靜電培訓(xùn)教程

1、n物質(zhì)是由原子細小粒子所組成，而原子乃由中物質(zhì)是由原子細小粒子所組成，而原子乃由中子、電子、質(zhì)子所組成。子、電子、質(zhì)子所組成。n一般的原子其質(zhì)子數(shù)目與電子數(shù)目相等一般的原子其質(zhì)子數(shù)目與電子數(shù)目相等( (正負正負電荷數(shù)量相等電荷數(shù)量相等) )，所以原子是，所以原子是的。的。 n當(dāng)原子當(dāng)原子外層電子時，質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)則外層電子時，質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)則原子帶原子帶。n當(dāng)原子當(dāng)原子外來電子時，質(zhì)子數(shù)少于電子數(shù)，外來電子時，質(zhì)子數(shù)少于電子數(shù)，則原子帶則原子帶。n一物體帶電是指其所含的正負電荷數(shù)量不相等一物體帶電是指其所含的正負電荷數(shù)量不相等。 原子核原子核n電子與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)電子與物質(zhì)的結(jié)構(gòu) 電荷的平衡電

2、荷的平衡 : : 電子數(shù)電子數(shù) = = 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) 電電 中中 性性: : 電子數(shù)電子數(shù) = = 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) 帶帶 正正 電電 荷荷: : 電子數(shù)電子數(shù) 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) * *只需改變電子數(shù)目便可以使物質(zhì)起電只需改變電子數(shù)目便可以使物質(zhì)起電n假設(shè)有一支含有假設(shè)有一支含有10,00010,000顆原子棒，每顆原子顆原子棒，每顆原子有有2 2顆中子和顆中子和2 2顆電子顆電子 電中性電中性( (正常情形正常情形) ) 質(zhì)子質(zhì)子 中子中子 電子電子 2,000 2,000 2,0002,000 2,000 2,000 帶正電荷帶正電荷 質(zhì)子質(zhì)子 中子中子 電子電子 2,000 2,000 1,80

3、02,000 2,000 1,800 帶負電荷帶負電荷 質(zhì)子質(zhì)子 中子中子 電子電子 2,000 2,000 2,2002,000 2,000 2,200-+-+-+-+-+-+-+-+-+-: :E Electrolectro S Static tatic D Dischargeischarge 兩個電位能不同之物體，經(jīng)由直接接觸或由靜電兩個電位能不同之物體，經(jīng)由直接接觸或由靜電場感應(yīng)致使產(chǎn)生電荷移動放電之現(xiàn)象。再者，靜電場感應(yīng)致使產(chǎn)生電荷移動放電之現(xiàn)象。再者，靜電荷是在摩擦產(chǎn)生電荷與消散電荷兩者競爭后的結(jié)果。荷是在摩擦產(chǎn)生電荷與消散電荷兩者競爭后的結(jié)果。在產(chǎn)生電荷方面，造成影響的主要因素包

4、括材料特在產(chǎn)生電荷方面，造成影響的主要因素包括材料特性、接觸緊密程度、材料間摩擦系數(shù)、摩擦速度及性、接觸緊密程度、材料間摩擦系數(shù)、摩擦速度及摩擦面積等。而消散電荷方面，造成影響的主要因摩擦面積等。而消散電荷方面，造成影響的主要因素包括材料導(dǎo)電率、環(huán)境相對濕度及材料表面的水素包括材料導(dǎo)電率、環(huán)境相對濕度及材料表面的水分。因此若要避免靜電荷的累積除了減少摩擦動作分。因此若要避免靜電荷的累積除了減少摩擦動作與更換材料外，控制濕度及與更換材料外，控制濕度及 接地接地 等消散電荷的動等消散電荷的動作亦是相當(dāng)重要的。作亦是相當(dāng)重要的。A. A. 接觸面積接觸面積 面積越大產(chǎn)生靜電機率越大面積越大產(chǎn)生靜電機

5、率越大 B. B. 壓壓 力力 壓力越大產(chǎn)生靜電機率越大壓力越大產(chǎn)生靜電機率越大 C. C. 摩摩 擦擦 摩擦系數(shù)越大越容易產(chǎn)生摩擦系數(shù)越大越容易產(chǎn)生D. D. 溫溫 度度 一般公司設(shè)定在一般公司設(shè)定在23 23 + + 3 3E. E. 濕濕 度度 50 50 + + 20%RH 20%RH (ANSI/ESD S20.20)(ANSI/ESD S20.20)( (目前業(yè)界所設(shè)定的范圍更為嚴謹目前業(yè)界所設(shè)定的范圍更為嚴謹 50 50 + + 10%RH) 10%RH) n接觸接觸 兩物體因其帶電位不同相互接觸就兩物體因其帶電位不同相互接觸就 會產(chǎn)生靜電。會產(chǎn)生靜電。n摩擦摩擦 兩物體經(jīng)由相互

