静电常识和防静电操作规范.docx

1、静电常识和防静电操作规范静电常识和防静电操作规范 防静电规范培训前言针对目前售后服务人员在服务过程当中存在的防静电意识不强而引起数字电路（平板电视中的屏及屏上组件、自制组件以及高清电视自制组件）多次损坏造成维备件紧缺资金积压维修成本增高维修周期加长从而导致消费者退换机或多次投诉给公司形象和信誉造成不良影响。 为了加强对售后服务人员防静电操作规范意识特组织这次防静电规范培训。 *一、静电基本常识静电：物体表面过剩或不足的静止电荷。 静电现象：由于带电体的静电场作用而引起的静电放电、静电感应、介质极化以及静电力作用等诸物理现象的统称。 静电场：静电在其周围形成的电场。 静电起电：使电介质或绝缘导体

2、产生静电荷的过程。 静电放电（ESD）：两个具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电场感应引起两物体间静电电荷的转移。 带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时因介质产生电离而使带电体上的电荷部分或全部消失的现象。 静电泄漏：带电体上的电荷通过带电体内部和其表面等途径而使之部分或全部消失的现象。 静电放电敏感度：元器件所能承受的最大静电放电电压。 静电放电敏感器件（ESDS）：对静电放电敏感的器件。 静电接地：将金属导体（通过接地极）与大地进行电气上的连接使金属导体的电位接近大地电位的措施。 中和：利用异性电荷使静电消失。 防静电工作区（EPA）：为防止静电敏感元件损坏需配备各种防静电设备

3、和器材能限制静电电位具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地。 防静电周转容器：为静电敏感组件或产品提供静电安全存储以及制造工序中搬运的存储装置。 （一）术语及定义（二）静电的产生物质都是由分子组成分子是由原子组成原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。 在正常状况下一个原子的质子数与电子数量相同正负平衡所以对外表现出不带电的现象。 但是电子环绕于原子核周围一经外力即脱离轨道离开原来的原子而侵入其它的原子原来的原子因缺少电子数而带有正电现象称为阳离子这个其它的原子因增加电子数而呈带负电现象称为阴离子。 造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道这个外力包含各种能量(

4、如动能、位能、热能、化学能等)在日常生活中任何两个不同材质的物体接触后再分离即可产生静电。 当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电得到一些剩余电子的另一个物体而带负电。 若在分离的过程中电荷难以中和电荷就会积累使物体带上静电。 所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。 通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。 固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。 为什么气体也会产生静电呢？因为气体也是由分子、原子组成当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。 所以在我们

5、的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电当静电积累到一定程度时就会发生放电。 所以静电是由物质的接触与分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等物理过程而产生的。 摩擦：任何两个不同材质的物体接触后再分离即可产生静电。 而产生静电的直接原因就是摩擦生电。 材料的绝缘性越好越容易形成摩擦生电。 感应：针对导电材料而言因电子能在它的表面自由流动如将其置于一电场中由于同性相斥异性相吸正负电子就会转移。 传导：针对导电材料而言因电子能在它的表面自由流动如与带电物体接触将发生电荷转移。 在日常生活中常见较明显的静电有：闪电冬天在地垫上行走及接触把手时的触电感在冬天穿衣时所产生的“噼啪”声。 这些对

6、我们人体没有影响但它对电子元件及电子线路板有很大的冲击。 （三）静电对电子工业的影响集成电路使线路中元器件减小耐压降低线路面积减小使得器件耐静电冲击能力的减弱静电电场（StaticElectricField）和静电电流（ESDcurrent）成为这些高密度元器件的致命杀手。 同时大量的塑料制品等高绝缘材料的普遍应用导致产生静电的机会大增。 日常生活中如走动空气流动搬运等都能产生静电。 人们一般认为只有CMOS类的晶片才对静电敏感实际上集成度高的元器件电路都很敏感。 、静电对电子元件的影响：a静电吸附灰尘（微尘污染）改变线路间的阻抗影响产品的功能与寿命。 静电吸附力与静电量成正比。 b因电场或电

