1、靜電防護知識 2019年11月29日ESD解釋 靜電釋放-即ESD，它是英文：Electro-Staticdischarge的縮寫，即“靜電放電”的意思。ESD是上世紀中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生、危害及靜電防護等的學科。因此，國際上習慣將用于靜電防護的器材用品統(tǒng)稱為“ESD”，中文名稱為靜電阻抗器。 ESD知識介紹 靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，產(chǎn)生的方式多種，如接觸、摩擦等。靜電的特點是高電壓、低電量、小電流和作用時間短的特點。人體自身的動作或與其他物體的接觸，分離，摩擦或感應等因素，可以產(chǎn)生幾千伏甚至上萬伏的靜電。靜電在多個領(lǐng)域造成嚴重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業(yè)中的兩大危害。 ES

2、D知識介紹 生產(chǎn)過程中靜電防護的主要措施為靜電泄露、耗散、中和、增濕，屏蔽與接地。人體靜電防護系統(tǒng)主要有防靜電手腕帶，腳腕帶，工作服、鞋襪、帽、手套或指套等組成，具有靜電泄露，中和與屏蔽等功能。靜電防護工作是一項長期的系統(tǒng)工程，任何環(huán)節(jié)的失誤或疏漏，都將導致靜電防護工作的失敗。 ESD知識介紹 靜電是人們非常熟悉的一種自然現(xiàn)象。靜電的許多功能已經(jīng)應用到軍工或民用產(chǎn)品中，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電分離、靜電復印等。然而，靜電放電ESD（Electro-StaticDischarge）卻又成為電子產(chǎn)品和設(shè)備的一種危害，造成電子產(chǎn)品和設(shè)備的功能紊亂甚至部件損壞。現(xiàn)代半導體器件的規(guī)模越來越大，工作電壓

3、越來越低，導致了半導體器件對外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。ESD對于電路引起的干擾、對元器件、CMOS電路及接口電路造成的破壞等問題越來越引起人們的重視。電子設(shè)備的ESD也開始作為電磁兼容性測試的一項重要內(nèi)容寫入國家標準和國際標準。防止靜電放電造成的損害就是靜電保護！防止靜電放電造成的損害就是靜電保護！ 靜電術(shù)語及定義 靜電：物體表面過剩或不足的靜止的電荷 靜電場：靜電在其周圍形成的電場 靜電放電：兩個具有不同靜電電位的物體，由于直接接觸或靜電場感應引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場的能量達到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。 靜電敏感度：元器件所能承受的靜電放電電壓

4、 靜電術(shù)語及定義 靜電敏感器件：對靜電放電敏感的器件 接地：電氣連接到能供給或接受大量電荷的物體，如大地，船等. 中和：利用異性電荷使靜電消失 防靜電工作區(qū)：配備各種防靜電設(shè)備和器材，能限制靜電電位，具有明確的區(qū)域界限和專門標記的適于從事靜電防護操作的工作場地 靜電的產(chǎn)生 摩擦：在日常生活中，任何兩個不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電，而產(chǎn)生靜電的最通方法，就是摩擦生電。材料的絕緣性越好，越容易是使用摩擦生電。另外，任何兩種不同物質(zhì)的物體接觸后再分離，也能產(chǎn)生靜電。 感應：針對導電材料而言，因電子能在它的表面自由流動，如將其置于一電場中，由于同性相斥，異性相吸，正負離子就會轉(zhuǎn)移。 傳導：

5、針對導電材料而言，因電子能在它的表面自由流動，如與帶電物體接觸，將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。 靜電對電子工業(yè)的影響 集成電路元器件的線路縮小，耐壓降低，線路面積減小，使得器件耐靜電沖擊能力的減弱，靜電電場（StaticElectricField）和靜電電流（ESDcurrent）成為這些高密度元器件的致命殺手。同時大量的塑料制品等高絕緣材料的普遍應用，導致產(chǎn)生靜電的機會大增。日常生活中如走動，空氣流動，搬運等都能產(chǎn)生靜電。人們一般認為只有CMOS類的晶片才對靜電敏感，實 際上，集成度高的元器件電路都很敏感。 A靜電對電子元件的影響 靜電吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響產(chǎn)品的功能與壽命。 因電場或電流破壞元