6、摩擦而造成帶電。兩物體經(jīng)由相互摩擦而造成帶電。n滾動滾動 置于回轉(zhuǎn)體內(nèi)之物體經(jīng)滾輪轉(zhuǎn)動時置于回轉(zhuǎn)體內(nèi)之物體經(jīng)滾輪轉(zhuǎn)動時 而引發(fā)帶電情形。而引發(fā)帶電情形。n剝離剝離 因接觸面分離而造成的帶電。因接觸面分離而造成的帶電。n噴出噴出 隨著高壓氣體或液體快速噴出與噴隨著高壓氣體或液體快速噴出與噴 嘴摩擦而帶電。嘴摩擦而帶電。n誘導(dǎo)誘導(dǎo) 因靜電誘導(dǎo)而形成帶電狀態(tài)。因靜電誘導(dǎo)而形成帶電狀態(tài)。n1.1.用毛衣摩擦塑料尺，可吸引小紙片。用毛衣摩擦塑料尺，可吸引小紙片。n2.2.寒冷干燥的天氣中脫掉毛衣時，可聽到輕微寒冷干燥的天氣中脫掉毛衣時，可聽到輕微 的爆裂聲。的爆裂聲。n3.3.雷電的發(fā)生與避雷針。雷電的

7、發(fā)生與避雷針。n4.TV4.TV或或PCPC關(guān)機時會有靜電出現(xiàn)。關(guān)機時會有靜電出現(xiàn)。n5.5.油罐車因液體與鐵皮摩擦易產(chǎn)生火花放電，油罐車因液體與鐵皮摩擦易產(chǎn)生火花放電， 而引起火災(zāi)，故作業(yè)車輛會配置接地裝置而引起火災(zāi)，故作業(yè)車輛會配置接地裝置 使其靜電可藉由此一方式與地面中和，避免使其靜電可藉由此一方式與地面中和，避免 災(zāi)害發(fā)生。災(zāi)害發(fā)生。n引起爆炸、火災(zāi)、發(fā)煙引起爆炸、火災(zāi)、發(fā)煙.n半導(dǎo)體組件之破壞半導(dǎo)體組件之破壞n放電噪聲放電噪聲(noise)(noise)、影響程控器、影響程控器(PLC)(PLC)n震動送料盤震動送料盤(Part Feeder)(Part Feeder)送料工作阻塞送

8、料工作阻塞n工作人員觸電問題工作人員觸電問題n制程良率的下降制程良率的下降n防制模式防制模式( (防止靜電對策防止靜電對策) ) (a) (a) 將素材加濕將素材加濕 (b) (b) 涂上防靜電液涂上防靜電液( (界面活性劑界面活性劑) )n除去模式除去模式( (消除靜電對策消除靜電對策) ) (a) (a) 使用高壓電除電使用高壓電除電 (b) (b) 利用帶電離子使其中和利用帶電離子使其中和n制電模式制電模式 (a) (a) 素材選定與接地素材選定與接地 將人體的靜電維持在將人體的靜電維持在0 0電位，便可防止人體產(chǎn)電位，便可防止人體產(chǎn) 生靜電放電，如導(dǎo)電服、導(dǎo)電環(huán)等。生靜電放電，如導(dǎo)電服

9、、導(dǎo)電環(huán)等。 如使用導(dǎo)電性地板、靜電毯等方法。如使用導(dǎo)電性地板、靜電毯等方法。 如使用防止帶電之包裝袋、防止帶電之空氣如使用防止帶電之包裝袋、防止帶電之空氣 袋或薄膜等方法。袋或薄膜等方法。 靜電消除器，系將高壓電流施加于針狀靜電消除器，系將高壓電流施加于針狀電極，藉由電極與接地面間的電暈放電產(chǎn)電極，藉由電極與接地面間的電暈放電產(chǎn)生離子，利用該離子對帶電物體進行除電生離子，利用該離子對帶電物體進行除電。n原理原理: :在正在正( (負負) )之專用電極針施加直流高之專用電極針施加直流高 壓電，使電極針產(chǎn)生正壓電，使電極針產(chǎn)生正( (負負) )離子。離子。 優(yōu)點：優(yōu)點：(1)(1)產(chǎn)生離子量較多

