1、靜電防護方面理論知識培訓1一、靜電概念的初步認識：1、概述：靜電作為一種自然現象，由于它本身的特性會對一些事物造成危害。從傳統的觀點來看，它是火工、化工、石油、粉碎加工等行業引起火災、爆炸等事故的主要誘發因素之一，也是亞麻、化纖等紡織行業加工過程中的質量及平安事故隱患之一，還是造成人體電擊危害的主要原因之一。尤其靜電放電對電子產品造成的危害，據日本80年代中期的一項統計資料說明，在失效的半導體器件中，有45是因靜電危害造成的。電子消費類產品的生產廠家，產品質量優劣關系著公司的營利情況關系著公司的前程。為了向用戶提供優質滿意的產品，從加強制造過程質量控制角度出發，靜電防護是一項非常重要的工作；而

2、為了讓操作者掌握防靜電方面的知識，能夠結合實際生產，進一步標準操作要求，從而降低生產中的不良品損耗。對公司的員工進行靜電防護方面的知識培訓也是整個靜電防護工作的重要一項。 22、靜電、靜電現象：自然界中的一切物質是由分子構成，分子又是由原子組成的。原子是構成一切化學元素的最小粒子，它由帶正電的原子核和帶負電的圍繞著原子核旋轉的電子組成，在自然狀態下，原子的這種正、負電荷是相等的，物質處于電平衡狀態，即對外界表現為不帶電。當某種條件下，物質原子中的電平衡狀態被打破時，喪失或獲得電子，物質就變為帶電狀態，這種呈現帶電的現象稱為帶電現象。另外按照物質所帶電荷的存在與變化狀態可分為動電（流電）現象和靜

3、電現象。 3日常現象：經過摩擦起電。（冬天枯燥氣候脫毛衣起火花）有被電擊的經過。電排斥力和電吸引力。（電視屏幕吸附灰塵）不同類型的電荷：正電荷（）和負電荷（）。法則：同性電荷相排斥、異性電荷相吸引。4電荷的本質：原子和物質的結構電荷的平衡：電子數目質子數目電中性：電子數目質子數目帶正電荷：電子數目質子數目帶負電荷：電子數目質子數目只需改變電子數目就可以起電單位：庫侖（C）一顆電子帶有1.6X1019C的電荷絕緣體（如塑膠）：不輕易讓電子通過或逃逸導電體（如金屬）：容許電子自由通過或逃逸摩擦起電感應起電5概括地說靜電是一種處于相對穩定狀態的電荷，它所引起的磁場效應較之電場效應可以忽略不計，靜電可

4、由物體間的接觸與別離、電場感應、介質極化、帶電微粒附著等許多物理過程而產生。靜電現象是由于帶電體的靜電場作用而引起的靜電放電、靜電感應、介質極化以及靜電力作用等物理現象的統稱。靜電現象廣泛存在于自然界、工業生產和人們的日常生活中。例如，大氣閃電是最具代表性的自然界靜電現象之一，它是兩塊帶不同性質電荷的云層間發生靜電放電的結果。在氣候枯燥的冬季，脫衣服時常常聽到服裝間、服裝與人體間放電的響聲，并伴以在暗處可見的火花；再如電視機的顯示屏易吸收、附著灰塵，這也是由于空氣灰塵受靜電吸引所出現的靜電現象。 63、物體是如何產生靜電的？固體的帶電方式有：固體接觸帶電 固體別離帶電 物體摩擦帶電（是由接觸和

5、別離帶電的合成） 固體感應帶電固體其他帶電方式(斷裂、剝離、壓電、熱電、電解、駐極體帶電等) 74、人體靜電人是一個特殊的導體。人與各種物體之間的接觸、別離和人體自身的活動，都會導致靜電的發生，并蘊藏著大量的不定因素，例如接觸面積、壓力、外表狀況、著裝和鞋子狀況等。人的導體性質表現為人體對于通過的電流具有一定的阻值范圍。另外人可以因與地面接觸情況的差異，表現為不同的人體對地電容值。根據實驗說明，人在地毯上行走，在短短的30秒內，人體身上帶的靜電電壓可以從0V增加到20000V。此時，若手接觸金屬門把手時，由于靜電放電會有觸電的感覺，嚴重的會引起昏厥現象。如果此時接觸或靠近集成塊等靜電敏感器件，

