靜電防護(hù)指導(dǎo)培訓(xùn)

1、靜電防護(hù)培訓(xùn)電工安全知識靜電基本概念靜電防護(hù)原理電子工業(yè)中的靜電問題防靜電工藝要求及質(zhì)量管理電工安全知識電工安全知識電氣安全包括人身安全與設(shè)備安全兩方面。人身安全：是指電工及其他參加工作人員的人身安全。設(shè)備安全：是指電氣設(shè)備及其附屬設(shè)備、設(shè)施的安全。安全電壓和電流安全電壓：是人體長期保持接觸而不致發(fā)生電擊的電壓系列。一般是36V，潮濕環(huán)境12V。安全電流：是指流過人體不會產(chǎn)生心室纖顫而導(dǎo)致死亡的電流。安全電流應(yīng)為30mA及以下，在有高度危險(xiǎn)的場所為10mA，在空中或水面作業(yè)時(shí)則為5mA ，防靜電系統(tǒng)的安全電流規(guī)定為5mA。流過人體的電流和人體對地的絕緣電阻和所接觸的電源電壓大小有關(guān)。安全保護(hù)接

2、地安全保護(hù)接地的概念：接地作為零電位，用來連接設(shè)備金屬外殼，保護(hù)人員不受傷害。安全保護(hù)接地：1）安全保護(hù)接地的電阻值一般要求不大于4。2）安全保護(hù)接地的接地電阻很小，接地短路電流流過時(shí)所產(chǎn)生的壓降很小，故外殼對大地的電壓不高。靜電基本概念靜電基礎(chǔ)知識1、靜電的產(chǎn)生 1）接觸起電 當(dāng)兩個不同的物體相互接觸時(shí)就會使得其中一個物體失去一些電荷帶正電，而另一得到一些剩余電子的物體帶負(fù)電。若在分離的過程中電荷難以中和，電荷就會積累使物體帶上靜電。例1、脫衣服產(chǎn)生的靜電是“接觸分離”起電。例2、摩擦起電是一種接觸又分離造成正負(fù)電荷不平衡的過程。實(shí)質(zhì)上是接觸分離起電的一種。2）感應(yīng)起電 感應(yīng)起電通常是對導(dǎo)體

3、來說的。處于靜電場中的物體，由于靜電感應(yīng)，使得導(dǎo)體上的電荷重新分布，從而使物體的電位發(fā)生變化。當(dāng)帶電物體接近不帶電物體時(shí)會在不帶電的導(dǎo)體的兩端分別感應(yīng)出負(fù)電和正電。2、靜電感應(yīng) 靜電感應(yīng)是導(dǎo)體在靜電場中特有的現(xiàn)象。 所謂靜電感應(yīng)就是導(dǎo)體在靜電場中，其表面不同部位感應(yīng)出不同電荷或?qū)w上原有電荷重新分布的現(xiàn)象。由于靜電感應(yīng)，不帶電的導(dǎo)體可以變成帶電的導(dǎo)體，即不帶電的導(dǎo)體可以感應(yīng)起電。靜電學(xué)物理量綱1、電場強(qiáng)度：電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度即單位正電荷在該點(diǎn)所受的力。 電場單位：伏/米（V/m）2、靜電電壓：電壓是電場力對單位正電荷所做的功。 靜電電壓單位：伏、千伏（V、KV） 1V=110-3KV3、靜電

4、電量：表示電荷多少的物理量稱為電量。 電量單位：庫侖（C） 1mC=110-3C 1uC=110-6C 1nC=110-9C 1pC=110-12C 不同英文字母代表的數(shù)字量級關(guān)系P（皮、微微，110-12）n（納，110-9）U（微，110-6）m（毫，110-3）K（千，1103）M（兆，1106）G（億、千兆， 1109）靜電防護(hù)原理 靜電防護(hù)的措施很多，主要有以下幾個方面：靜電耗散及泄露靜電中和靜電屏蔽與接地環(huán)境增濕電子產(chǎn)品靜電放電的防護(hù)設(shè)計(jì)接地的概念地：能接受或供給大量電荷的物體（如大地、艦船或運(yùn)載裝備外殼等）。接地極：埋入大地以便與大地良好接觸的導(dǎo)體。接地電阻：被接地體與大地（零電

