技術(shù)文章

防靜電過(guò)程

一、ESD知識(shí)介紹：
ESD的意思“靜電釋放”的意思，它是英文：Electro-Static discharge的縮寫(xiě)。從原子學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，塑料、紙張和其它材料通常都是中性的。每一原子中帶正電的原子核與其周圍帶負(fù)電的電子云中和。當(dāng)兩種材料，不論是通過(guò)壓力還是通過(guò)摩擦接觸分開(kāi)后，電子就會(huì)游離材料的表面，從而產(chǎn)生靜電區(qū)。電子減少的材料表面呈正電性，而帶多余電子的材料表面呈負(fù)電性，這兩種帶電材料會(huì)吸引周圍帶相反電荷的材料以使電性中和，如果帶電材料是導(dǎo)電性的，則靜電荷很快會(huì)通過(guò)材料轉(zhuǎn)移到地面上，如果材料在印刷中帶電，則靜電荷會(huì)轉(zhuǎn)移到機(jī)器表面。如果材料是絕緣體，則靜電荷會(huì)在幾個(gè)小時(shí)、幾周甚至幾個(gè)月以后逐漸漏掉

二、靜電的產(chǎn)生：
靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，產(chǎn)生的方式多種，如接觸、摩擦等。靜電的特點(diǎn)是高電壓、低電量、小電流和作用時(shí)間短的特點(diǎn)。靜電就是一個(gè)靜止不動(dòng)的帶電電荷，靜電大多數(shù)通常是由于摩擦和分離造成的，摩擦引起熱，促使材料內(nèi)部中的分子活躍起來(lái)，然后兩種物質(zhì)被分離，電子從一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到其它物質(zhì)就可能發(fā)生了。

當(dāng)電子轉(zhuǎn)移，缺乏或過(guò)多電子能創(chuàng)造一個(gè)電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)就是我們所知靜電。這個(gè)靜電場(chǎng)數(shù)量產(chǎn)生依賴于摩擦或分離的物質(zhì)，依賴于摩擦或分離的數(shù)量，以及周圍環(huán)境的相對(duì)濕度。
在原子之間很容易轉(zhuǎn)移電子（或電荷）的物質(zhì)稱之為導(dǎo)體。那些不能轉(zhuǎn)移電子（或電荷）的物質(zhì)稱之為絕緣體。不論導(dǎo)體還是絕緣體在靜電作用下都可能帶電荷。
人體自身的動(dòng)作或與其他物體的接觸，分離，摩擦或感應(yīng)等因素，可以產(chǎn)生幾千伏甚至上萬(wàn)伏的靜電。
靜電在多個(gè)領(lǐng)域造成嚴(yán)重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業(yè)中的兩大危害。
生產(chǎn)過(guò)程中靜電防護(hù)的主要措施為靜電泄露、耗散、中和、增濕，屏蔽與接地。
人體靜電防護(hù)系統(tǒng)主要有防靜電手腕帶，腳腕帶，工作服、鞋襪、帽、手套或指套等組成，具有靜電泄露，中和與屏蔽等功能。
靜電防護(hù)工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，任何環(huán)節(jié)的失誤或疏漏，都將導(dǎo)致靜電防護(hù)工作的失敗。
三、靜電的危害：
靜電在我們的日常生活中可以說(shuō)是無(wú)處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾千伏甚至幾萬(wàn)伏。平時(shí)可能體會(huì)不到，人走過(guò)化纖的地毯靜電大約是35000伏，翻閱塑料說(shuō)明書(shū)大約7000伏，對(duì)于一些敏感儀器來(lái)講，這個(gè)電壓可能會(huì)是致命的危害。