6、足以擊穿該器件。8（一）、人體帶電方式:摩擦起電：人活動時身上所穿的衣服、鞋子、手套相互摩擦，或鞋子與地面、其他物體發生摩擦，人脫衣服、拿放物品等都會使人體帶電。感應起電：當不帶電的人體與帶電的物體靠近而進入帶電體的靜電場時，由于靜電感應原理使人體感應起電。此時，如果人體與地之間絕緣，則成為靜電場中的孤立帶電體。傳導起電：人體直接接觸帶電體時，或者與帶電體接近發生靜電放電時，都可使帶電體上的電荷發生轉移而達于人體，并使人體和所穿衣物帶電；或是人在帶有靜電的微粒粉體和霧狀液粒空間活動和工作時，帶電的粉塵、霧、灰塵或離子等吸附于人體上，也可能使人體及所穿衣物產生附著帶電。9101112目前世界上只

7、做到12萬伏靜電的實驗13（二）、人體靜電的危害人體電擊：帶了電的人體接近接地體時，會由于靜電放電產生的瞬間沖擊電流流過人體的某一部位而引起電擊。同樣，原來不帶電的人體當接近一個帶電物體時，也會由于靜電放電發生人體電擊事件。電擊的嚴重程度與靜電能量、電壓和帶電體的電容量有關。如表(電容為470pf的帶靜電體發生人體電擊時人體的生理效應)。引發爆炸和火災：人體的電容一般為100pf，人體電阻一般為1.5k左右，故人體充電（放電）時間常數RC=0.5微秒。假設人體電位為2KV，則人體存儲的靜電能量W=1/2CU2 =0.2mj，這樣的能量在0.5微秒的極短時間內泄放，瞬間脈沖高，平均功率到達千瓦以

8、上，足以引發局部混合氣體的燃燒的爆炸。對靜電敏感電子產品的工作造成損害：人體靜電位可高達數百、數千甚至上萬伏特，足以使敏感電子元件發生電擊穿，包括硬擊穿（造成突然永久失效）和軟擊穿（一般表現為暫時失效）。145、靜電所形成的傷害、損失：靜電造成的平安危害和產品危害，可能是通過以下幾種模式表現出來。其中，尤以靜電放電作用危害最嚴重、最普遍。 靜電庫侖力（電場力）作用危害 靜電放電危害 靜電感應危害 15靜電庫侖力（電場力）作用危害：積聚于物體上的靜電荷，將在其周圍空間產生電場。電場中的物體將會受到靜電庫侖力的作用。（庫侖定律：表示兩個靜止點電荷間相互作用力的定律。其值與兩點間的電荷量的乘積成正比

9、，而與它們的距離的平方成反比。同性電荷相斥，異性電荷相吸，力的方向沿著兩個電荷點的連線。庫侖力是電場力，由于帶電體的靜電場作用，使其附近的帶電體受到電場的作用力。）當置于電場中的物體是一個非帶電體時，如果它是導體，則將在其上產生靜電感應；如果它是絕緣體，則將在其上產生極化。無論是哪種情況，都會使物體受到力的作用，并在該力的作用下使物體轉動，使其長度方向與電場方向趨向一致。如果電場是均勻的，作用于感應電荷或極化電荷上的庫侖力都不會使物體發生位置移動。但是，如果電場是非均勻的，作用于感應電荷或極化電荷上的庫侖力都將使物體朝向電場強的方向移動。這就是說，在非均勻電場中即使物體不帶電，也會被帶電體所吸

10、引，這是因為帶電體附近電場強度大。電場的非均勻性越高，這種吸引力越大。一般情況下，物體所產生的靜電，其靜電力在每平方米幾牛頓的水平上，這雖然只是磁鐵作用力的萬分之一，但它對于輕細的毛發、紙屑、塵埃、纖維等足以產生明顯的吸附作用。正是這種庫侖力的吸附，對不同行業和不同生產環境與條件以及不同產品，構成了各式各樣的危害。在半導體（例如硅片）和器件制造過程中，IC的生產制造工藝已經可以做到0.11微米級，而且廣泛使用石英及高分子物質制作的器具和材料，由于它們具有高絕緣性，在生產過程中可積聚大量電荷而產生強的靜電。這樣高的靜電其力學效應會使車間空中的塵埃吸附在半導體芯片上，可能導致極間短路而使成品率下降