6、件的絕緣或?qū)w，使元件不能工作（完全破壞）。 因瞬間的電場或電流產(chǎn)生的熱量使元件受傷，雖然仍能工作，但使用壽命已經(jīng)受損。 B、靜電損傷的特點：隱蔽性：人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜電放電，但發(fā)生靜電放電，人體也不一定能有電擊的感覺。這是因為人體感知的靜電放電電壓為2-3KV。潛伏性：有些電子元器件受到靜電損傷后性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會給器件造成內(nèi)傷而形成隱患，而且增加了器件對靜電的敏感性。已產(chǎn)生的問題并無任何方法可治愈。隨機性：電子元件什么情況下會遭受到靜電破壞呢？可以這么說，從一個元件生產(chǎn)后一直到它損壞以前所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機性。由于靜電的產(chǎn)生

7、和放電都是瞬間發(fā)生的，極難預測和防護。 復雜性：靜電放電損傷分板工作，因電子產(chǎn)品的精細，微小的結(jié)構(gòu)特點而費時、費事、費錢，要求較復雜的技術(shù)往往需要使用掃描電鏡等精密儀器，即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當作其它失效，這是對靜電放電損害未充分認識之前，常常歸咎于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺的掩蓋了失效的真正原因。 嚴重性：ESD問題表面上看來只影響了制成品的廠家，但實際上亦影響了各層次的制造商，如：保用費、維修及公司的聲譽等等。 靜電對電子元器件的危害及防護原理 電子元器件按其種類不同，受靜電破壞的程度也不一樣，最低的100V的靜電壓也會

8、對其造成破壞。近年來隨著電子元器件發(fā)展趨于集成化，因此要求相應的靜電電壓也在不斷減弱。人體平常所感應的靜電電壓在2-4KV以上，通常是由于人體的輕微動作或與絕緣物的磨擦而引起的。也就是說，倘若我們?nèi)粘Ｉ钪兴鶐У撵o電電位與IC接觸，那么幾乎所有的IC都將被破壞，這種危險存在于任何沒有采取靜電防護措施的工作環(huán)境中。靜電對IC的破壞不僅體現(xiàn)在電子元器件的制造工序當中，而且在IC的組裝、遠輸?shù)冗^程中都會對IC產(chǎn)生破壞。 要解決以上問題，可以采取以下各種靜電防護措施：1、操作現(xiàn)場靜電防護。對靜電敏感器件應在防靜電的工作區(qū)域內(nèi)操作；2、人體靜電防護。操作人員穿戴防靜電工作服、手套、工鞋、工帽、手腕帶；3

9、、儲存運輸過程中靜電防護。靜電敏感器件的儲存和運輸不能在有電荷的狀態(tài)下進行。要實現(xiàn)上述功能，基本做法是設(shè)法減少帶電物的電壓，達到設(shè)計要求的安全值以內(nèi)。即要求下式中的電荷（Q）與電阻（R）要小，電容量（C）要大。V=I.R Q=C.V 式中V：電壓，Q：電荷量 I：電流 C：靜電容量 R：電阻當然電阻值也不是越低越好，特別是在大面積場所的防靜電區(qū)域內(nèi)必須考慮漏電等安全措施之后再進行材料的選取。 靜電的防護 一.接地接地就是直接將靜電過一條線的連接泄放到大地，這是防靜電措施中最直接最有效的，對于導體通常用接地的方法，如人工帶防靜電手腕帶及工作臺面接地等 接地通過以下方法實施： 人體通過手腕帶接地。

10、 人體通過防靜電鞋（或鞋帶）和防靜電地板接地。 工作臺面接地。 測試儀器，工具夾，烙鐵接地。 防靜電地板，地墊接地。 防靜電轉(zhuǎn)運車，箱，架盡可能接地。 防靜電椅接地。 二.靜電屏蔽靜電敏感元件在儲存或運輸過程中會暴露于有靜電的區(qū)域中，用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對電子元件的影響，最通常的方法是用靜電屏蔽袋和防靜電周轉(zhuǎn)箱作為保護。另外防靜電衣對人體的衣服具有一定的屏蔽作用。 三.離子中和A.防靜電儀表 手腕帶/腳帶/防靜電鞋綜合檢測儀用途：用于檢測手腕帶，腳帶，防靜電鞋是否符合要求。 測試腳帶 及防靜電鞋時，需增加一塊金屬板及儀表連接的導線。 除靜電離子風機檢測儀用途：定期對離子風機平衡度和衰

