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电子工业静电防护指南电子工业静电防护指南目录目录第1章静电基本概念；第章静电基本概念；第2章电子工业中的静电问题；第3章静电防护原理；第4章防静电工作区（EPA）的构成和技术要求；第5章EPA的防静电工艺与质量管理；第章防静电系统的检验第6章EPA防静电系统的检验；第7章静电放电模型与器件、设备ESD敏感度测试第1章静电基本概念小节：11静电的定义与不同类型的电1.1静电的定义与不同类型的电；1.2静电的产生；13静电屏蔽导静电静电耗散静电绝缘材料的划分；1.3静电屏蔽、导静电、静电耗散、静电绝缘材料的划分；1.4摩擦分离起电的极性排列与难起静电材料（抗静电材料）；料）；1.5静电感应与静电屏蔽；1.1静电的定义与不同类型的电1.静电的定义:一种处于相对稳定状态的电荷.(1)ESD（Electro-Staticdischarge）的意思是“静电释放”。国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD，中文名称为静电阻抗器;国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD，中文名称为静电阻抗器;2.静电具有的特点:①高电位小电量对地分布的电容小泄放与放电时间短①.高电位,小电量,对地分布的电容小,泄放与放电时间短;②.受环境条件影响(湿度,40~60%)；3不同类型的电：3.不同类型的电：有以下3种类型：①.处于稳定状态不产生流动的电荷称为静电；①处于稳定状态不产流动的电荷称为静电；②.在导体中，电荷随着外施恒定不变的电场，做定向运动形成的电流称为直流电；③.在导体中，电荷随着外施周期性方向变化的电场，做周期性方向变化的运动形成的电流称为交流电。4.几种常见的静电物理量纲及换算:1.2静电的产生1.静电的产生:固体起电，粉体起电（喷粉工艺），液体起电（喷油工艺）2.固体起电产生：摩擦分离,剥离,感应;3.摩擦分离：导电金属&导电金属（中和）；导体&绝缘体，导体（电位低），绝缘体（电位高）-放电绝缘体&绝缘体,各点静电压不一样，静电很大；剥离1导静电材料:1.3静电防护材料的划分1导静电材料:定义：带电体上的电荷能迅速耗散和泄漏的材料；表面和体积电阻率分别小于：1X107欧，1X106欧.m；(GB12158，防止静电事故通用导则);2静电屏蔽材料:2.静电屏蔽材料:定义：防止静电场通过或穿入的材料;体积和表面电阻小于1X103欧;（ANSI/ESDS541）3静电耗散材料3.静电耗散材料;定义:带电体上的电荷由于静电中和、泄漏、放电而使之部分或全部消失的现像的材料；表面电阻率1X107欧~1X1011欧，体积电阻率：1X106~1X1010欧（GB12158，防止静电事故通用导则）体积和表面电阻511欧体积和表面电阻1X105~1X1011欧；(IEC61340-5-1)4.静电绝缘材料；定义:不能耗散和泄漏静电荷的材料；定义不能耗散和泄漏静电荷的材料；表面和体积电阻率等于或大于：1X1011欧，1X1010欧.m；体积和表面电阻大于1X1011欧；(IEC61340-5-1);总结：常规下划分总结：常规下划分a.＜1X103欧(静电屏蔽材料)b1X102~1X105欧(导静电材料)b.1X101X10欧(导静电材料)c.1X105~1X1011欧(静电耗散材料)d.＞1X1011欧(静电绝缘材料)1.5摩擦分离起电的极性排列与难起静电材料（抗静电材料）；电材料（抗静电材料）；1.6静电感应与静电屏蔽定义：在外电场的作用下，导体中电荷在导体中重新分布的现象；分布的现象；静电屏蔽定义:为了避免外界电场对仪器设备的影响或为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使的电场对外界的影响，用个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，这就叫做静电屏蔽;静电屏蔽分类：被动蔽静电在蔽外如包装袋被动屏蔽（静电场在屏蔽外面）-如包装袋；主动屏蔽（静电场在屏蔽内部）-接地，如内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩，电子管用金属管壳；第2章电子工业中的静电问题静电对电子产品的危害小节2.1静电效应与静电对微电子制造业的危害；22静电放电敏感器件（SS或SS器件）2.2静电放电敏感器件（SSD或ESDS器件）；2.3电子生产、使用环境中的静电源与静电防护场所;2.1静电效应与静电对微电子制造业的危害1.