10、。產(chǎn)生離子量較多。 (2)(2)除電時間較短除電時間較短( (即除電時間快即除電時間快) )。 缺點：缺點：(1)(1)可能會有可能會有“逆帶電逆帶電”狀況發(fā)生。狀況發(fā)生。 (2)(2)離子平衡離子平衡(ION BALANCE)(ION BALANCE)不穩(wěn)不穩(wěn) 定。定。正極直流電正極直流電負極直流電負極直流電直流高壓電直流高壓電( (約約3kV3kV以上以上) )直流高壓電直流高壓電( (約約3kV3kV以上以上) )Step 1.Step 1. Step 2.Step 2.Step 3.Step 3.由于帶正電吸引了負離子由于帶正電吸引了負離子 ( (進行進行3 3個負離子的中和個負離子的

11、中和) ) 在此步驟中進行一個負離子在此步驟中進行一個負離子的中和，使對象物變成的中和，使對象物變成 0 V0 V 對象物變成對象物變成 0 V0 V后，由于后，由于繼續(xù)供應(yīng)負離子，因此變成繼續(xù)供應(yīng)負離子，因此變成帶負電帶負電 即所謂即所謂“逆帶電”n原理原理: :對電極針施加交流電壓，由電極針交互對電極針施加交流電壓，由電極針交互 產(chǎn)生正負離子，一般系使用產(chǎn)生正負離子，一般系使用50Hz50Hz或或60Hz60Hz 的交流電源，使正負離子以的交流電源，使正負離子以50Hz50Hz或或60Hz 60Hz 的頻率交互產(chǎn)生。的頻率交互產(chǎn)生。 優(yōu)點優(yōu)點: :(1)(1)離子平衡較佳離子平衡較佳(IO

12、N BALANCE)(ION BALANCE)。 (2)(2)進行除電時無需顧及帶電的極性。進行除電時無需顧及帶電的極性。 缺點缺點: :離子產(chǎn)生量較少。離子產(chǎn)生量較少。S施加電壓施加電壓(V) 0(V) 0產(chǎn)生正產(chǎn)生正離子離子產(chǎn)生負產(chǎn)生負離子離子+2kV+2kV -2kV -2kVStep 1.Step 1. Step 2.Step 2.Step 3.Step 3.同性相斥；異性相吸同性相斥；異性相吸 ( (進行進行2 2個負離子的除電個負離子的除電) )在此步驟中進行一個負離子的除電在此步驟中進行一個負離子的除電。在此步驟中進行一個負離子的除電。在此步驟中進行一個負離子的除電。放電針放電針

13、(+ (+ 極極) )放電針放電針(- (- 極極) )+ +極放電針的損耗比較大極放電針的損耗比較大離子平衡較差離子平衡較差放電針放電針近近 除電距離除電距離 遠遠小小 除電物除電物 大大電子零件、電子零件、小孔徑內(nèi)部小孔徑內(nèi)部除電除電送料盤、送料盤、精密工程精密工程組裝除電組裝除電無塵室內(nèi)、無塵室內(nèi)、薄片材料、薄片材料、薄膜膠片之薄膜膠片之除電除電精密零件組精密零件組裝最終制程裝最終制程除電除塵除電除塵放電方式放電方式一般直流放電一般直流放電(Normal DC)(Normal DC)脈沖直流放電脈沖直流放電(Pulsed-DC)(Pulsed-DC)交流放電交流放電(Normal AC)

14、(Normal AC)高周波放電高周波放電(High-Frequency AC)(High-Frequency AC)放電周波數(shù)放電周波數(shù)-脈沖間隔脈沖間隔0.110Hz0.110Hz商用高周波商用高周波5060Hz5060Hz高周波高周波2080KHz2080KHz輸入電壓輸入電壓+ + 5kV 5kV+ +15kV15kV+ + 5kV 5kV+ +15kV15kV商用高周波商用高周波58kV58kV高周波高周波 24kV24kV放電波型放電波型電荷產(chǎn)生電荷產(chǎn)生方式方式放電針放電針(+(+、-)-)連續(xù)放電連續(xù)放電放電針放電針(+(+、-)-)交互產(chǎn)生交互產(chǎn)生1 1支放電針交互產(chǎn)支放電針交

