重新分布即一一对应正负电荷会发生重新分布,正电荷移向导体一端,负电荷移向导体的另一端从而使导体两端分别带上不同的电荷并形成两极 2.2.3接触起电接触起电o当两物体(一个带电.另一个不带电)相互接触时,带电的物体上的部分电荷就会转移到另一个物体上从而使不带电的物体带上电荷 3.静电破坏及其原理静电破坏及其原理 3.1.静电对电子产品破坏的几种静电对电子产品破坏的几种形式形式o 静电的基本特性为:吸附或排斥,与大地有电位差,会产生放电电流,这几种特性对电子元件会造成以下影响:o3.1.1 静电吸附灰尘,降低元件绝缘电阻(缩短寿命

5、).o3.1.2 静电放电破坏,使元件受损不能工作(完全破坏).o3.1.3 静电放电电场或电流产生的热,使元件受伤(潜在损伤).o3.1.4静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏/米)频谱极宽(从几十兆到几千兆),对电子产品造成干扰甚至损坏(电磁干扰).o 以上的这几种形式中实际上最主要的破坏原因是静电放电产生热使元件受损.所以接下来我们将主要探讨静电电流热破坏元件的原理.3.2.静电破坏元配件的原理静电破坏元配件的原理o 当静电源与元件(和地面)连成一个回路时就伴着电荷的释放,在电荷的释放过程中就有电流并产生热量从而把产品元件的氧化层保护膜烧伤甚至把元件烧坏. 3.3.静电破坏的特点静电破

6、坏的特点 o1.隐蔽性o2.潜在性o3.随机性o4.复杂性3.3.1.隐蔽性隐蔽性o 人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感 知的静电放电电压为23KV以上,所以静电具有隐蔽性.3.3.2.潜在性o 有些电子元器件受到静电损伤后的性能并没有明显的下降,但多次叠加放电会给器件造成内伤而形成隐患,因此静电对器件的损伤具有潜在性.3.3.3.隨机性隨机性 o 电子元件什么情况下会糟受静电破坏呢?可以这么说,从一个元器件产生以后,一直到它损坏之前,所有的过程都受到静电的威胁.而这些静电的产生也具有隨机性 3.3.4.复杂性复杂性 o 静电放电损

7、伤的失效分析工作,因电子主品的精,细,微小的结构特点而费时, 费事,费錢,要求较高的技术并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器,即使如此,有些静电损伤现象也难以与其它原因造成的损伤加以区别,使人误把静电损伤失效当作其他失效,这在对静电放电损坏未充分认识之前,常常归因于早期失效或情况不明失效, 从而不自觉的掩盖了失效的真正原因,所以静电对电子器件损伤分析具有复杂性 o 正是由于静电破坏的以上特性才导致静电的控制 难度非常大,所以我们只能 从身边做起,按标准进行作业,做好静电的预防工作 4. 静电的预防与控制静电的预防与控制o 从前面的分析可知静电是由于物体接触分离,甚至没有接触的感应等方式产生的,就

8、连我们周围的空气也是由原子组成的,当这些空气流动时也会产生静电,可以说:在任何时间任何地点都可能产生静电.要完全消除静电几乎是不可能的但可以采取一些措施控制静电在不危害的程度之内 在生产现场主要的静电源是人体,人体属于导体,所以要控制生产现场的静电危害,可以采取使人体接地的方式,主要可通过以下方式 :o1.佩带防静电腕带并接地佩带防静电腕带并接地(静电从手通过腕带导到地面) o2.使用导电鞋(袜)/防静电地面(静静电从脚导到地面)o4.1佩带防静电腕带并接地佩带防静电腕带并接地(静电从手通过腕带导到地面)4.1.1腕带的结构腕带的结构:o 它由防静电松紧带,活动按扣,弹簧软线,保护电阻,及夹头

9、组成.松紧带的内层是用防静电纱线编织, 外层是用普通纱线编织 4.1.2腕带的原理腕带的原理o 通过(腕带)把人体与地面联结起来,从而使人体的静电能导到地面上,防止静电传到产品的元件上,造成破坏.4.1.3使用腕带的注意事项使用腕带的注意事项 o 4.1.3.1使用腕带操作时不允许断开,否则会失去接地作用,各种腕带使用的主要问题是开路,有时是临时性的,有时是长时间断开.因此要定期使用腕带测试仪测量其通断状态 (一般要求每天至少一次).o 4.1.3.2腕带在佩带时要注意扣紧,否则造成人体皮肤与腕带的接触电阻变大而影响导电性能.o 4.1.3.3腕带应与专门的地线连接,不能夹在桌面或桌边的金属体

10、上,因为这些金属体对地的电阻可能很大.(一般要求地线的电阻不高于4).o 有些腕带的电阻就是带子本身的,当带子接地时电阻大大减小,可能因此造成对人体电击的危险.(一般腕带的限流电阻为:1M) 4.2使用导电鞋使用导电鞋(袜袜)/防静电地面防静电地面(静电从脚导到地面)4.2.1导电鞋的原理与腕带基本导电鞋的原理与腕带基本 相同相同4.2.2导电鞋使用时的注意事项导电鞋使用时的注意事项o2.导电鞋应在防静电地面工作才能使人体所带的静电导到地面,任何一部分的电阻过大或断开都会使人体带上危害的静电所以在重要的部门应使用人体电阻测试仪随时检测人体所穿的鞋及人体的体总电阻是否能达到泄漏静电的要求.4.3

11、防静电鞋与腕带使用中防静电鞋与腕带使用中人体安全问题人体安全问题:o 仅从防静电的角度考虑时,应该是人体总的对地电阻赿小赿好,但最小阻值受到安全方面的限制,人体必须具有一定值的对地电阻,以便万一发生金属设备或装置与工频电源短接的情况下该电阻能够限制流过操作的人体上的电流.最小值不应小于105.通常腕带的限流电阻为1M,防静电鞋的最小阻值应不小于105,最大不超过109,但也不能出于安全考虑而无限的增加泄漏电阻,因为一般要求静电电位衰减到100V以下的时间小于0.1秒.4.4材料的静电性能测试材料的静电性能测试:o 材料的防静电性能通常用电阻,电阻率,体积电阻率,表面电阻率,电荷(或电压)半衰期,静电电容,介电常数等.但常用最可靠的还是电阻或电阻率及电压.下面来计论几阻常 数:4.4.1防静电仪器测试的判定防静电仪器测试的判定标准标准o腕带测试仪:o750K10M,10%4.4.2电子器件所能承受静电破电子器件所能承受静电破坏的静电电压坏的静电电压 器件类型静电破坏电压(V)器件类型静电破