11、減時間進行檢測及校驗以確保離子風機工作在安全的指標范圍。 靜電場探測儀用途：測量靜電場以反映靜電的存在，以電壓形式讀數(shù)，用來測試環(huán)境的靜電強度。一般受環(huán)境影響和靜電瞬間特性，很難真實反映實際情況。 靜電屏蔽袋測試儀用途：用于檢測靜電屏蔽袋的屏蔽效果。 表面電阻測量儀用途：用于測量材料表面電阻，體積電阻。 B.接地類防靜電產(chǎn)品 防靜電手腕帶：廣泛用于各種操作工位，手腕帶種類很多，建議一般采用配有1兆歐姆電阻的手腕帶，線長應留有一定余量。 防靜電手環(huán)：需要其它防靜電措施的補救（如：增設(shè)離子風機，戴防靜電腳跟帶等）才能取得較好的防靜電效果。建議不要大量采用佩帶防靜電手環(huán)的方式。防靜電腳帶/防靜電鞋：

12、廠房使用防靜電地面后，應配戴防靜電鞋帶或穿防靜電鞋，建議車間以穿防靜電鞋為主，可降低灰塵的引入。操作人員工再結(jié)合配帶防靜電手腕帶效果將會更佳。 防靜電臺墊：用于各工作臺表面的鋪設(shè)，各臺墊串上1兆歐電阻后與防靜電地可靠連接。 防靜電地板：防靜電地板分為：PVC地板、聚胺脂地板、活動地板。防靜電蠟和防靜電油漆：防靜電蠟可用于各種地板表面增加防靜電功能及使地板更加明亮干凈防靜電油漆可用于各種地板表面，也可涂于各種貨架，周轉(zhuǎn)箱等容器上。 靜電防護的基本原則 自然界的所有物質(zhì)都是由原子組合而成，原子中的質(zhì)子（正電荷）與電子（負電荷）存在于我們生活中每個角落，可以這樣說：靜電是無處不有，無時不在，時時刻刻

13、存在在我們生活中的一切周圍。在靜電防護過程中打算將靜電完全消除是困難的，但是我們可以采取防護措施，將靜電的產(chǎn)生與積聚控制在最小的限度之內(nèi)，經(jīng)過科學家和工程技術(shù)人員多年的研究和實踐，結(jié)果表明得出兩個防護靜電危害的基本原則： 在靜電安全區(qū)域內(nèi)使用或安裝靜電敏感元件在靜電安全區(qū)域內(nèi)使用或安裝靜電敏感元件。 用靜電屏蔽容器運送靜電敏感元件用靜電屏蔽容器運送靜電敏感元件。 防靜電性能的檢測周期 防靜電性能的檢測周期及注意事項防靜電臺墊、地板、工鞋、工衣、周轉(zhuǎn)容器等應少每月檢測一次。防靜電手腕帶、風槍、風機、儀器等應每天檢測一次。檢測時，須考慮受檢場所的溫度、濕度等因素。 防靜電的一般工藝規(guī)程要求 A、防

14、靜電的常規(guī)工藝規(guī)程要求 操作者必須戴有線防靜電手腕 涉及到操作靜電敏感器件的桌臺面須采用防靜電臺墊 ESD敏感型器件必須用靜電屏蔽與防靜電器具轉(zhuǎn)運。 準備開封、測試靜電敏感器件時必須在防靜電工作臺上進行，有條件的可配用離子空氣發(fā)生器清除空氣中的電荷 組裝所用的焊接設(shè)備及成形工裝設(shè)備都必須接地,焊接工具使用內(nèi)熱式烙鐵，接地要良好，接地電阻要小 電源供電系統(tǒng)要改裝用變壓器進行隔離，地線要可靠，防止懸浮地線，接地電阻小于10歐姆 產(chǎn)品測試時，在電源接通的情況下，不能隨意插拔器件，必須在關(guān)掉電源的情況下插拔。 凡ESD敏感型器件不應過早地拿出原封裝，要正確按操作，盡量不能摸ESD敏感型器件管腿。 用波峰焊接時，焊料和傳遞系統(tǒng)必須接地。 B、在防靜電要求嚴格的場合，下列防靜電工藝要求也是常常需要的。凡ESD敏