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1、安全生产管理知识第一单元 静电防护知识第一章 静电现象 静电现象的发现已经有一千多年的历史了，随着岁月的流逝，人们把它当成一门古老的科学，并未予以特别重视。但是近年来，随着电子元器件和电子产品向集成化、小型化、高密度、多功能和高速度方向的发展，半导体器件得到广泛的应用，静电的危害越来越得到人们的注意。1、什么是静电一种处于相对稳定状态的电荷。它所引起的磁场效应较之电场效应可以忽略不计（静电可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）。2、电荷的产生任何物质都是由原子组合而成的，而原子的基本结构为质子、中子和电子（如右图）。质子、中子因质量较高、结合力强、不易分开，

2、紧密聚在一起称为原子核。电子的质量甚小，围绕在原子核外。 质子带正电，中子不带电，电子带负电。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但电子环绕于原子核周围，在外力作用下，可以脱离原来的原子A，转移到另一原子B，A原子因缺少电子数而带有正电现象，称为正离子，B原子因增加电子数而带有负电现象，称为负离子（如图2和图3所示）。正离子、负离子都带电荷。3、静电的物理现象静电是不平衡分布的原子，阳离子携带正电荷，阴离子携带负电荷，正负电荷有异性相吸，同性相斥的力量，其力量的大小可由库仑定律求得：F:库仑力; Q1、Q2：电荷量r：两电荷之间距离Q1Q2 所以，

3、静电的第一个现象即为异种电荷相互吸引。如在日常生活中，吸附尘埃即为常见的情况。 由于电荷的存在，即在周围空间中形成电场，其强度为：V=Q/C，其中V为电位，Q为电荷量，C为电容。 这个电场，其强度可击穿一些电路的绝缘层，破坏绝缘。静电与大地之间因有电位存在，如果触及电路时，就会产生电流，即放电电流(electrostatic discharge current),该电流常会将电路导体烧毁。放电电流的大小为:I=V/R，其中I为电流强度，V为电压，R为电阻。4、静电的产生 我们知道，静电就是静止的电荷，任何物质都是由原子组合而成，而原子的基本结构为质子、中子及电子。在正常情况下，一个原子的质子数

4、与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。当物体表面的分子带有电荷或被极化时，造成电子分布的不平衡，带电现象就产生了。 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，而产生静电的最普通方式，就是感应和磨擦生电。磨擦是产生静电的主要途径，任何一种材料：固体、气体或液体，不管它是导体还是绝缘体，都可能磨擦带电，带电量的大小和极性，取决于这两种材料本身的特性和其它因素的影响，按照材料受磨擦后产生正电或负电的可能性，可将其排序如下表:正极性负极性空气人手玻璃云母人类头发尼龙羊毛铅铝纸张棉花钢木材硬橡胶镍和铜黄金和银金和铂纤维和人造丝聚脂聚氨脂聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯特氟龙 表

5、中左端材料将带正电，右端的材料将带负电，材料的绝缘性越好，越容易使其磨擦生电，有机玻璃（Plexiglas）和特氟石(Teflon)这样的非导电体，很容易带电，它们能产生大量的静电荷，有时甚至高达25000伏。总之，造成电子分配不平衡的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能源（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，即可在物体上产生电荷，电荷的积累就会造成我们通常所讲的静电现象。总的来讲，静电通常是由于两种不同起电序列的物体通过摩檫、碰撞、剥离等方式在接触又分离后在一种物体上积累正电荷，另一物体上积累等量负电荷而形成的，是导致电子或离子的转移

6、，正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。第二章 有关静电的术语及其定义理解并正确使用静电控制中的这些基本概念，可以使用语更加准确，这样有助于有效地实施ESD控制。1、静电electrostatic物体表面过剩或不足的静止电荷。2、静电放电：ElectroStatic Discharge(ESD)静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象。3、 静电敏感器件：ElectroStatic Sensitive Device(ESDS)对静电放电敏感的器件。4、 静电导电材料：ElectroStatic Conductive Materials指具有表面电阻率(系数)小于或等于1105，

7、或体积电阻率（系数）小于或等于1104/cm的材料。 5、静电耗散材料（放电材料）：ElectroStatic Dissipative Materials指具有表面电阻率大于1105和小于11012，或体积电阻率大于1104/cm和小于或等于11011/cm的材料。 6、绝缘材料：Insulative Materials指具有表面电阻率大于11012，或体积电阻率大于11011/cm的材料。7、泄放 leakage :将静电荷安全传导到地。8、中和 neutralization：利用异性电荷使静电消失。9、防静电工作区static safe area：(EPA)由各种防静电设施，器件及明确的区