5、位）之間接地引線、接地極、接地極與土壤之間和土壤溢流電阻的總合。防靜電接地 電子工業(yè)環(huán)境的防靜電接地有軟接地和硬接地之分。軟接地的目的在于，當(dāng)人體觸電時(shí)將通過人體的電流限制在人身安全范圍（通常為5mA）之下。軟接地所需的電阻值大小，取決于靠近接點(diǎn)的人員可能接觸到的交、直流電壓值。很多標(biāo)準(zhǔn)將軟接地電阻值定為1M，1/4W或1/2W。硬接地是指直接與大地做導(dǎo)電性連接的一種接地方式。一般情況，硬接地用于靜電屏蔽或儀器、生產(chǎn)設(shè)備、金屬體的接地。靜電耗散及泄露靜電耗散原理：將電子生產(chǎn)用的各類用品（裝備）用靜電放電防護(hù)材料來制備。當(dāng)因各種原因在其上產(chǎn)生靜電時(shí)，通過靜電消散使其靜電不能在用品（裝備）某點(diǎn)或區(qū)

6、域積累，降低單位面積的靜電電量，從而起到降低靜電電位作用，防止靜電放電的發(fā)生。防靜電包裝就是靜電耗散原理的典型應(yīng)用。靜電泄露的定義：帶電體上的電荷通過內(nèi)部和其表面等途徑，而使之部分或全部消失的現(xiàn)象。靜電耗散及泄露的一般要求是將各類靜電放電防護(hù)用品或裝備、儀器設(shè)備、生產(chǎn)存儲環(huán)境的導(dǎo)體等與大地之間進(jìn)行電氣連接，將上述物體積累或感應(yīng)的靜電泄放到大地。耗散與接地的特殊情況耗散和接地的特殊情況是指防靜電系統(tǒng)的懸浮接地與等電位。懸浮接地的概念：無法設(shè)置與大地相連的接地系統(tǒng)，像航空器、移動式電子方艙、不直接接地的機(jī)房等，通常是將其中的儀器、設(shè)備的金屬外殼接地線連接到一表面積較大的物體表面，即認(rèn)為設(shè)定的地（航

7、空器外殼、電子方艙外殼、防靜電地坪等）。連通后該接地對整個系統(tǒng)提供基準(zhǔn)地電位。靜電等電位的概念：靜電放電的發(fā)生，通常是指某個點(diǎn)靜電體對大地靜電電位高于周圍物體對大地靜電電位，當(dāng)其電位差達(dá)到某一閾值，高電位體就可向周圍低電位物體放電。電子生產(chǎn)環(huán)境中的靜電放電基本上都屬于這一類。如果使環(huán)境中的人和物品都處于同一電位，就可解決靜電放電問題，通常是將其結(jié)構(gòu)金屬部分和儀器設(shè)備外殼等所有金屬部件連接，使其處于同等對地電位，也可避免相互之間靜電放電。靜電中和：帶電體上的電荷與其內(nèi)部和外部相反符號的電荷的復(fù)合而使所帶靜電荷部分或全部消失的現(xiàn)象。靜電中和是消除靜電的重要措施之一，產(chǎn)生正負(fù)空氣離子的離子靜電消除器

8、就是利用這個原理消除靜電的。靜電屏蔽與接地：通常用于對高壓電源產(chǎn)生的靜電場屏蔽，某些對靜電極敏感電路的屏蔽，從而避免靜電場對靜電放電敏感器件及組件的感應(yīng)和靜電放電的產(chǎn)生。靜電屏蔽與接地是很多種儀表電路上防靜電干擾的重要措施之一。電子產(chǎn)品靜電放電保護(hù)電路設(shè)置：對靜電放電敏感器件設(shè)置靜電放電保護(hù)電路，是防止器件損害的有效手段之一。需要指出，保護(hù)電路可以降低器件對靜電放電的敏感性，但不能徹底消除。環(huán)境增濕環(huán)境相對濕度增加，則非導(dǎo)體材料（衣服、工作臺等）表面的電阻減小，使物體積蓄的靜電荷可以更快地泄露。防靜電的場所，在工藝條件許可時(shí)，可以安裝空調(diào)設(shè)備、噴霧器以提高空氣的相對濕度消除靜電。一般情況，用增