吸附尘埃2.静电放电及产生的宽带电磁脉冲效应3.静电场感应及放电2.2静电放电敏感器件（SSD或ESDS器件）人体模型：人体静电对电子产品，用100pF的电容容串联一个1.5K欧电阻；机器模型：模拟带电导体对电子器件机器模型发生静电放电；带电器模型带电器模型，电子器件本身在加工，处理运输引起摩擦而带电，接触人体或导体，产生静电放电；2.3电子生产、使用环境中的静电源与静电防护场所防护场所第3章静电防护原理小节静电耗散及泄漏3.1静电耗散及泄漏;3.2静电中和;33静电屏蔽与接地;3.3静电屏蔽与接地;3.4环境增湿;静电耗散的原理：3.1静电耗散及泄漏静电耗散的原理：将电子生产用的各类用品（装备）用ESD防护材料来制备,当因各种原因在其上产生的静电时，通过静电消散使其静电不能在用（装备）某点或某区域积累，降低单位面积的静电电量，从而起到降低静电电位作用，防止静电放电的发生。静电泄漏的原理：带电体上的电荷通过内部和其表面等途径，而使之部分或全部消失的现象；1.静电耗散及泄漏一般要求：1.静电耗散及泄漏般要求：将各类ESD防护用品（装备）仪器设备，生产存储环境的导体等与大地之间进行电气连接，将积累或感应的静电泄放到大地；人体各类防护品装备任表与接地极之间静电泄漏电系统电人体，各类ESD防护用品（装备）任一表面与接地极之间静电泄漏电阻（系统电阻）小于1G欧（1X109欧）都可以认为合格；2防静电材料（装备）使用中的安全问题2.防静电材料（装备）使用中的安全问题：①.在电子工业生产过程中，使用的电源有220V，380V或更改电压源，防静电装备（用品）最低电阻值需要用静电耗散材料（1M欧）；（用品）最低电阻值，需要用静电耗散材料（1M欧）；②.直接接触SSD的包装和工装器不宜使用表面电阻和体积电阻低于1X104欧导静电材料和金属制品,防放电和感应放电；人体不可超过5mA物体带静电5000V2S对地电压小于±100V物体带静电对地分布电容：200PF2S对地分布电容：200PF1静电中和定义3.2静电中和1.静电中和定义：带电体上的电荷与内部和外部相反符号的电荷（电子或离子）的复合而使所带的静电荷部分或全部消失的现像；2静电中和原理(离子静电消除器）2.静电中和原理：(离子静电消除器）利用无源自感式、直流高压、同位素（a射线）电离等原理，通过金属放电针或放射线使空气电离产生正负离子与静电电源上的正负电荷中和，从而消除静电源上积累的静电；离子静电消除器：残余电压小于±100V和±50V（IEC61340-5-1ANSI/ESDS20.20-1999)静电中和也可以采用静电刷（静电梳）来实现，它是在金属棒上装上一排导电纤维。当静电静电刷与绝缘物相接触时，在接触过程中。可因电晕、泄漏等消涂绝缘物上的静电；3静电中和使用场合3.静电中和使用场合：当不便使用ESD防护材料时，必须将某些高绝缘易产生静电的用品存放在工作台或艺线上时，或者要操作SSD时使用的各类用品存放在作台或艺线时，或者要操作时使用的各类器具不能良品接地时，为了预防静电积累及放电就必须对操作环境采取中和措施；3.3静电屏蔽与接地1.静电屏蔽原理：为了避免外界电场对仪器设备的影响或为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响;2静电屏蔽结构：2.静电屏蔽结构：屏蔽壳可以做成金属隔板式，盒式，也可以做成电缆屏蔽和连接器屏蔽；（屏蔽壳不可存在孔洞)3.使用场所：用于对高压电源产生的静电场屏蔽，SSD屏蔽；用于对高压电源产生的静电场屏蔽，SSD屏蔽；4.