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什么是静电 ？

什么是静电 ？. 静电：. 静止未流动的电荷。能够长时间停留在某些物料上。. 静电放电：. 当两个带不同静电电位的物件相互接近到某程度或接触时，静电从一个物件突然流放到另一物件上的现象。. 静电荷的基本单位：. 库伦 Coulomb (C). 静电量. 决定静电量的主要因素：. 材料（包括材料的相对性）. 接触面积和表面粗糙情况. 接触力. 分离速度. 环境湿度. 在干燥和快速移动活动中使用不当的材料容易产生高静电和增加静电破坏风险！. 湿度的考虑. 空气中的水气增加空气的导电性，因此减少静电的产生或累积。。。. 相对湿度越高越好 ( > 60% ).

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什么是静电 ？

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Presentation Transcript

  1. 什么是静电 ？ 静电： 静止未流动的电荷。能够长时间停留在某些物料上。 静电放电： 当两个带不同静电电位的物件相互接近到某程度或接触时，静电从一个物件突然流放到另一物件上的现象。 静电荷的基本单位： 库伦 Coulomb (C)

  2. 静电量 决定静电量的主要因素： • 材料（包括材料的相对性） • 接触面积和表面粗糙情况 • 接触力 • 分离速度 • 环境湿度 在干燥和快速移动活动中使用不当的材料容易产生高静电和增加静电破坏风险！

  3. 湿度的考虑 空气中的水气增加空气的导电性，因此减少静电的产生或累积。。。 • 相对湿度越高越好 ( > 60% ) • 高湿度对于一些考虑 ( 例如污染 ) 不利 • 折中湿度要求 40% ~ 60% • 干燥而带杂质的空气，在高速流动下也容易产生静电

  4. 什么湿度适合？ • 30% 是防静电的下限要求 ( 试验观察到“中和电流”在>30%左右出现 ) • 70% 是常用的上限（基于污染冷凝等考虑） ESD控制的推荐40 % ~ 60% R.H.范围 美国军标MIL-STD-1695 推荐30 % ~ 70% R.H.

  5. 什么湿度适合？ 重要的观念 … 湿度不应该作为主要的ESD控制手段 ! 只能作为后备的“安全网” ! 湿度的作用类似离子风机，但效率较低。而且湿度控制的成本也可能十分可观。

  6. 生产线上常见的静电源 • 工作台 漆, 腊面, 塑胶和乙烯树脂等。 • 椅子 玻璃纤维,塑胶, 表面处理木料等。 • 地板 表面处理木料, 腊面, 乙烯树脂等。 • 工作人员 衣物, 头发, 鞋子, 手套等。 • 包装 塑胶袋, 气泡包装, 海绵, 盒子等。 • 组装 塑胶工具, 喷射式清洁剂, 吸锡工具, 电烙铁, 刷子, 热风枪, 吸尘机, 等。

  7. 静电的储存 静电量的储存能力决定于物件的电容量： Q = CV 决定C的因素: Charging resistance • 材料（介电常数） • 大小 ESD source • 形状 C 高电容值能够储存更多的电荷，因此有更高的风险

  8. 材料的电阻特性 1. 绝缘体 不导电，有较高的介电常数 2. 导体 导电性好，介电常数差 3. 阻抗体 介于绝缘体和导体的性能之间

  9. 静电是否有危害？ 电荷如果保持在“静止”状态下是安全的！ ESD 则可能具巨大破坏性 !

  10. 闪电现象 云内部的流动造成电子的脱离 强大的电场使附近的空气离子化，异性相吸 离子流动组成导电通道，快速放电形成

  11. 放电速度 决定静电放电速度的主要因素∶ • 放电途径的导电性 • 放电环境的相对湿度 • 材料的表面湿度 • 静电荷的自然中和速度

  12. ESD 造成的破坏 半导体是最容易受到静电破坏的器件 ... 常见的破坏有 : • 击穿 • 界面过热烧损 • 金属熔化 • 以上的混合模式

  13. ESD 破坏种类 严重损坏： 完全失去功能。 例如： 金属熔化, 短路等。 局部损坏： 部分功能退化。 潜在损坏： 部分功能退化，使用中继续退化，直到完全失效。 暂时失效： 数据电路中的功能受到干扰或Data遗失。 看个别使用情况而定，局部损坏可能进一步变成潜在损坏！

  14. ESD 造成的破坏 静电破坏前 静电破坏后

  15. ESD 破坏的风险 微型化和更高度集成不利于静电防御。。。 USA 1206 0805 0603 0402 0201 Japan 3216 2012 1608 1005 0502 对静电的破坏更加敏感 !

  16. 缺乏管制意识的主要原因 1. 人体能感觉出静电存在的水平为 2,000 ~ 4,000 volts，但 敏感器件只须 < 100 volts便能被损坏 ( 大部分 < 1,000 volts ) 2. 大部分的静电破坏是潜在的，并不能够被马上识别出。 3. 找出静电破坏的证据和根源一般相当不容易，而且成本可 能很高。 4. 缺乏培训和对问题的重视。

  17. ESD 破坏 有三种途径可以对ESDS器件造成破坏： 1. 对ESDS器件直接放电 2. 从ESDS器件对外放电 3. 间接对ESDS器件放电

  18. ESD 控制基本要求 • 内置保护设计 • 制定所需控制程序 • 建立测量设备 / 工具 • 控制材料和工具的选择采购 • 接地设计 • 技术 / 操作 / 运作培训

  19. 为什么使用“地” ？ • “地” 是良好的导体和电荷载体 • “地”的体积和容量巨大，任何吸收 的电荷量都不会改变其电位 • 方便，到处可得

  20. 接地保护 控制原理： 提供放电途径，使带电物件通过放电和受保护物件达到相同电位。 控制条件： 接地的物件必须有足够的导电性( < 1012 /  ) 所有物件都必须连接到同一点（至少在同一 EPA中必须如此）。 注意事项： 放电速度必须得到控制，不能太快或太慢 ( 105 < R < 109 为佳) 。

  21. 操作注意事项 以下的做法能够协助您减少静电破坏 ... • 尽量减少手工操作和接触ESDS件。 • 让ESDS器件保持在原包装中，直到组装或使用。 • 在接触ESDS件之前接地放电。 • 将所有工作范围内的物件，包括桌面、盒子、推车、工具 等进行接地。然后才开始工作。 • 运送ESDS件时使用有足够静电保护的包装。 • 在从包装中取出ESDS件前先触摸包装本身。

  22. 操作注意事项 • 将所有的电子器件以 ESDS 件看待。 • 在只有设置防静电保护措施的工作台处理ESDS件。 • 避免使 ESDS 件在任何表面上推动摩擦。 • 工作中任何时候都保持人员的接地措施（如带好腕带等）。 • 如果没有使用防静电工作服，一般衣物必须有足够的距离。 • 只以PCBA的边缘握板。

  23. 静电防御中的测量工作 为什么测量工作十分重要？ 1. 科学性管理的必备做法 ( 不是感觉猜测 ) 2. 提供比较的条件和平台 ( 材料 / 工具选择, 审计结果等 ) 但不幸的是 … 测量技术在静电控制中也是个较弱的环节 !

  24. 防静电腕带测试器 • 腕带在测试时应该有轻拉动 等动作，以测出不良接触等不明显问题 • LED / 蜂鸣器警报方便操作

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