靜電防護(hù)基本知識(shí)

靜電防護(hù)基本知識(shí)2009.03.26

鄒維闖

目錄第一部分:靜電的基本概念第三部分:靜電的危害第二部分:靜電的產(chǎn)生第四部分:工廠防靜電基本要求第五部分:防護(hù)靜電的基本設(shè)備及材料第六部分:靜電的防護(hù)及注意事項(xiàng)第七部分:防靜電器材基本配置1.定義﹕靜電就是靜止的電荷。在物體的表面均勻分布且相對(duì)靜止的正電

荷或負(fù)電荷的簡(jiǎn)稱。任何物質(zhì)都是由原子組合而成﹐而原子的基本結(jié)構(gòu)為質(zhì)子﹑中子及電子(如圖1所示)。質(zhì)子與中子因質(zhì)量較高﹐結(jié)合力強(qiáng)﹑不易分離﹐緊密聚在一起稱為原子核。電子之質(zhì)量甚小﹐環(huán)繞於原子核外。依其電氣的特性﹐科學(xué)家們將質(zhì)子定義為正電﹐中子因不具電氣特性﹐稱不帶電﹐電子的電氣特性與質(zhì)子相反﹐為帶負(fù)電。在正常狀況下﹐一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同﹐正負(fù)平衡﹐所以對(duì)外表現(xiàn)為中性不帶

電。但是電子環(huán)繞於原子核周圍﹐一經(jīng)外力即脫離軌道﹐離開原來(lái)的原子A﹐而投入其祂的原子B﹐A原子因缺少電子而帶有正電現(xiàn)象﹐稱為陽(yáng)離子﹐B原子因有多余電子而呈帶負(fù)電現(xiàn)象﹐稱為陰離子(如圖2所示)。造成不平衡電子分布原因即是電子受外力而脫離軌道﹐這個(gè)外力包含各種能源(如動(dòng)能﹑位能﹑熱能﹑化學(xué)能…….),任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸後再分離﹐即可產(chǎn)生靜電(如圖3所示)一.靜電的基本概念--+

+-++++圖1.原子結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子陰離子圖

2.原子的形成--++-圖3,物體接觸後再分離﹐既能產(chǎn)生靜電+++++++++++++++++-----------------

2.靜電釋放(ESD)﹕在靜電電場(chǎng)的作用下﹐靜電電荷的快速轉(zhuǎn)移稱靜電釋放。

3.靜電敏感特性(ESDS)﹕元件容易被釋放的靜電損壞的特性﹐如IC﹑場(chǎng)效管都是ESDS元件。

4.ESD相關(guān)專有名詞及定義:

ESD-Safe/Anti-Static:本身很難產(chǎn)生靜電的材質(zhì)ESD-Dissipative:本身可以自行排放靜電於空氣中的材質(zhì)導(dǎo)電體:<105

/單位面積半導(dǎo)電體(有接地):105

~109/單位面積半導(dǎo)電體(無(wú)接地):1010~1012/單位面積絕緣體:>1012/單位面積C.G.P.:共同接地點(diǎn)E.P.A.:靜電保護(hù)區(qū)EN100-015-1:歐洲標(biāo)準(zhǔn)靜電防護(hù)規(guī)格

4.電傳導(dǎo)﹕靜電傳導(dǎo)也就是電荷的轉(zhuǎn)移。

在日常生活中﹐可以從以下多方面感覺(jué)得到靜電

------閃電

------冬天在地墊上行走以及接觸把手時(shí)的觸電感

------在冬天穿衣時(shí)所產(chǎn)生的辟啪聲1.摩擦靜電﹕由兩種材料接觸相互摩擦產(chǎn)生的電荷﹐如梳子梳頭發(fā)能產(chǎn)生靜

電。2.分離靜電﹕由材料快速分離造成外層正負(fù)電荷分離而產(chǎn)生﹐如折斷鐵絲。3.電場(chǎng)感應(yīng)﹕在具有電場(chǎng)的環(huán)境內(nèi)導(dǎo)體材料感應(yīng)出電荷﹐如在車間導(dǎo)體材料