靜電學(xué)主要研究靜電應(yīng)用技術(shù)，如靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電生物效應(yīng)等。更主要的是靜電防護(hù)技術(shù)，如電子工業(yè)、石油工業(yè)、兵器工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠工業(yè)以及興航與軍、事領(lǐng)域的靜電危害，尋求減少靜電造成的損失近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，靜電放電的電磁場(chǎng)效應(yīng)如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問(wèn)題，已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑料,橡膠等的制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程的高速化,使得靜電能積累到很高的程度,另一方面，靜電敏感材料的生產(chǎn)和使用, 如輕質(zhì)油品, 火藥, 固態(tài)電子器件等,工礦企業(yè)部門受靜電的危害也越來(lái)越突出,靜電危害造成了相當(dāng)嚴(yán)重的后果和損失。它可以在不經(jīng)意間將昂貴的電子器件擊穿，造成電子工業(yè)年損失達(dá)上百億美元。在興航工業(yè)，靜電放電造成火箭和衛(wèi)星發(fā)射失敗，干擾興航飛行器的運(yùn)行。1967年7月29日，美國(guó)Forrestal航空母艦上發(fā)生嚴(yán)重事故，一家A4飛機(jī)上的導(dǎo)彈突然點(diǎn)火，造成了7200萬(wàn)美元的損失，并損傷了134人，調(diào)查結(jié)果是導(dǎo)彈屏蔽接頭不合格，靜電引起了點(diǎn)火。1969年底在不到一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)荷蘭、挪威、英國(guó)三艘20萬(wàn)噸超級(jí)油輪洗艙時(shí)產(chǎn)生的靜電引起相繼發(fā)生爆炸。
我國(guó)近年來(lái)在石化企業(yè)曾發(fā)生30多起因靜電造成了嚴(yán)重火災(zāi)爆炸事故。許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都建立了靜電研究機(jī)構(gòu)，我國(guó)從60年代末開(kāi)始開(kāi)展了一些靜電研究工作，80年代開(kāi)始以來(lái),我國(guó)的靜電研究發(fā)展極為迅速。1981年成立了中國(guó)物理學(xué)會(huì)靜電專業(yè)委員會(huì)并召開(kāi)了弟、一次全、國(guó)靜電學(xué)術(shù)會(huì)議,全、國(guó)性的和各地方的靜電學(xué)術(shù)會(huì)議不斷召開(kāi)，靜電研究和應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣,科研隊(duì)伍不斷壯大。
四、靜電例子：
靜電在某些形式下是很容易看得見(jiàn)，電荷能夠?qū)δ忝刻旃ぷ髦薪佑|的電子元?dú)饧鹱饔?。不幸的是，這些作用是非常危險(xiǎn)并且不是那么顯而易見(jiàn)。
典型的靜電電壓
你每日所做的很多常規(guī)活動(dòng)可能在你身體上產(chǎn)生電荷，它是對(duì)你的元?dú)饧袧撛诘奈：Α?/span>
靜電釋放作用的損失
你可以感覺(jué)到3000伏靜電放電并且僅感覺(jué)到靜電在閃電，但是很小的電荷就可以損害你的半導(dǎo)體元?dú)饧?。在你的設(shè)備上使用的很多元?dú)饧挥眯∮?000伏電壓就可被損壞掉，一些還低于10伏電壓就可被損壞掉。
靜電釋放破壞的類型
靜電對(duì)于元?dú)饧膿p壞有潛在失敗形式或?yàn)?zāi)難性的失敗形式。
1．潛在失敗形式-------結(jié)果導(dǎo)致門限泄漏。
2．災(zāi)難性失敗形式-------發(fā)生有兩種形式（直接的和潛在的）。
當(dāng)直接災(zāi)難性失敗模式發(fā)生時(shí)，一個(gè)元?dú)饧谀滁c(diǎn)上是被擊穿，它將再也不能起到作用。這種靜電放電損毀類型既簡(jiǎn)單易發(fā)現(xiàn)，因在測(cè)試中它通常能被測(cè)到。
當(dāng)潛在失敗發(fā)生時(shí)，靜電放電使元?dú)饧?duì)于某點(diǎn)上削弱或受傷，在測(cè)試中，它將仍然可以通過(guò)。但是，長(zhǎng)時(shí)間受傷的元?dú)饧?huì)引起不、良的表現(xiàn)，導(dǎo)致系統(tǒng)失敗。因?yàn)闈撛谑“l(fā)生是在后面的檢查或是在公司的控制范圍內(nèi)，這個(gè)修理成本是非常高的，不僅這種類型損傷很難發(fā)現(xiàn)，它將幾次影響貴司產(chǎn)品的聲譽(yù)，當(dāng)混亂失敗模式發(fā)生時(shí)，一個(gè)靜電釋放引起一個(gè)電流漂移，它不是引起整個(gè)意義上的失敗。但是，在使用時(shí)可能斷斷續(xù)續(xù)地導(dǎo)致門限泄漏，以致引起軟件損失或儲(chǔ)存不正確信息。混亂或潛在失敗模式可能通過(guò)貴司質(zhì)量控制的測(cè)試項(xiàng)目，因?yàn)樗豢赡芡ㄟ^(guò)正常測(cè)試程序被察覺(jué)到、感覺(jué)到或看到。就好象你將不會(huì)在一個(gè)被污染的手術(shù)室里進(jìn)行外科手術(shù)那樣，在沒(méi)有充足的防靜電保護(hù)措施下，你應(yīng)該永不接觸、組裝或修理電子裝配。
五、防靜電控制方法：
1.接地
接地對(duì)于減少在導(dǎo)體上產(chǎn)生的靜電荷是非常重要的，人體是導(dǎo)體，并且是主要靜電產(chǎn)生的發(fā)源地。因此，我們必須減少在接觸敏感防靜電元件或組件的人身上產(chǎn)生的靜電荷。預(yù)防在人體上產(chǎn)生靜電是通過(guò)人體接地。
幾種個(gè)人接地裝置
在工業(yè)中，手腕帶是常用的接地裝置。手腕帶將可靠且有效地排走你身體上的靜電荷，合理地發(fā)揮一個(gè)手腕帶的作用需要合理地接觸皮膚。一個(gè)臟的或松的手腕帶可能保留著漏走的靜電荷，使防靜電控制失效。導(dǎo)電的鞋類或腳接地可以被使用或補(bǔ)充手腕帶不足。
工作站接地裝置