静电屏蔽类别：①.被动屏蔽（定义:静电场在屏蔽外面）理论上讲屏蔽体不一定需要接地为了其电位与地电位相等或为了屏蔽体电子设备接地与理论上讲屏蔽体不一定需要接地,为了其电位与地电位相等,或为了屏蔽体电子设备接地与屏蔽体存在较大原电位,因此需要屏蔽接地与设备接地互连；如静电屏蔽包装就是使用被动屏蔽原理;②主动屏蔽（定义：静电场在屏蔽内部）-屏蔽体必须接地保证屏蔽感应电流泄漏；②.主动屏蔽（定义：静电场在屏蔽内部）-屏蔽体必须接地，保证屏蔽感应电流泄漏；如内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩，电子管用金属管壳；环境增湿3.4环境增湿环境增湿表面电阻减小，使物体积蓄电荷可以更快在泄漏；对于静电达到最佳的控制环境相对湿度应保持在40%~70%；（最佳：65%~70%以上）；对于静电达到最佳的控制，环境相对湿度应保持在40%70%；（最佳：65%70%以上）；此方法不能常用；第4章防静电工作区（EPA）的构成和技术要求的构成和技术要求小节4.1EPA的构成；构成4.2EPA内的接地与防雷；1.EPA定义和总体技术要求：4.1EPA的构成定义和总体技术要求：EPA(electrostaticdischargeprotectedarea)-防静电工作区定义:配置各种防静电装备（用品）和设置接地系统（等电位连接）、能限制静电的积累和电位、具有边界和专门标记的生产、维护、存储、使用、装配SSD的场所。EPA的范围：生产车间和库房；电子机房（计算机、程序、测试机房等）；电子维修站（包括移生产车间和库房；电子机房（计算机、程序、测试机房等）；电子维修站（包括移动式）；临时维修点；电子方舱；发射平台；电子测控、通信、指挥中心；航空器；EPA技术要求：1)EPA内所有金属导体仪器设备防静电装备人员应接地适于与其他各类接地共1).EPA内所有金属导体、仪器设备、防静电装备、人员应接地，适于与其他各类接地共用一个接在体（如电力）；2).当不便采取静电泄漏和接地措施消除EPA内绝缘体、设备、工具（夹具）和各种操作产生的静电时应使用电离系统（离子静电消除器等）提供静电中和或采取屏蔽措施；产生的静电时，应使用电离系统（离子静电消除器等），提供静电中和或采取屏蔽措施；3).EPA内各种接地措施应符合GB50169—电气装置安装工程接地装置及验收规范)GB50057—建筑物防雷设计规范的标准相关要求；4)直接&间接接触SSD的操作均在EPA内进行在EPA之外对SSD必须提供防静电包装4).直接&间接接触SSD的操作均在EPA内进行，在EPA之外，对SSD必须提供防静电包装以保护，不允许将其暴露在防静电包装外；5).对于无接地系统有临时EPA，可使用接地钢钎做防静电接地。对于无法设置防静电接地临时EPA在操作人员、工作面（垫）、操作工具能接触到SSD的所有物体之间应采地临时EPA，在操作人员、工作面（垫）、操作工具能接触到SSD的所有物体之间应采取电气等电位平衡。6).如有实际需要，EPA应有电磁防护措施。电子生产厂房周围区域应无超高压输电线，大功率射频设备；7).EPA内环境洁身自好度应满足不同的SSD生产规定相关要求，湿度应在45%~75%范围)之内8).通常EPA的设计，应能对静电敏感度±100V以上SSD提供防护；2EPA硬件组成和要求2.EPA硬件组成和要求：1).人体静电防护用品：防静电工作服、防静电鞋（鞋束）、手腕带、手套（指套）帽子、袜子等；2).防静电物流传递用品：防静电包装（盒，箱、托盘），充填材料（泡沫塑料、发泡材料）运转车、周转器具、存放柜（架）、传输带等；3)防静电地坪3).防静电地坪；4).防静电操作系统：工作台、工作椅、工具类（电烙铁）；5).防静电接地系统；防静电独立接地系统或与其它几种接地共用系统；6)环境控制系统温度和湿度环境洁净度控制系统（温度计湿度计）6).环境控制系统：温度和湿度、环境洁净度控制系统；（温度计、湿度计）7).专用生产装联设备：采取防静电措施的生产装联设备（烘箱、波峰焊机、插装机、超声清洗机、喷漆设备、高压设备）8)特殊防静电用具