靠近電源。二﹑靜電的產(chǎn)生5.電子工廠中常見的靜電產(chǎn)生源﹕工作檯面

:磨光、油漆、及上臘地板

:尤其是塑膠地板或地毯椅子

:木質(zhì)、塑膠、或纖維質(zhì)衣服

:尼龍及一般布料其他

:塑膠墊子、文件夾等

這些都似乎對(duì)我們沒(méi)有影響﹐但它對(duì)電子元件及電子線路板有很大的沖擊在生產(chǎn)線上可能產(chǎn)生的靜電電壓:三﹑靜電的危害1.微粒污染﹕在潔淨(jìng)室里﹐使直徑在0.1-1.0微粒之間的顆粒沉積的主要原

因是靜電。2.ESD失效﹕靜電釋放時(shí)﹐當(dāng)放電電流過(guò)大﹐產(chǎn)生過(guò)高熱能﹐將會(huì)擊穿集成

電路的內(nèi)部線路。3.ESD失效的潛伏性﹕有時(shí)ESD並沒(méi)有把半導(dǎo)體完全破壞﹐而只把元件某部分

的品質(zhì)降低﹐具有內(nèi)在潛伏的危害。4.ESD失效的潛伏性問(wèn)題在任何場(chǎng)合都會(huì)發(fā)生。5.潛伏性的ESD問(wèn)題將會(huì)起來(lái)﹐加深損壞的嚴(yán)重性。6.潛伏性的ESD問(wèn)題在運(yùn)送ESD元件中也會(huì)產(chǎn)生。7.靜電可能造成﹕（1）增加成本（2）降低產(chǎn)品質(zhì)量（3）引致客戶不滿而影響公司信譽(yù)四、工廠防靜電基本要求1、靜電防護(hù)的基本原則:a、抑制靜電荷的積聚。

b、迅速、安全、有效地消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷。2、防靜電工作區(qū)場(chǎng)地:

（1）、地面材料

a、禁止直接使用木質(zhì)地板或鋪設(shè)毛、麻、化纖地毯及普通地板革。

b、應(yīng)該選用由靜電導(dǎo)體材料構(gòu)成的地面，如防靜電活動(dòng)地板或在普通地面上鋪設(shè)防靜電地墊，并有效接地。

c、允許使用經(jīng)特殊處理過(guò)的水磨石地面，如事先敷設(shè)地線網(wǎng)、滲碳或在地面噴涂抗靜電劑等。（2）、接地

a、防靜電系統(tǒng)必須有獨(dú)立可靠的接地裝置，接地電阻一般應(yīng)小于

10Ω，埋設(shè)與檢測(cè)方法應(yīng)符合GBJ97的要求。

b、防靜電地線不得接在電源零線上，不得與防雷地線共用。

c、使用三相五線制供電，其大地線可以作為防靜電地線（但零線、地線不得混接）。

d、接地主干線截面積應(yīng)不小于100mm2；支干線截面積應(yīng)不小于

6mm2；設(shè)備和工作臺(tái)的接地線應(yīng)采用截面積不小于1.25mm2的多股敷塑導(dǎo)線，接地線顏色以黃綠色線為宜。

e、接地主干線的連接方式應(yīng)采用釬焊。

f、防靜電設(shè)備連接端子應(yīng)確保接觸可靠，易裝拆，允許使用各種夾式連接器，如鍔魚夾、插頭座等。（3）、天花板材料應(yīng)選用抗靜電型材料制品，一般情況下允許使用石膏板

制品，禁止使用普通塑料制品。（4）、墻壁面料應(yīng)使用抗靜電型墻紙，一般情況下允許使用石膏涂料或石灰涂料墻面，禁止使用普通墻紙及塑料墻紙。（5）

、濕度控制

a、防靜電工作區(qū)的環(huán)境相對(duì)濕度以不低于50%為宜。

b、在不對(duì)產(chǎn)品造成有害影響前提下，允許使用增濕設(shè)備噴灑制劑或水，以增加環(huán)境濕度。

c、計(jì)算機(jī)房的濕度應(yīng)符合GB2887中的有關(guān)規(guī)定，類似的機(jī)房也應(yīng)符合此規(guī)定。（6）

、區(qū)域界限

防靜電工作區(qū)應(yīng)標(biāo)明區(qū)域界限，并在明顯處懸掛警示標(biāo)志，警示標(biāo)志應(yīng)符合GJB1649規(guī)定，工作區(qū)入口處應(yīng)配置離子化空氣風(fēng)浴設(shè)備。靜電防護(hù)標(biāo)示‘靜電敏感”標(biāo)示此產(chǎn)品或區(qū)域內(nèi)為靜電敏感元件，拿取時(shí)必須做好防護(hù)措施。