9、濕法消除靜電的效果是很明顯的。電子工業(yè)中的靜電問題靜電對電子生產(chǎn)制造業(yè)的危害1）吸附塵埃2）靜電放電及感應(yīng)干擾3）靜電場感應(yīng)及放電靜電場感應(yīng)及放電當(dāng)元器件置于靜電場中感應(yīng)帶電時(shí)，在元器件或芯片氧化膜兩端及結(jié)構(gòu)金屬突出部位因尖端效應(yīng)可感應(yīng)出較強(qiáng)的電場，因各點(diǎn)對地電位不同，當(dāng)電場強(qiáng)度超過某結(jié)構(gòu)點(diǎn)絕緣強(qiáng)度閾值時(shí)，就可導(dǎo)致介質(zhì)之間或結(jié)構(gòu)點(diǎn)之間靜電擊穿（或軟擊穿），使元器件失效或品質(zhì)降低。吸附塵埃靜電之所以有吸附效應(yīng)是因?yàn)殪o電荷產(chǎn)生的電場力。一般絕緣材料產(chǎn)生靜電后，每平方厘米靜電力很小，對重物毫無作用，但對質(zhì)量僅為幾毫克以下的毛發(fā)、塵埃、纖維的吸附作用則非常明顯。靜電吸附塵埃對微電子生產(chǎn)制造業(yè)影響很大，

10、如果在生產(chǎn)過程中的芯片產(chǎn)生靜電，吸附一顆直徑幾微米的塵埃，即可造成幾十至上百根芯線之間的絕緣強(qiáng)度降低，造成短路使芯片損傷。靜電放電及感應(yīng)干擾靜電放電可以使集成電路芯片絕緣層擊穿，芯線熔斷，漏電流增大加速老化、電性能參數(shù)改變等等。另外，靜電放電可產(chǎn)生從低頻到幾兆赫茲的寬頻帶干擾。靜電放電對芯片損壞具有潛在和緩慢失效性，這種情況危害性更大。人體與IC的不同電位產(chǎn)生的靜電放電 靜電放電敏感器件 SSD：靜電放電敏感器件 ESD：靜電放電 ESDS：靜電放電敏感對于易受靜電放電損壞的微電子器件（組件）稱為靜電放電敏感器件。半導(dǎo)體器件的靜電損傷，大體上可分為兩類失效模式：突發(fā)性完全失效和潛在性緩慢失效。

11、器件的突發(fā)性失效約占10%，潛在性緩慢失效占90%左右。 靜電損傷突發(fā)性完全失效 突發(fā)性完全失效是器件的一個或多個電參數(shù)突然劣化，完全失去規(guī)定功能的一種失效。通常表現(xiàn)為開路、短路以及電參數(shù)嚴(yán)重漂移。潛在性緩慢失效 對某些集成電路，雖然PN結(jié)已受到靜電放電損傷，但電路的電參數(shù)退化并不明顯，只給電路留下了隱患，使該電路在以后的加電工作中，參數(shù)退化逐漸加重，因此，這種靜電放電損傷具有潛在性和積累性的特點(diǎn)。SSD分級 目前國內(nèi)的電子行業(yè)大都是用HBM（人體模型）分級，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GJB1649-93電子產(chǎn)品防靜電放電控制大綱級：敏感電壓范圍01999V級：敏感電壓范圍20003999V級：敏感電壓范圍40

12、0015999V 一般光電器件（發(fā)光二極管、光敏器件、光耦合器）屬于級EMCORE的激光器數(shù)據(jù)手冊要求ESD電壓范圍是500V，屬于級。典型的靜電源工作表面工作臺、工作椅：普通樹脂或塑料面，化纖面地板塑料地板、打蠟拋光木板、普通乙烯樹脂瓦或板服裝普通清潔室工作服（靜電電壓在：60001萬V）；普通合成面料服裝：非導(dǎo)電的鞋：純棉（濕度40%時(shí)，可作防靜電工作服）軟包裝及操作普通塑料袋、罩、封皮；普通泡沫容器、泡沫材料周轉(zhuǎn)容器普通塑料托盤、塑料運(yùn)輸斗、瓶、零件盒裝配、清洗、試驗(yàn)、修理普通塑料焊料吸管；帶有不接地焊嘴的烙鐵；通過流體或蒸發(fā)或吹干；高溫箱；靜電復(fù)印機(jī)等芯片載體芯片板托架、盤；工具類物流