7、流破坏元件的绝缘或导体使元件不能工作（完全破坏）。 c因瞬间的电场或电流产生的热元件受伤仍能工作寿命受损。 、静电放电（ESD）：静电放电的电流与静电量成正比静电放电的电流所导致的破坏性能量除会损害产品外亦可能会产生射频干扰、影响电脑操控程序的生产运作。 而静电放电（ESD）有三种型式：a人体型式：即指当人体活动时身体和衣服之间的摩擦产生摩擦电荷。 当人们手持ESD敏感的装置而不先拽放电荷到地摩擦电荷将会移向ESD敏感的装置而造成损坏。 b微电子器件带电型式：既指这些ESD敏感的装置尤其对塑料件当在自动化生产过程中会产生摩擦电荷而这些摩擦电荷通过低电阻的线路非常迅速地泻放到高度导电的牢固接地表

8、面因此造成损坏或者通过感应使ESD敏感装置的金属部分带电而造成损坏。 c场感类型式：即有强电场围绕这可能来之于塑性材料或人的衣服会发生电子转化跨过氧化层。 若电位差超过氧化层的介电常数则会产生电弧以破坏氧化层其结果为短路。 、静电损伤的特点：a隐蔽性：人体不能直接感知静电除非发生静电放电但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KV。 b潜伏性：有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显的下降但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患而且增加了器件对静电的敏感性。 c随机性：电子元件什么情况下会遭受到静电破坏呢？可以这么说从一个元件生产后一直到它损坏以前所有的过程

9、都受到静电的威胁而这些静电的产生也具有随机性。 由于静电的产生和放电都是瞬间发生的及难预测和防护。 d复杂性：静电放电损伤分板工作因电子产品的精细微小的结构特点而费时、费事、费钱要求较复杂的技术往往需要使用扫描电镜等精密仪器即使如此有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别使人误把静电损伤失效当作其它失效这是对静电放电损害未充分认识之前常常归咎于早期失效或情况不明的失效从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。 e严重性：ESD问题表面上看来只影响了制成品的用家但实际上亦影响了各层次的制造商如：保用费、维修及公司的声誉等等。 、静电在电子工业中的危害举例：a晶片制造：静电吸附微尘粒子污染晶片,

10、由静电放电产生的射频干扰生产令机件无故停顿。 b集成电路：静电放电击穿氧化层造成短路静电放电的放电电流把金属层的线路部份熔化造成开路静电放电所产生的高温改变半导体的属性造成不正常的运作。 静电放电造成一些微损害当成品在正常工作时微损害会扩大造成最终产品的故障。 c集成电路在电路板上的装配：在插件时、焊接后、或维修时都可能产生静电放电效应破坏板上元件。 d液晶片的制造：静电吸附微尘于玻璃上造成污染,静电残留在两片玻璃之间若放电时影响液晶片的显示。 总之静电危害主要有两种现象：、完全失去功能：器件不能操作这种情况占受静电破坏原件的、间歇性失去功能：器件可以操作但性能不稳定维修次数因而增加这种情况占

11、受静电破坏原件的。 日常生活中的静电现象从地毯上走过、抓住门的把手、梳头、脱毛衣、火花产生这些现象就是人们所的静电放电(ESD,electrostaticischarge)。 人类通过日常活动可产生高达,V的静电放电。 人类手的神经可感觉到低至大约,V的静电放电。 只需要V的ESD就可毁坏IC内部的某些极小零件和迹线。 其结果是虽然ESD看不见、听不到或感觉不到但可重大地损伤或毁坏电子产品。 见下图所示为什么要提升静电防护意识在本世纪年代以前很多静电问题都是由于人们没有静电意识而造成的即使现在也有很多人怀疑静电会对电子产品造成损坏。 这是因为大多数静电损害发生在人的感觉以下,因为人体对静电放电

12、的感知电压约为而许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏通常电子器件被静电损坏后没有明显的界限把元件安装在PCB上以后再检测结果出现很多问题分析也相当困难。 特别是潜在损坏即使用精密仪器也很难测量出其性能有明显的变化所以很多电子工程师和设计人员都怀疑静电但近年实验证实这种潜在损坏在一定时间以后电子产品的可靠性明显下降故需要做防静电操作规范要求。 二、防静电操作规范什么是人体静电？人体可以说是一个高静电源人体由于自身行动或与其它带电物体接触或接近而在人体上产生并积聚的静电因此人体的静电防护是最为重要的。 要控制人体静电最有效的措施是什么？要控制人体静电最有效的措施是让人体与大地相“连接”即“接地