“靜電保護(hù)”標(biāo)示此產(chǎn)品是專為靜電防護(hù)所設(shè)計(jì)

（7）

、電荷源防靜電工作區(qū)內(nèi)禁止使用及接觸易產(chǎn)生靜電荷的電荷源（如下表）。類別電荷源工作臺(tái)表面油漆或浸漆表面，普通塑料貼面，普通乙烯及樹脂表面地板塑料及普通地板革，拋光打蠟?zāi)镜匕濉Ｆ胀ㄒ蚁渲ぷ鞣?，帽，鞋普通滌綸，合成纖維及尼龍面料，塑料及普通膠底鞋操作工具及設(shè)備普通塑料盒，架，瓶，盤用品及紙制品，普通泡沫及一般移動(dòng)工具，壓縮機(jī)，噴射設(shè)備，蒸發(fā)設(shè)備等3、電子產(chǎn)品防靜電設(shè)施:

（1）、靜電安全工作臺(tái)

a、靜電安全工作臺(tái)是防靜電工作區(qū)的基本組成部分，它由工作臺(tái)、防靜電桌墊、腕帶接頭和接大地線等組成。

b、防靜電桌墊上應(yīng)不少于兩個(gè)腕帶接頭，一個(gè)供操作人員使用，另一個(gè)供技術(shù)人員，檢驗(yàn)人員或其它人員使用。

c、必要時(shí)，靜電安全工作臺(tái)上應(yīng)配備離子風(fēng)靜電消除器。

d、靜電安全工作臺(tái)上不允許堆放塑料盒（片）、橡皮、紙板、玻璃等易產(chǎn)生靜電的雜物，圖紙資料等應(yīng)裝入防靜電文件袋內(nèi)。

（2）

、防靜電腕帶直接接觸靜電敏感器件的人員均應(yīng)戴防靜電腕帶，腕帶應(yīng)與人體皮膚有良好接觸，腕帶必須對(duì)人體無(wú)刺激、無(wú)過(guò)敏影響，腕帶系統(tǒng)對(duì)地電阻值應(yīng)在106～108Ω范圍內(nèi)。

（3）、防靜電容器在電子設(shè)備研制生產(chǎn)過(guò)程中，一切貯存、周轉(zhuǎn)SSD的容器（元器件袋、轉(zhuǎn)運(yùn)箱、印制板架、元器件存放盒等）應(yīng)具備靜電防護(hù)性能。不允許使用金屬和普通塑料容器。必要時(shí)，存放部件用的周轉(zhuǎn)箱應(yīng)接地。

（4）

、離子風(fēng)靜電消除器消除絕緣材料表面的靜電荷應(yīng)使用離子風(fēng)靜電消除器。

（5）、防靜電工作服

a、進(jìn)入防靜電工作區(qū)或接觸SSD的人員應(yīng)穿防靜電工作服，防靜電工作服面料應(yīng)符合GB12014規(guī)定。

b、在相對(duì)濕度大于50%的環(huán)境中，防靜電工作服允許選用純棉制品。（6）、防靜電工作鞋進(jìn)入防靜電工作區(qū)或接觸SSD的人員應(yīng)穿防靜電工作鞋，防靜電工作鞋應(yīng)符合GB4385的有關(guān)規(guī)定。一般情況下允許穿普通鞋，但應(yīng)同時(shí)使用導(dǎo)電鞋束或腳跟帶。