13、器具（用品）運(yùn)轉(zhuǎn)車、存放柜、架高壓電設(shè)備產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓并放電人體靜電摩擦帶電 如人體活動和工作時(shí)使工作服、手套等相互摩擦產(chǎn)生靜電并傳導(dǎo)。穿脫工作服、手套等剝離動作也可使人體帶電。影響摩擦帶電的因素主要有：摩擦介質(zhì)種類、摩擦壓力、摩擦速度、摩擦面積和環(huán)境濕度等。感應(yīng)帶電 人體屬于靜電導(dǎo)體，國外研究結(jié)果表明人體電阻大致在13K。美國海軍DOD-1686標(biāo)準(zhǔn)提出人體電阻為，被各國廣泛采用。當(dāng)人體處于靜電場中時(shí)可使人體感應(yīng)帶電。人體的靜電電壓與人體的電容和帶電量有關(guān)，人體對地電容隨人體生理、體形、姿勢、鞋襪和地面狀況而不同。通常在數(shù)十至數(shù)百皮法之間（大都分布在100350pF之間）。IEC和MIL標(biāo)

14、準(zhǔn)將人體電容定為100pF。人體帶電量的大小，在一般情況下，人體對地泄露電阻大小起主要作用。另外在其他條件恒定情況下，物體或人對地電容越小，其帶靜電產(chǎn)生電壓越高?？偨Y(jié)人體靜電產(chǎn)生和下列因素有關(guān)：與人體對大地泄露電阻、環(huán)境濕度、服裝種類、人體活動的劇烈程度等因素有關(guān)。導(dǎo)靜電與靜電耗散材料的區(qū)別在靜電安全和防護(hù)領(lǐng)域里，靜電防護(hù)材料劃分通常是以材料電阻率的大小劃分的。導(dǎo)靜電材料導(dǎo)靜電定義：帶電體上的電荷能迅速耗散和泄露，使之消失的現(xiàn)象。GB12158 防止靜電事故通用導(dǎo)則規(guī)定：表面和體積電阻率分別小于1107、 1106m的材料為導(dǎo)靜電材料。導(dǎo)靜電材料通常使用在不涉及人身安全的環(huán)境中，如火攻、石化、

15、防爆等無電源使用的場合。靜電耗散材料靜電耗散定義：帶電體上的電荷由于靜電中和、泄露、放電而使之部分或全部消失的現(xiàn)象。 GB12158防止靜電事故通用導(dǎo)則規(guī)定：表面電阻率1107以上，但小于11011； 體積電阻率1106m以上，但小于11010m的材料為靜電耗散材料。靜電耗散材料適用于220V、380V交、直流電、強(qiáng)電的場合，對人體提供保護(hù)。為確保人 員安全，凡涉及人身安全所用的防靜電裝備（用品）最低電阻值通常定為1M，均應(yīng)使用 靜電耗散材料。注意：工作臺面應(yīng)采用靜電耗散材料，不宜使用金屬材料。臺面通過一只 1M，1/4W安全電阻與防靜電地線相連。防靜電工作區(qū)防靜電工作區(qū)定義：配備各種防靜電裝

16、備（用品）和設(shè)置接地系統(tǒng)（等電位連接）、能限制靜電的積累和電位、具有確定邊界和專門標(biāo)記的生產(chǎn)、維護(hù)、存儲、使用、裝配靜電放電敏感器件的場所。凡是直接接觸或間接接觸靜電放電敏感器件的區(qū)域都應(yīng)視為防靜電工作區(qū)。 防靜電工作區(qū)的范圍包括：生產(chǎn)車間和庫房；電子維修站（包括移動式）；電子機(jī)房（計(jì)算機(jī)、程控、測試機(jī)房等）；臨時(shí)維修點(diǎn)；電子方艙（擴(kuò)展式和移動式）；發(fā)射平臺（移動式）；電子測控、通信、指揮中心（包括移動式車輛）；航空器等。GJB3007環(huán)境要求：溫度在16-28，想對濕度在45-75%RH。防靜電工作區(qū)硬件主要組成 1、人體靜電防護(hù)用品：防靜電工作服、防靜電鞋（鞋套）、手腕帶、手套、帽子、襪子