8、域界限形成的工作场地。10、表面电阻：根据EOS/ESD S11.11“静电释放平面材料的表面电阻测量”中的定义，表面电阻是指材料某个面上两点间的直流电压与通过的电流之比，以欧姆表示。表面电阻值与材料的结构无关。 11、体电阻：根据ESD DS11.12“静电释放平面材料的体电阻测量”中的定义，体电阻是指材料两端之间的直流电压与通过电流的比值，它的单位也是欧姆。12、静电屏蔽材料：指导电层每毫米厚度的表面电阻系数小于1104欧姆，或体电阻系数小于1.0103欧姆/厘米的材料，采用这种材料制作的法拉第保护罩可防止静电敏感器件受到静电的影响。 第三章 防静电腕带电阻的测量1、测量准备工作 要求被测

9、物体与测量所用电极是清洁的，在测量前应利用易挥发的清洗剂清洗两次，清洗后利用一块清洁的低棉含量的布插干净其表面，并风干不少于15min，使其表面干燥清洁。2、测试仪器的要求 仪器所测电阻值要比被测电阻值至少高于10倍和低于10倍。当被测电阻值小于1105时，该仪器应能提供10V1V的开路直流电压，当被测电阻值在110511011范围内，应能提供100V10V的开路直流电压。另外两根测量导线应是相对绝缘的。3、测量方法腕带对地电阻测量如下图，要求所用测量仪器对所测电阻值要有可见或可闻的显示信号，腕带的电气连接利用一个适当供插头所用的接头和一个无锈的尺寸至少为25.4mm25.4mm的铁制手接触板

10、来实现，操作人员带上腕带并将自由端插到试验仪表上，手接触板必须被压紧直到设备产生感应。 防静电器材或设施要达到防静电效果，具体要求分别如下：腕带泄露电阻应为106左右（公司企业标准为7.51055106之间），静电泄放至100V以下的时间应小于0.1s。防静电桌布或地垫的任一点对地线的（接地）电阻在106109之间，桌布或地垫必须对地串联一个 图7 腕带系统电阻的测量106的电阻。电烙铁应接地，烙铁头与地之间的电阻应不大于2，烙铁头与地之间的电位差有效值应不大于2mV。防静电工作服的带电电荷量应小于0.6C/件。防静电脚底鞋的电阻值应在0.51051.0108范围内。第四章 静电的作用和危害

11、静电现象给人们所带来了有益的一面。如，人们利用静电的吸引或排斥的作用，制成静电复印机，或使油漆带上静电进行静电喷涂。但是，在电子行业中，静电通常会带来很多危害。静电放电（ESD）的能量对于传统元器件的影响，不易被人们察觉。但对于因线路间距短、线路面积小而导致耐压降低、耐流容量减小的高密度元器件来讲，ESD往往会成为其致命的杀手。据1986年北京电子报介绍，美国当时一年内因静电所造成的电子产品的损坏的经济损失高达5亿美元。目前，ESD给世界电子工业造成的损失，已经达到几十亿、甚至上百亿美元的惊人程度。前面讲到，静电的基本物理特性为：a) 吸引或排斥的力量；b) 与大地间有电位差；c) 会产生放电

12、电流。这三种特性，即可能对电子元件造成危害通常表现为：1、元器件吸附灰尘，改变线路间的电阻，影响元器件的功率和寿命；2、由于电场或电流的作用，可能因破坏元件的绝缘性或导电性而使元件不能工作（全部破坏）；3、由于瞬间电场或电流产生的热量，造成元件损伤，尽管仍能工作，但寿命受到损伤。如果元器件完全被破坏，必然能够在生产及检验过程中被检查出来，所以影响相对较小。如果元器件轻微受损，在正常测试条件下不易发现，在这种情况下，常会因经过多次的使用，才被完全破坏。这种情况在生产过程中不易被检查出来，但对以后的损失将是难以预测的。 最近的研究结果表明：静电放电还能造成更严重的问题，任何部件测试时，可能并没有发

13、现由于静电放电所造成的器件残次，如果在后续装配工序发现器件失效，将导致返工或更换器件造成的成本增加。一旦器件在工作现场失效，其修理或更换的费用，会比制造阶段发现并解决问题所需的费用多花100倍以上。 下图列出了因静电引起的器件损伤图片： 图8箭头所示是半导体中的静电放电损环点 图9显示了两金属连线间静电放电的所造成的金属搭线的细节。通常，静电危害半导体的途径有三种：(一)、人体带电使半导体损坏。下表列出了日常工作所产生的静电强度（据MR.OWEN J.MCATEER1970年7月发表的报告）。活动情形产生静电强度（V）10%-20%相对湿度65%-95%相对湿度走过地毯350001500走过塑