（7）

、防靜電運(yùn)輸車轉(zhuǎn)運(yùn)SSD或含有SSD的整、部件時(shí)，應(yīng)采用有防靜電性能的運(yùn)輸車。五、防護(hù)靜電的基本設(shè)備及材料市場(chǎng)種類繁多,品質(zhì)差異極大WRS-10特色:1.可調(diào)式,鍍銀絲材質(zhì)2.抗過(guò)敏、超低抗阻(10)3.傳導(dǎo)性最佳,產(chǎn)品壽命長(zhǎng)4.臺(tái)灣、英國(guó)專利設(shè)計(jì),防止二次ESD靜電腕帶靜電腕帶測(cè)試器靜電腕帶屬消耗品,有一定壽命應(yīng)定期測(cè)試,以確保腕帶發(fā)揮正常作用WRST-1T-A特色:1.掛牆式或可攜式兩用2.新式面板設(shè)計(jì),操作簡(jiǎn)易WRST-1T-A腕帶型靜電排放監(jiān)視器腕帶測(cè)試有其空窗期OK-8002特色:1.世界五國(guó)專利,集合腕帶、腕帶測(cè)試器與手錶“三合一”2.24小時(shí)監(jiān)視,確保靜電排放正常3.極適合高價(jià)值、高敏感的電子產(chǎn)品4.金屬內(nèi)緣材料,導(dǎo)電性佳,不產(chǎn)生纖維絲,尤適合淨(jìng)房5.0伏迴路設(shè)計(jì),不以人體測(cè)試導(dǎo)電阻抗,符合最新環(huán)保要求接地系統(tǒng)監(jiān)視器您如何確保廠房接地確實(shí)?如果廠房接地突然故障,則所有靜電防護(hù)措施皆屬“白做工”O(jiān)K-8405的特色:1.24小時(shí)自動(dòng)監(jiān)視報(bào)警2.接地正常時(shí)提供保險(xiǎn),接地

出狀況時(shí)立刻警告3.可選擇採(cǎi)用英規(guī)、日規(guī)或臺(tái)規(guī)4.操作簡(jiǎn)易,彌補(bǔ)靜電接地配備的

唯一盲點(diǎn)靜電測(cè)試儀器ACL-800ACL-600SRM-100-OKLCD顯示表面電阻測(cè)試表量測(cè)電阻係數(shù):103~1012ohms/sq相對(duì)濕度:10%~90%RH溫度:0℃~37.7℃精確度:103~108ohms/sq,±5%109~1012ohms/sq,±5%尺寸:15”*12”*4”重量:14

pounds靜電電位檢測(cè)表精確度:±5%尺寸:14?”*9”*31/3”重量:2

pounds表面抗阻測(cè)試表精確度:±5%尺寸:5”*3”*1”重量:6ounces測(cè)量範(fàn)圍

:103~1012ohms/square靜電包裝防護(hù)材料導(dǎo)電搬運(yùn)箱防靜電桌墊4500防靜電液適合用於IC包裝和運(yùn)輸上及對(duì)於靜電引敏感度高的零件.顏色:黑色材料:天然和人造橡膠與導(dǎo)電碳顏色:上層綠色,下層黑色厚度:2mm表面阻抗: 上層:108-109/sq

下層:103-105/sq靜電消失測(cè)試:5000V至OV<2秒鐘操作溫度:從負(fù)20度到70度C附1M接地線尺寸:80cm*1000cm*2mm100cm*1000cm*2mm(10M/捲)120cm*1000cm*2mm容量:1加侖/2加侖/5加侖表面抗阻:107~109ohms/sq每加侖可塗覆面積:20002呎~25002呎靜電防護(hù)用品防靜電手套OK-GN001(Nitrile)

防靜電指套OK-FC001

防靜電腳環(huán)OK-HS001顏色:白色尺寸:大/中/小材質(zhì):淨(jìng)房/手術(shù)房用,無(wú)粉Nitrile顏色:白色、粉紅色尺寸:超大/大/中/小材質(zhì):100%超耐自然橡膠,不含矽油表面阻抗:(ohms/square):最大1011外型:D型環(huán)扣材質(zhì):單一導(dǎo)電橡膠材質(zhì)罩環(huán)表面阻抗:

外層導(dǎo)電表面阻抗(黑色):104

內(nèi)層導(dǎo)電表面阻抗(藍(lán)色):109

導(dǎo)電織帶(藍(lán)色):103含1Meg電阻包裝與運(yùn)輸材料

導(dǎo)電印刷袋導(dǎo)電棧板

六、靜電的防護(hù)及注意事項(xiàng)1、那些地方應(yīng)防護(hù)靜電?供應(yīng)商入庫(kù)檢驗(yàn)入庫(kù)自動(dòng)/手動(dòng)插件焊接運(yùn)送運(yùn)送運(yùn)送運(yùn)送流水線運(yùn)送運(yùn)送運(yùn)送運(yùn)送組裝線測(cè)試及檢驗(yàn)包裝出貨運(yùn)送運(yùn)送運(yùn)送客戶運(yùn)送電子工廠作業(yè)流程:2、我們?yōu)楹伪仨氉鲮o電防護(hù)?因?yàn)?靜電是無(wú)所不在,只是程度不同靜電放電是微電子元件最大的、是防不勝防的敵人靜電放電最大的傷害不是立即將產(chǎn)品打壞,而是將產(chǎn)品變成“危險(xiǎn)良品”的半不良品,使得產(chǎn)品在客戶手中產(chǎn)生嚴(yán)重的可靠性問(wèn)題,或“突然故障”的巨大災(zāi)難!依據(jù)美國(guó)、歐洲、及日本電子產(chǎn)品製造商的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),如果他們?cè)诋a(chǎn)品組立封裝過(guò)程或處理零件時(shí),實(shí)施了嚴(yán)格的防靜電防護(hù),成品良率一定顯著提高。3、如何進(jìn)行靜電防護(hù)一般守則:a.必須只在防護(hù)靜電區(qū)中處理對(duì)靜電敏感的元件b.所有對(duì)靜電敏感的元件都必須以防靜電包裝袋來(lái)包裝與運(yùn)送,以防止靜電放電所產(chǎn)生的傷害c.所有人員都必須施以適當(dāng)?shù)撵o電防護(hù)講習(xí),所有防靜電區(qū)都應(yīng)貼上明確的警示標(biāo)語(yǔ)d.以上三點(diǎn)也需所有供應(yīng)商通力配合實(shí)用守則:a.在靜止、有接地的工作環(huán)境中:

使用手環(huán)、靜電、指套、桌墊等全套配

備.b.在元件或人員須經(jīng)常移動(dòng)的工作環(huán)境中:

使用排放靜電或防靜電的包裝容器,並視情 況使用離子風(fēng)扇以調(diào)節(jié)空氣中的靜電量。4、對(duì)靜電敏感的元件MOS :金屬氧化半導(dǎo)體JFET :接面場(chǎng)效半導(dǎo)體ECL :射級(jí)控制邏輯MR/GMR :磁錄/巨型磁錄元件LSI/VLSI :大型積體電路5、組裝SMT/PC板時(shí)應(yīng)注意的靜電防護(hù)措施

1）確實(shí)保證您廠房的接地沒(méi)問(wèn)題,而且廠房接地到您

生產(chǎn)線上的接地暢通無(wú)阻(使用OK-8405).2）教育所有作業(yè)員及領(lǐng)班,認(rèn)識(shí)正確的防靜電措施.3）線上所有的作業(yè)員一律配戴靜電腕帶,領(lǐng)班未戴上

腕帶前,不可觸摸PC板(使用WRS-10).4）每天至少一次(例如:進(jìn)廠時(shí)),定期檢查靜電腕

帶(使用WRST-1T-A).5）如果生產(chǎn)的是高價(jià)值、高靜電敏感的電子產(chǎn)品,則

應(yīng)使用隨時(shí)監(jiān)測(cè)靜電排放的腕帶監(jiān)視器

(使用OK-8002).6）儘可能配戴防靜電手套或指套(使用OK-GN001).

7）把所有焊接及測(cè)試儀器適當(dāng)?shù)亟拥?

8）儘可能使用防靜電的工作檯工具,例如:控溫烙

鐵、IC夾子、吸錫線槍、清潔滴瓶或吸煙器等…(使

用OK手工具系列).

9）生產(chǎn)線工作檯鋪設(shè)靜電桌墊,周圍地面上鋪靜電地墊

(使用OK桌墊/地墊).

10）使用排放靜電或不產(chǎn)生靜電的容器盒來(lái)運(yùn)送所有對(duì)

靜電敏感的元件或半成品(使用OK元件運(yùn)送盒).

11）避

免使用塑膠手柄的工具,並把所有不用的塑膠品

移離工作區(qū).

12）如果一些塑膠或產(chǎn)生靜電的笨重設(shè)備無(wú)法移走,應(yīng)

考慮使用離子產(chǎn)生器,經(jīng)由空氣中和其表面的靜電

(使用OK離子風(fēng)扇).6、防靜電注意事項(xiàng)1）所有接觸PCB的人員必須正確佩帶靜電手環(huán).2）必須在防靜電設(shè)施的工作臺(tái)進(jìn)行PCB裝配﹐插