導(dǎo)電或靜電耗散工作表面是一個(gè)靜電可靠工作站必不可少的一部份，特別是那些用手組裝發(fā)生的地方，當(dāng)使用手腕帶，對(duì)于干凈工作表面并且合適地接到一個(gè)公共點(diǎn)上接地是必要的，導(dǎo)電或靜電耗散材料能夠產(chǎn)生靜電荷，但是當(dāng)合適地把他們接地后，他們可以有效地漏走靜電荷。
2.隔離
下一個(gè)概念是在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過(guò)程中隔離元?dú)饧徒M件。從帶電物體或帶電靜電場(chǎng)中隔離出來(lái)。在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過(guò)程中，絕緣體是較好的方式來(lái)阻止靜電釋放損傷發(fā)生。既然接地不能排走靜電荷或絕緣體，它是有必要從他們中隔離敏感元?dú)饧徒M件。在靜止工作、出貨、搬運(yùn)區(qū)域減少常規(guī)塑膠和其它類型的絕緣體是好方法從絕緣體中隔離產(chǎn)品。隔離也可通過(guò)限止進(jìn)入整個(gè)工作區(qū)域或工作站來(lái)完成。
總結(jié)，我們利用這個(gè)事實(shí)，靜電荷不能進(jìn)入由導(dǎo)體材料或?qū)w層做成的容器。這個(gè)效應(yīng)被稱作法拉弟杯效應(yīng)。在儲(chǔ)存和運(yùn)輸電子元?dú)饧蜓b載線路板時(shí)，確保有近似法拉弟杯特性的容器被使用，這些容器將會(huì)從靜電釋放擊傷當(dāng)中隔離出來(lái)。
法拉弟杯
這種類型法拉弟杯通常用在控制靜電釋放，它是金屬袋、導(dǎo)電袋、有蓋的周轉(zhuǎn)盒，這些法拉弟杯可以攜帶這些在表面上的靜電荷并且在打開(kāi)之前將它移走。
3.中和
由于接地和隔離將不能從絕緣體諸如人工合成的布或常規(guī)塑膠當(dāng)中釋放電荷，所以中和就顯得重要了。從絕緣體中中和或移走在制程工作中自然產(chǎn)生的電荷，稱之為電離。離子是存在于空氣中簡(jiǎn)單帶電物質(zhì)，離子是由于自然能源物質(zhì)產(chǎn)生的，它包括太陽(yáng)光、照明、露天為焰和輻射。
我們可以通過(guò)離子發(fā)生器人造成萬(wàn)上億的離子，離子發(fā)生器使用高電壓產(chǎn)生一個(gè)平衡的混合帶電離子，并且用風(fēng)扇幫助離子漂移到物體上或區(qū)域里中和。離子化可以在八秒鐘內(nèi)中和在絕緣體上的靜電荷，因此可以減少他們潛在的引起的傷害。通過(guò)離子化中合不是接地或隔離的替代品，離子化僅減少靜電釋放事故發(fā)生的可能性或風(fēng)險(xiǎn)。
4.預(yù)防

預(yù)防是你另外一個(gè)重要措施或重要裝置。這是在靜電釋放控制中關(guān)鍵的因素。其它人或你在與電子元?dú)饧佑|的工作中必須意識(shí)到靜電釋放的危險(xiǎn)，理解它們，適應(yīng)它們將比任何靜電釋放控制材料都值得注意重要的事情。

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