14、胶地板12000250在椅子上工作6000100拿起塑胶文件夹、袋7000600拿起塑胶袋200001000工作椅垫上摩檫180001500 下表列出了一些半导体器件受到静电破坏时的电压（据1980年NEPCON/WEST报告）半导体种类静电破坏电压（V）VMOS30-1800CMOS(INPUT PROTECTED)250-3000MOSFET100-200GaAsFET100-300EPROM100JFET140-7000SAW150-500OP-AMP190-2500 可见，在人们工作过程中，若不注意静电的防护，对静电敏感器件往往就会不知不觉地受到静电的损害。通常情况下，人体带2000V

15、的静电电压，当一个带电的人体，在交换机等电子产品装配、检焊过程中，手一旦触摸到元器件，就会把贮存的一些能量传递到元器件或通过器件传递到大地。在许多情况下，放电脉冲就有足够的电能来改变器件的参数，甚至熔毁结点。(二)、电磁感应使器件损坏。带电体周围的电场和大地之间存在着电位梯度，当元器件，如MOS器件，接了引出脚之后，引出脚和电极便连接成回路，相当于天线，由于引出脚电场梯度远大于介质电压，于是很容易使二氧化硅被击穿，器件永久失效。 (三)、器件本身带电使器件损坏。器件带电主要是器件与器件之间摩檫产生的。由于器件本身可起到电容器一极的作用，在有效接触之前，贮存有电容，于是便可产生放电脉冲而损害元器

16、件。 那么电子元器件在什么情况下会遭受静电的破坏呢？ 可以这样说，从一个元件产生以后，一直到它损坏之前，所有的过程都受到静电的威胁。我们将一个元器件从产生到使用的整个过程中，依照各阶段的不同来讨论。 1、元器件制造：在这个过程包含制造、切割、接线、检验到交货。 2、印刷电路板（PCB）：收货、验收、储存、插件、焊接、品管、包装到出货。 3、设备制造：电路板验收、储存、装配、品管、出货5、 设备使用：收货、安装、试验、使用及保养。在整个过程中，每一阶段中的每一个小步骤，元件都有可能遭受静电的影响，而实际上，最主要而又容易忽略的一点却是在元件的传送与运输的过程。在这个过程中，不但包装因移动而容易产

17、生静电外，而且整个包装容易暴露在外界电场（如经过高压设备附近、工人移动频繁、车辆迅速移动等）而受到破坏，所以传送与运输过程需要特别注意减少损失，避免无谓之纠纷。第五章 静电的预防 预防静电的基本原则： 1、抑制或减少机房内静电荷的产生，严格控制静电源。2、安全可靠及时消除机房内产生的静电荷，避免静电荷积累。静电导电材料和静电耗散材料用泄漏法，使静电荷在一定时间内通过一定的路径泄放到地；绝缘材料用离子静电消除器为代表的中和法，使物体上积累的静电荷吸引空气中带来的异种电荷，被中和而消除。用静电屏蔽容器运送静电敏感元器件或组件，在静电安全区域使用或安装静电敏感元件。3、定期（如一周）对防静电设施进行

18、维护和检验。 根据静电危害半导体集成电路的三个途径,我们可以制定相应预防静电的措施。 首先，预防人体带电对敏感元器件的影响。由于人体是一个静电带电体，因此，对实际操作人员必须进行上岗前防静电知识培训，以提高其时刻的静电防护意识。同时，在人体从车间外进入车间内时，最好首先将人体多余电荷中和或泄放掉。一般在厂房入口处安装金属门帘和离子风机，当人体进入厂房时，在门帘下停留12s，即可在离子风机下将人体电荷泄放或中和掉。也可在待检库、库房、半成品库、高温房、成型室、维修室、贴片室等处配置一定功率的离子风机，以消除整个环境的静电。每一位入厂人员（包括库房、待检库、物料、IC成型、在线测试、单板清洗、单板

19、功能联机测试、维修、整机测试等）要穿防静电工作服和防静电鞋，以免在身上积累电荷。在工作过程中，要佩戴防静电手环或防静电手套。凡装配、维修线路板的工作台面上应铺有防静电台垫并可靠接地。生产厂房、实验室应布有符合标准的接地系统（静电保护接地电阻应不大于10M），各工序均应有与整体地线相连的局部地线。另外，波峰焊机、焊料与传递系统、焊接工具、测试设备、调试中整机也应接地。 其次、要预防电磁感应的影响。要将元器件或其组件放置到远离电场的地方。第三、要预防器件本身带电的影响。要求各工序的IC器件使用专门的容器盛放，所谓静电屏蔽容器包括：导电性塑料盒、导电性塑料袋、导电性海绵、导电屏蔽袋，等。最后、控制工