13、”。 因此人要穿上防静电鞋。 要保持人体与大地相连这就要求地面也是防静电的才可以将人体的静电导入大地所以地面可以用防静电地垫防静电复合胶板并用防静电接地线接好地如经费充足可选用防静电活动地板特别是在规划设计机房厂房时可以考虑选用防静电活动地板如果机房厂房已定且设备也已安装好又不想因装防静电器材时对这些设备造成停产等到影响时还时选用既价格低廉施工简单的防静电地垫防静电复合胶板等。 人穿防静电鞋并有防静电地垫、防静电复合胶板或防静电活动地板时就一定能起到好的防静电效果人穿防静电鞋并有防静电地垫、防静电复合胶板或防静电活动地板时还不一定能起到好的防静电效果。 通常人们还要穿袜子和垫鞋垫年青人脚易出汗

14、这些袜子和垫鞋垫也能产生静电但在中老年人在干燥的季节时因鞋内干燥袜子和鞋垫就不能产生静电而且很多厂家只要求工作人员穿防静电服和防静电鞋忽视了袜子和鞋垫的不利影响使得这些防静电鞋和防静电地面不能发挥防静电作用。 因此在机房或厂房的入口处放置“人体综合电阻检测仪”它能迅速准确检测那些穿用不合格的防静电鞋、袜子和垫鞋垫的人。 人穿防静电鞋外为什么还要穿防静电工作服？人除穿防静电鞋外还要穿防静电工作服才能较好地控制人体静电。 因为服装也能带上很高的静电特别是现在的大部分服装都是化纤能产生几千上万伏的静电。 （一）如何防范人体静电人穿上防静电工作服就能起到防静电作用吗？不能。 有实验表明人仅仅穿上防静电

15、工作服如不穿防静电鞋和没有很好的防静电地面防静电效果极差。 为了更好控制人体静电应采取什么措施？要有完善的人体防静电设施和检测这些设施是否有效的静电测量仪器。 人戴上无线腕带能起到防静电作用吗？不能。 无绳腕带理论是利用电晕放电的原理来耗散一部分静电电晕放电也叫尖端放电是指导体自身带电后通常需要电压超过V它的尖端部分会对空气放电以此来耗散静电但无绳腕带的耗散静电时所需静电电压太高并不适合电子行业因为不知有多少电子元器件可以承受V以上的高压所以我们不推荐、不销售、不生产、不使用无线腕带最好佩戴防静电腕带并接地（静电从手到大地）。 防静电鞋与腕带使用中人体安全系数是多少仅从防静电的角度考虑时人体总

16、的对地电阻越小越好但最小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。 最小值不应小于通常腕带的限流电阻在防静电鞋的最小电阻不应小于最大不超过。 防静电鞋与腕带使用中要注意哪些问题防静电鞋在穿用时应有防静电袜鞋垫并在防静电地面上工作才能使人体所带的静电导入大地任何一部分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有人体电阻测试仪随时检测人体所穿的鞋袜鞋垫及与人体的总电阻是否能起到泄漏静电的要求。 各种腕带在使用过程中的主要问题表现为开路有时是临时性的有时是长时间断开所以使用腕带操作时不允许断开否

17、则会失去接地作用。 另外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子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。 （二）静电防护）抑制静电荷的积聚）迅速、安全、有效地消除已经产生的静电荷）将工作区的所有导电物接地使其带电不超过V）以静电测试仪确认工作区內的非导电物体所带电压不超过V）若静电电场无法避免应确保静电敏感元器件与带电体表面保持足够的距离。 总之两个防护静电危害的基本原则是：在静电安全区域内使用或安装静电敏感元件。 用静电屏蔽容器运送静电敏感元件。 、静电防护的基本原则、防静电工作区场地）静电安全作业区的基本结构a、接地母线：直接连接大地地