11、。16靜電放電危害：靜電荷在物體上的積聚，從能量的角度表現為靜電能的存儲，并在周圍產生電場。當帶電體所具電位和附近某一物體具有的較低電位之間呈現的電場強度超出二者之間介質的擊穿強度時，便會產生靜電放電以泄漏電能，瞬間出現很高的電流強度，并伴有聲、光、熱和電磁輻射等。當垂直帶電的物體外表的靜電壓高于2500V時，可向空氣放電。對于人體靜電放電，通過實驗可知，瞬間的放電電流可達1A以上，這樣高的電流足以造成僅能通過微安電流的某些CMOS器件芯片電路的損壞。較高能量的靜電放電可產生頻帶幾百千赫茲幾十兆赫茲，電平高達毫伏的干擾場強，能使計算機和低電平數字電路發生翻轉效應，導致誤動作。因此，靜電放電是靜

12、電危害的主要模式。典型的靜電放電危害包括以下方面：引發火災和爆炸事故造成人體電擊造成產品損害造成對電子設備正常運行的工作干擾17靜電感應危害：在靜電帶電體周圍，在其電場力線作用所及的范圍內，將使處在此區域中的孤立（與地絕緣）導體或半導體外表上產生感應電荷，其中與帶電體接近的外表帶上與帶電體符號相反的電荷，另一端則帶上與帶電體符號相同的電荷。由于整個物體與地絕緣，電荷不泄漏，故其所帶正負電荷由于帶電體電場的作用而維持平衡狀態，但總電量為零。但是，物體外表正負電荷完全別離的這種存在狀態，使其充分具有靜電帶電的本性。顯然，其電位的幅值取決于原帶電體所形成的電場強度。靜電感應是使物體帶電的一種方式，因

13、此，感應帶電體既可產生庫侖力吸附，又可產生其他相鄰近的物體發生靜電放電，并造成這兩種模式的各種危害。例如，電子元件在加工制造過程中，因各種原因產生的靜電源可能在器件引線、加工工具、包裝容器上感應出較高的靜電電壓，并由此引起半成品和產品的靜電損害。18電子產品生產、加工制造中的靜電源：工作外表（封臘、涂漆或浸漆外表 、普通乙烯樹脂或塑料 ） 地板 （打臘拋光木板 、普通乙烯樹脂基磚或薄板 ）工作服 （普通潔凈室工作服、普通合成料服裝、非導電工作鞋）椅子 （普通油漆木椅 、乙烯基或玻璃纖維椅 ）包裝和操作 （普通塑料口袋、罩、封皮、膠帶、普通塑料存儲器具 ）組裝、清洗、測試和維修區儀器設備 19二

14、、靜電危害的防護靜電的產生幾乎是難以防止的，但可以通過各種行之有效的措施加以防護，以使其降低到可以接受的程度，并盡可能地減少危害。工程中實用的靜電防護措施盡管五花八門，但其根本思路總是緊密圍繞以下幾點：盡量減少靜電荷的產生。對已產生的靜電荷盡快予以消除，包括加速其泄漏、中和及降低它的強度。最大限度地減少靜電危害。嚴格靜電防護管理，以保證各項措施的有效執行。 201、防止靜電的形成控制環境的濕度和溫度 控制和改換材料 防護人體、設備帶電 控制生產工藝 21控制環境的濕度和溫度 濕度對于降低靜電危害具有重大的影響。這是因為物體（尤其是某些具有吸濕性能的絕緣體）在高濕條件下，其外表因吸附水份而形成一

15、層薄的導電層，會讓物體外表的靜電荷迅速泄漏和把靜電荷散逸到整個材料的外表，因而降低了它的強度。從靜電防護的角度出發，濕度應盡可能的大，因為濕度越大靜電發生的程度越低，對靜電的防護越有利。但從生產工藝和測量的角度出發時，電子產品生產環境的濕度要求不宜過大，通常要求將相對濕度RH控制在4560范圍內。除了這些環境之外，為防止靜電的發生，環境濕度要盡可能地大。還應盡量降低環境溫度。22控制和改換材料 了解易于產生靜電的部位和零件材料，將其中之一改換為與之在靜電序列中位置較近的材料，使相互對外層電子的能力差不多，這樣產生靜電較少或將其中之一改為靜電導體，這樣靜電不易產生。塑料、尼龍、有機玻璃、人造纖維