20、作环境的湿度。由于湿度与静电强度有很大的关系，因此严格控制工作环境的湿度，可以防止环境中的静电影响。由第一个表中可以看出，增加湿度，可以有效降低环境静电的影响。但是，湿度也不能过高，过高的湿度可能引起机械设备的锈蚀,同时，还会导致包括器件氧化和焊接困难等方面的问题。一般控制厂房温度在2527之间，湿度在6070之间。 总之，一个完整的静电防护工作应具备以下几点： A、完整的静电安全工作区域；B、适当的静电屏蔽容器；C、工作人员具备有完全的防护观念；D、警示客户（包含元件装配、设备使用和维护人员），使客户不致因不知道而造成破坏。预防静电的工程规范 在生产现场消除，通常是不可能的，但是如果恰当使用

21、设备和补救措施，大部分静电问题是能得到控制的，多年来，人们一直在尝试许多控制静电问题的方法，但是没有一种方法能解决所有静电问题，各企业性质的不同，采用的措施也不尽相同，作为电子行业，每一个环节、每一个小步骤都可能遭受静电的影响，要防静电，就必须从各个环节来加以控制。因此我们把防静电工作，称为防静电系统工程。 生产车间防静电地线的处理 1. 防静电系统必须有独立可靠的接地装置，接地电阻应小于100，埋设与检测方法应符合GBJ79的要求。 2. 防静电地线不得接在电源零线上，不得与防雷地线共用。 3. 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） 4. 接地主干线截面积应

22、不小于100mm2；支干线截面积应不小于6mm2 ，设备和工作台的接地线应使用截面积不小于1.25mm2的多股敷塑导线，接地线颜色通常采用黄绿色线为宜。 5. 接地主干线的连接方式应采用钎焊。 6. 防静电设备连接端子应确保接触可靠，易拆卸，允许使用各种连接器。 7. 防止雷击也是电子产品防静电的重要方面，通常采用两个办法，其一是不使雷击电流进入电子设备，其二是，一旦雷击电流已进入电子设备应设法使雷击电流进入大地，具体措施可采用避雷器，隔离变压器，低电阻接地，及用滤波器消除干扰。因此厂房工程中，防雷地需单独铺设，绝对禁止与防静电地串接。 车间防静电地面处理 要消除车间静电，单纯设备接地是不够的

23、，采用防静电地面是形成静电电流泄放的重要环节，选择防静电地面材料，禁止直接使用木质地板，或铺设毛、化纤地毯及普通地板等，应选择用静电材料构成的地面，并保证有效接地。 在铺设各种防静电地面前，事先均需敷设地线网，地线网与厂房静电地应可靠连接，并在车间适当位置或均匀分布，引出接线端子（供车间设备或接地）。 采用防静电地面的方式很多，目前在电子工业中（不包括洁静厂房工程）较为普遍采用的有三种方式，规范也各不相同，将各种方式及性能分别对比如下表所示：表：防静电地面性能比较现浇防静电水磨石地面PVC防静电地面聚胺脂自流平防静电地面工程施工与传统水磨石施工形式一致，不同点在于在水泥浆料中加入了导电材料采用

24、导电胶将PVC面板粘合到地面。现场直接浇灌，固化后直接形成防静电地面外观与普通水磨石地面形式一致，之间可由镶嵌铜、铝或玻璃条，颜色和颗粒大小可已选择大小一般为600600mm，拼合形成，颜色可选地面为一整体，无分割，颜色可选。适合洁净度要求适合10000和100000级防静电厂房要求适合10000级防静电厂房要求洁净度要求在1001000级体积电阻（对地电阻）310561072.762.961062.983.22106耐久性长久长时间PVC产生老化现象长久阻燃性合格合格合格耐酸缄性差较好好耐磨性好一般好维护每日做清洁处理，平均每36月需在表面涂一次防静电腊只需每日做清洁处理只需每日做清洁处理注