18、网见下图b、防静电地垫：直接连接接地母线c、防静电桌垫：通过安全接地线（带）直接连接接地母线d、防静电接地线（带）。 图接入大地母线）维修线体静电接地方法专门埋设的地线接地体引出的接地线单独铺设到生产的防静电作业岗位。 采用三相五线制供电系统中的地线引出电源零线的同时单独引出大地地线作防静电接地母线。 见下图图维修线体接地a、接地就是直接将静电通过一条线的连接泄放到大地。 防静电系统必须有独立可靠的接地装置接地电阻一般应小于b、防静电地线不得接在电源零线上不得与防雷地线共用c、使用三相五线制供电其大地线可以作为防静电地线（但零线、地线不得混接）d、接地主干线截面积应不小于mm支干线截面积应不小

19、于mm设备和工作台的接地线应采用截面积不小于mm的多股敷塑导线接地线颜色以黄绿色线为宜e、接地主干线的连接方式应采用钎焊f、防静电设备连接端子应确保接触可靠易装拆允许使用各种夹式连接器如锷鱼夹、插头座等。 防静电系统接地通过以下方法实施：a、工作台面接地b、人体通过手腕带接地c、人体通过防静电鞋（或鞋带）和防静电地板接地d、测试仪器工具夹烙铁接地e、防静电地板地垫接地f、防静电转运车、箱、架尽可能接地g、防静电椅子接地。 ）地面材料a、禁止直接使用木质地板或铺设毛、麻、化纤地毯及普通地板革b、应该选用由静电导体材料构成的地面如防静电活动地板或在普通地面上铺设防静电地垫并有效接地c、允许使用经特

20、殊处理过的水磨石地面如事先敷设地线网、渗碳或在地面喷涂抗静电剂等。 ）天花板材料应选用抗静电型材料制品一般情况下允许使用石膏板制品禁止使用普通塑料制品。 ）墙壁面料应使用抗静电型墙纸一般情况下允许使用石膏涂料或石灰涂料墙面禁止使用普通墙纸及塑料墙纸。 ）湿度控制a、防静电工作区的环境相对湿度一般为为理想值。 b、在不对产品造成有害影响前提下允许使用增湿设备喷洒制剂或水以增加环境湿度。 ）区域界限防静电工作区应标明区域界限并在明显处悬挂警示标志工作区入口处应配置离子化空气风浴设备。 ）防静电工作区内禁止使用及接触易产生静电荷的电荷源油漆或浸漆表面普通塑料贴面普通乙烯及树脂表面地板塑料及普通地板革

21、抛光打蜡木地板。 普通乙烯树脂工作服帽鞋普通涤纶合成纤维及尼龙面料塑料及普通胶底鞋操作工具及设备普通塑料盒架瓶盘用品及纸制品普通泡沫及一般移动工具压缩机喷射设备蒸发设备等静电屏蔽静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响最通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。 另外防静电衣对人体的衣服具有一定的屏蔽作用。 离子中和绝缘体往往是易产生静电对绝缘体静电的消除用接地方法是无效的通常采用的方法是离子中和（部分采用屏蔽）即在工作环境中用离子风机等提供一等电位的工作区域。 防静电材料和防静电设施）防静电仪表a手腕带脚带防静电鞋综合检测仪。 用途：用于检测手腕带、脚带、防静电鞋是否符合要求（人员接地或伏腕带对地电阻【】鞋对地电阻设备和工具接地电阻地面、货架、活动设备对地电阻或V）。 b测试脚带及防静电鞋时需增加一块金属板及仪表连接的导线。 c除静电离子风机检测仪。 用途：定期对离子风机平衡度和衰减时间进行检测及校验以确保离子风机工作在安全的指标范围。 d静电场探测仪。 用途：测量静电场以反映静电的存在以电压形式读数用来测试环境的静电强度。 一般受环境影响和静电瞬间特性很难真实反映实际情况。 e静电屏蔽袋测试仪。 用途：用于检测静电屏蔽袋的屏蔽效果。 f表面电阻测量仪。 用途：用于测量材料表面电阻体积电阻。