15、互產(chǎn)生正負電荷生正負電荷1 1支放電針交互產(chǎn)生正支放電針交互產(chǎn)生正負電荷負電荷形狀形狀小而輕小而輕小而輕小而輕中型略重中型略重小而輕小而輕高壓配線高壓配線內(nèi)藏高壓電源內(nèi)藏高壓電源不需高壓配線不需高壓配線內(nèi)藏高壓電源不內(nèi)藏高壓電源不需高壓配線需高壓配線內(nèi)藏高壓電源但須內(nèi)藏高壓電源但須高壓配線高壓配線內(nèi)藏高壓電源不需高內(nèi)藏高壓電源不需高壓配線壓配線除除電電性性能能遠距離遠距離良良優(yōu)優(yōu)良良良良近距離近距離優(yōu)優(yōu)良良良良良良高速對應(yīng)高速對應(yīng)良良不可不可不可不可良良量測距離量測距離離帶電物離帶電物50mm50mm離帶電物離帶電物50mm50mmn當(dāng)除靜電器用了一段長時間，空氣中的塵埃會因高壓當(dāng)除靜電器用了

16、一段長時間，空氣中的塵埃會因高壓電場而粘著在放電針上，塵埃中的有機物會分解成熱電場而粘著在放電針上，塵埃中的有機物會分解成熱或臭氧，最后剩下碳附在放電針上。或臭氧，最后剩下碳附在放電針上。n放電針是會消耗的，所以，有必要定期清放電針是會消耗的，所以，有必要定期清潔或更換潔或更換 如何清潔如何清潔 切斷電源后除下防護蓋，用尼龍刷子切斷電源后除下防護蓋，用尼龍刷子清潔放電針，四周則可用棉布清潔放電針，四周則可用棉布/ /刷子清潔刷子清潔( (放電針應(yīng)在放電針應(yīng)在用了約用了約10,00010,000小時后更換，每周至少清潔一次小時后更換，每周至少清潔一次) )放電針放電針碳碳減低了放電針減低了放電針

17、上的電阻，導(dǎo)上的電阻，導(dǎo)致電流外漏致電流外漏除電能除電能力減退力減退n導(dǎo)體導(dǎo)體：電子能夠在原子間自由移動的物質(zhì)，稱為導(dǎo)體電子能夠在原子間自由移動的物質(zhì)，稱為導(dǎo)體。 例如：例如：金屬、石墨、電解質(zhì)、人體、游離氣體金屬、石墨、電解質(zhì)、人體、游離氣體等。等。 金屬金屬對最外圍的電子束縛力極弱對最外圍的電子束縛力極弱，室溫下有部分電子可脫離原子核室溫下有部分電子可脫離原子核的吸引的吸引，而成為自由電子而成為自由電子，因而可導(dǎo)電因而可導(dǎo)電，但是該導(dǎo)體還是電中性。但是該導(dǎo)體還是電中性。 電解質(zhì)、游離氣體電解質(zhì)、游離氣體會導(dǎo)電會導(dǎo)電，則是由于正負離子的移動而導(dǎo)電則是由于正負離子的移動而導(dǎo)電。 導(dǎo)體較不容易摩

18、擦起電，乃因其電荷容易因人體的接觸而流失。導(dǎo)體較不容易摩擦起電，乃因其電荷容易因人體的接觸而流失。n絕緣體絕緣體：電子不能在原子間自由移動的物質(zhì)，稱為絕：電子不能在原子間自由移動的物質(zhì)，稱為絕 緣體。緣體。 例如：例如：塑料塑料玻璃玻璃橡膠橡膠等為電的不良導(dǎo)體。等為電的不良導(dǎo)體。 絕緣體較容易摩擦起電，乃因其電子固定于原子核附近不易移動。絕緣體較容易摩擦起電，乃因其電子固定于原子核附近不易移動。 絕緣體在很高的電壓下也可以導(dǎo)電絕緣體在很高的電壓下也可以導(dǎo)電+ 粉塵粉塵size: 0.1umsize: 0.1um以下以下 0.10.5um 0.51.0um 1.0um0.10.5um 0.51.0um 1.0um以上以上+ 輻射擴散效果的影響將導(dǎo)致粉塵帶電，而制品輻射擴散效果的影響將導(dǎo)致粉塵帶電，而制品也因輻射關(guān)系使其與帶電的粉塵而有相互附著也因輻射關(guān)系使其與帶電的粉塵而有相互附著的情形發(fā)生。的情形發(fā)生。因電位不同導(dǎo)致相互吸引帶電。因電位不同導(dǎo)致相互吸引帶電。因制品帶電電力較強所導(dǎo)致相互吸引。因制品帶電電力較強所導(dǎo)致相互吸引。因粉塵帶電較強且其粒子較大，導(dǎo)致有附因粉塵帶電較強且其粒子較大，導(dǎo)致有附著情況。著情況。因粉塵過大而導(dǎo)致因粉塵過大而導(dǎo)致自由落下自由落下0.010.