25、意事项禁止较重和尖锐的物品划伤表面或使面板翘起、脱落禁止较重和尖锐的物品划伤表面。 车间环境温湿度的控制 一般厂房环境温湿度的控制由厂房的中央集中空调系统来调节,厂房温度控制在2527之间，厂房湿度控制在6070%之间。 在车间防静电工作安全区应设立温湿度检测仪表，定期检查，对局部环节达不到要求可增加柜式空调和增湿与抽湿机，以保证环境温湿度的要求。 防静电安全区域界限的划定 防静电安全工作区应标明区域界限，并在明显处挂警示标志，车间走道和参观路线应与操作区分隔开来，可采用栏杆和在地面粘贴隔离胶带，可能的话，在走道和防静电区分别标注行走路线箭头、标注防静电工作区等。 A、防静电工作区域标志为黄黑

26、相间或黄白相间的斜条纹，线条宽度为510cm。见下图图10 B、防静电标志应符合GJB1649的规定。如下图:图11 厂房墙面和天花板材料 墙面可采用防静电墙纸，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。 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。 标准静电安全操作工作区域（static safe Guarded work Are） 安全静电工作区域，一般包括工作台，防静电桌垫，腕带，静电工作地等。 下图所示即为一个适当的静电安全工作区域图12 第二单元 5S知识一推行5S活动的目的：藉5S活动推行，以达到美化工作环境、养

27、成良好的工作习惯、减少灾害发生、避免浪费，进而提升品质及工作效率，创造利润，增进共同福禄。 工作场所是我们每天耗费三分之一时间活动的地方，其环境品质的优劣，对于每位工作同仁都有切身的关系，需要全体员工的认同，发挥自动自发、团结合作的精神，持之以恒，共同创造一个赏心悦目、井然有序的工作环境。企业的厂房给人家的第一印象是最深刻的 如果它给人的第一印象是整齐、亮丽，那么任何人看了都会认为这家公司制度完善，管理一流，无形中，对其所生产的产品也会予以肯定。如果它给人的第一印象是脏乱、污秽，再加上通道狭窄、成品及半成品四处堆放，那么任何人看了都会产生厌恶感，而不想多作逗留，同时对其所生产的产品，也绝对不敢

28、苟同。因此，不论是为了使客户产生信心还是为了使员工产生向心力与归属感，进而做到（以厂为家，以厂为校）的地步，整理、整顿5S活动是塑造公司一流形象与激发士气，增进工作效率的最基本方法，也是最首要的工作。二、5S及其运作：5S即为管理过程中所提到的整理、整顿、清扫、清洁、素养，因其在日文中发音均以“S”开头，故称为5S.随着管理的日益深化，5S也逐渐发展成为7S、8S，Smile、Standardization其中5S各自所包含的意思即为： 1、整理：(Seiri) 把要用和不要用的东西区分出来并将不要的东西捨去. 2、整顿：(Seiton) 把留下来的必要用的物品应依规定位置摆放,并放置整齐,加

29、以标示.目的：工作场所一目了然 a: 消除找寻物品的时间 b: 消除过多的积压物品 c: 整齐的工作环境 3、清扫：(Seisou) 将工作场所内看见与看不见的地方清扫干净，保持工作场所干净、亮丽。 目的: 稳定品质,减少工业伤害. 4、清洁：(Seiketsu) 维持3S的成果。 目的: 时刻保持被清扫的环境之整洁. 5、素养：(Shitsuke) 养成良好的习惯，遵守规则做事，培养主动积极的精神.目的: 培养好习惯,遵守规则的员工,营造团队的精神,与良好之环境成为一体.三、实施5S之要决：（1）整理 A：不能运用和不再使用的废弃处理B：少使用和很少用的放储存室C：经常用的放工作场所边事例：

30、a: 办公区及料仓物品 b: 办公桌、文件柜、置物架之物品 c: 过期的表单、文件、资料 d: 私人物品 e: 生产现场堆积之物品 （2）整顿-把不要的清理掉，将留下的有限物品加以定点定位放置，加以标示，可免除物品使用时的找寻时间，并对于过量的物品做即时处理. 作法如下： A：空间腾出 B：规划放置场所及位置 C：规划放置方法 D：放置标示 E：摆放整齐、明确。 效果： A：要用东西随时可取到.B：不光是使用者知道，其它人也能一目了然. 事例： a：个人的办公桌上，抽屉 b：文件、档案分类、编号或颜色管理 c：原材料、零件、半成品、成品之堆放及指示 d：通道、走道畅通 e: 消耗性用品（如抹布、手套、扫把）定位摆放. （3）清扫-工作场地彻底打扫干净,并杜绝污染源. 作法如下: A：清扫从地面到墙板和天花板所有物品 B：机器工具彻底清理 C：发现脏污问题 D：杜绝污染源 事例：a：办公桌面紊乱、粉尘