16、等為絕緣體，易磨擦產生靜電，且不易耗散。 人手兔毛正()玻璃云母人發尼龍羊毛毛皮鉛絲綢鋁紙棉布鋼木板琥珀封蠟硬橡膠鎳、銅黃銅、銀金、鉑硫磺醋酸人造纖維聚脂明膠奧綸聚氨脂聚乙烯聚丙烯負()聚氯乙烯聚三氟氯化乙烯聚合體硅聚四氟乙烯232、消除已產生的靜電消除靜電主要用泄漏法和中和法，前者適用于靜電導體，后者適用于靜電非導體。（1）、泄漏靜電的方法有三種： 接地 提高周圍環境濕度 增加材料的電導率（2）、中和靜電的方法 24接地靜電危害防制方法中，接地是最有效且經濟的方法。蓄積在導體上的電荷，會在一次放電中將能量完全釋放，是常見靜電危害產生的原因，防制的方法，就是將所有導體連接在一起，然後接地，並保

17、持低的接地電阻，使導體上的電荷迅速向大地散逸，不致引起靜電放電的危害。導電性設備對地電阻小於106時，及操作人員對地電阻小於108時，就已達到接地的效果，在工業生產過程中，因為摩擦等所能產生的最大靜電電流為10-4A，若是人為的操作(最大速度約為1m/s)所所產生的最大靜電電流約為10-6A，因此估計，上述兩項電流分別流過106與108時，在電阻(導電性設備)上所得到電壓為100V，所以選擇100V為界限，因為低於100V時不致引燃易燃性環境。導電性設備實施靜電接地外，通常亦實施電機設備接地(如：電力系統接地、避雷系統接地等)，故為實際工程需要，可採行通行用於許多情況下的接地電阻值為10。導電

18、性設備實施接地，在實行上會遇到許多困難，因為有許多金屬桶實施接地等)，又有大量的絕緣材料被使用於設備中，造成導電性設備或元件絕緣，因疏忽未被發現，因此實施靜電接地須注意下述事項：人員教育訓練、導電性設備實施接地、定期檢查及維護。25增加材料的電導率物質蓄積靜電荷的上下與靜電散逸速度之快慢有關，通常電阻值愈低的物質，其靜電散逸速度愈快，不易累積靜電，反之，電阻值愈高的物質，其靜電散逸速度愈慢，容易累積很高的靜電。在一般環境下，靜電材料的外表或體積電阻係數，在1011/square或1010m以下即可，若在易爆性環境中，則抗靜電材料的外表或體積電阻係數，須在108/square或106m以下。使物

19、質具有抗靜電能力的方法有以下三種：1. 物質本身具有抗靜電能力，如：棉、木材、紙及土壤等，但這些物質的抗靜電能力，會受到溫度及相對濕度的影響，而成為絕緣性的物質。2. 在絕緣性物質的外表塗佈抗靜電物質，如：碳粉、抗靜電劑等，可使絕緣性物質外表形成導電層。大多數的商用抗靜電劑塗佈於物質外表，藉由外側之親水基，吸附空氣中水份，提高物質外表的導電度，因此環境中相對濕度的上下，會影響物質外表導電層的效果，一般在相對濕度40% 50%以下時，其效果會降低。3. 在絕緣材料製造過程中參加碳粉、抗靜電液或金屬纖維等，使物質成為抗靜電材料或導電性材料。在橡膠、塑膠或液體製造過程中，參加碳粉或金屬粉，可提高其導

20、電性，成為導電性材料，而且其效果不受相對濕度的影響，但卻會改變材本身的持性。 在化工製程中經常遇到靜電荷累積在絕緣的產品或設備上，若能採用抗靜電的產品或設備，並實施接地，則靜電荷能很容易地向大地散逸。26中和靜電的方法 中和靜電也是消除靜電的一種方法。在某些場合中不便使用ESD防護材料時，或必須將某些高絕緣易產生靜電的用品存放在工作臺或工藝線上時，為了保證產品質量就必須對操作環境采取靜電中和措施。靜電中和是借助離子靜電消除器或感應式靜電刷來實現。靜電中和的原理：將正負離子與靜電源上的正負靜電荷中和，從而消除靜電源上積聚的靜電荷。靜電消除器按工作原理不同，可分為感應式靜電消除器、交流型靜電消除器、穩態直流型靜電消除器、脈沖直流型靜電消除器和同位素靜電消除器。273、人體防靜電系統該系統主要由防靜電腕帶、工作服、鞋襪等組成，必要時還需增加防靜電帽、手套、指套等。28電子產品操作人員為何要佩戴防靜電腕帶？ 操