17、等。操作人員在進(jìn)入防靜電工作區(qū)前必須穿著防靜電服，在防靜電工作區(qū)內(nèi)不得穿、脫服裝。純棉制服裝在相對濕度低于40%環(huán)境中，不適于做防靜電工作服，不能防止靜電在其上積累。2、防靜電物流傳遞用品：防靜電包裝（盒、盤、托盤等）、充填材料（泡沫塑料、發(fā)泡材料）、運(yùn)轉(zhuǎn)車、存放柜（架）。運(yùn)轉(zhuǎn)車、存放柜（架）、椅為金屬或其他結(jié)構(gòu)。柜面（椅面）為防靜電耗散材料制成并與金屬結(jié)構(gòu)有良好的電氣連接。車（椅）輪用導(dǎo)電橡膠（或金屬）制作，并與防靜電地坪有良好的接觸。3、防靜電地坪：鑒于安全方面的要求，電子工業(yè)用的防靜電地坪材料通常為靜電耗散類，用于泄放人體和防靜電裝備積累的靜電。4、防靜電操作系統(tǒng)：工作臺、工作椅、工具類

18、（電烙鐵、吸錫器、維修工具、刷子、夾具、氣動或電動工具）等。在防靜電工作區(qū)內(nèi)不允許存在對地絕緣的金屬導(dǎo)體（像隔斷、容器、架子等），對各類生產(chǎn)裝聯(lián)設(shè)備和對地絕緣金屬體都要采取硬接地或靜電屏蔽措施以消除可能產(chǎn)生的靜電。 5、防靜電接地系統(tǒng)：為達(dá)到防靜電工作區(qū)整個區(qū)域接地系統(tǒng)的零電位，防靜電接地宜與防雷、供電系統(tǒng)、屏蔽接地、保護(hù)接地等共用一個接地樁（點(diǎn)）。6、環(huán)境控制系統(tǒng)：溫度和濕度控制設(shè)備、環(huán)境潔凈度控制系統(tǒng)、防塵抹布、粘塵墊等，電磁防護(hù)設(shè)施（根據(jù)實(shí)際要求確定）。在防靜電工作區(qū)使用的窗簾（窗簾材質(zhì)與防靜電服一樣）、抹布應(yīng)具有防靜電功能并能滿足相關(guān)潔凈要求。粘塵墊應(yīng)在防靜電工作區(qū)入口處使用，用來清除

19、鞋底塵埃。7、特殊防靜電用具：各類靜電消除器、防靜電劑等。通常這類用品的配置或使用，根據(jù)實(shí)際需要來確定。8、靜電測量系統(tǒng)：非接觸或接觸式靜電電壓表、高阻測試儀、接地電阻測試儀等。防靜電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分級根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)領(lǐng)域和有效范圍，防靜電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可分為四級：國家標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)（部）標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國在電子行業(yè)，推行的防靜電標(biāo)準(zhǔn)體系主要有以下幾個體系：1）國際電工委員會（IEC）的標(biāo)準(zhǔn)體系2）美國國家標(biāo)準(zhǔn)體系（ANSI）3）我國國家標(biāo)準(zhǔn)體系（GB）、軍標(biāo)（GJB）和電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系（SJ）防靜電工藝要求及質(zhì)量管理防靜電工程設(shè)計(jì)防靜電工程設(shè)計(jì)是指一條作業(yè)生產(chǎn)線或一個防靜電生產(chǎn)環(huán)境的全方位系統(tǒng)設(shè)計(jì)，絕不僅僅是“地板”或“桌墊”的設(shè)計(jì)。它應(yīng)包括環(huán)境設(shè)計(jì)（潔凈度、溫、濕度控制、電磁）；墻壁、地面；人體靜電防護(hù)要求；物流傳遞系統(tǒng)；操作系統(tǒng)；儀器、裝聯(lián)等生產(chǎn)設(shè)備；電源系統(tǒng)；離子消除系統(tǒng)；防雷系統(tǒng)；接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。靜電分析靜電分析是制訂企業(yè)靜電防護(hù)計(jì)劃和進(jìn)行靜電防護(hù)工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，靜電分析包括對產(chǎn)品進(jìn)行的分析和對企業(yè)環(huán)境靜電場（源）的分析。產(chǎn)品分析包括：1）對SSD及由其構(gòu)成的產(chǎn)品進(jìn)行分類，分級。2）對產(chǎn)品電路進(jìn)行分析，凡器件信號輸入端/輸出端設(shè)計(jì)均應(yīng)采取防護(hù)措施。3）對