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            靜電的產生、影響及防護
            來源:信息產業部防靜電產品質檢中心 | 作者:信息產業部防靜電產品質檢中心 | 發布時間: 2011-09-23 | 918 次瀏覽 | 分享到:
            靜電的產生、影響及防護

            靜電的產生、影響及防護

            靜電的產生、影響及防護 
            一、靜電的產生:
            1.摩擦:在日常生活中,任何兩個不同材質的物體接觸后再分離,即可產生靜電,而產生靜電的最普通方法,就是摩擦生電。材料的絕緣性越好,越容易是使用摩擦生電。另外,任何兩種不同物質的物體接觸后再分離,也能產生靜電。
            2. 感應: 針對導電材料而言,因電子能在它的表面自由流動,如將其置于一電場中,由于同性相斥,異性相吸,正負電子就會轉移。
            3. 傳導:針對導電材料而言,因電子能在它的表面自由流動,如與帶電物體接觸,將發生電荷轉移。
            二、靜電對電子工業的影響
            集成電路元器件的線路縮小,耐壓降低,線路面積減小,使得器件耐靜電沖擊能力的減弱,靜電電場和靜電電流成為這些高密度元器件的致命殺手。同時大量的塑料制品等高絕緣材料的普遍應用,導致產生靜電的機會大增。日常生活中如走動,空氣流動,搬運等都能產生靜電。人們一般認為只有CMOS類的晶片才對靜電敏感,實際上,集成度高的元器件電路都很敏感。
            A.靜電對電子元件的影響
            1. 靜電吸附灰塵,改變線路間的阻抗,影響產品的功能與壽命。
            2. 因電場或電流破壞元件的絕緣或導體,使元件不能工作(完全破壞)。
            3. 因瞬間的電場或電流產生的熱,元件受傷,仍能工作,壽命受損。
            B、靜電損傷的特點:
            1.隱蔽性人體不能直接感知靜電,除非發生靜電放電,但發生靜電放電,人體也不一定能有電擊的感覺。這是因為人體感知的靜電放電電壓為2-3KV。
            2.潛伏性有些電子元器件受到靜電損傷后性能沒有明顯的下降,但多次累加放電會給器件造成內傷而形成隱患,而且增加了器件對靜電的敏感性。已產生的問題并無任何方法可治愈。
            3.隨機性電子元件什么情況下會遭受到靜電破壞呢?可以這么說,從一個元件生產后一直到它損壞以前所有的過程都受到靜電的威脅,而這些靜電的產生也具有隨機性。由于靜電的產生和放電都是瞬間發生的,及難預測和防護。
            4.復雜性靜電放電損傷分板工作,因電子產品的精細,微小的結構特點而費時、費事、費錢,要求較復雜的技術往往需要使用掃描電鏡等精密儀器,即使如此有些靜電損傷現象也 難以與其他原因造成的損傷加以區別,使人誤把靜電損傷失效當作其它失效,這是對靜電放電損害未充分認識之前,常常歸咎于早期失效或情況不明的失效 ,從而不自覺的掩蓋了失效的真正原因。
            5.嚴重性ESD問題表面上看來只影響了制成品的用家,但實際上亦影響了各層次的制造商,如:保用費、維修及公司的聲譽等等。
            三、ESD三種型式
            1. 人體型式即指當人體活動時身體和衣服之間的摩擦產生摩擦電荷。當人們手持ESD敏感的裝置而不先拽放電荷到地,摩擦電荷將會移向ESD敏感的裝置而造成損壞。
            2.微電子器件帶電型式既指這些ESD敏感的裝置,尤其對塑料件,當在自動化生產過程中,會產生摩擦電荷,而這些摩擦電荷通過低電阻的線路非常迅速地瀉放到高度導電的牢固接地表面,因此造成損壞;或者通過感應使ESD敏感的裝置的金屬部分帶電而造成損壞。
            3.場感類型式即有強電場圍繞,這可能來之于塑性材料或人的衣服,會發生電子轉化跨過氧化層。若電位差超過氧化層的介電常數,側會產生電弧以破壞氧化層,其結果為短路。
            四、靜電防護             
            1.  接地
            接地就是直接將靜電過一條線的連接泄放到大地,這是防靜電措施中最直接最有效的,對于導體通常用接地的方法,如人工帶防靜電手腕帶及工作臺面接地等。
            接地通過以下方法實施:
            1) 人體通過手腕帶接地。

            2) 人體通過防靜電鞋(或鞋帶)和防靜電地板接地。
            3) 工作臺面接地。
            4) 測試儀器,工具夾,烙鐵接地。
            5) 防靜電地板,地墊接地。
            6) 防靜電轉運車,箱,架盡可能接地。
            7) 防靜電椅接地。
            2. 靜電屏蔽
            靜電敏感元件在儲存或運輸過程中會暴露于有靜電的區域中,用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對電子元件的影響,最通常的方法是用靜電屏蔽袋和防靜電周轉箱作為保護。另外防靜電衣對人體的衣服具有一定的屏蔽作用。
            3. 離子中和
            絕緣體往往是易產生靜電,對絕緣體靜電的消除,用接地方法是無效的,通常采用的方法是離子中和(部分采用屏蔽),即在工作環境中用離子風機等,提供一等電位的工作區域。
            因此在防靜電材料和防靜電設施中,均是按這三種方式派生出來的產品,可分為防靜電儀表,接地系統類防靜電產品,屏蔽類防靜電包裝,運輸及儲存防靜電材料,中和類靜電消除設備,以及其它防靜電用品。
            A.防靜電儀表
            1.手腕帶/腳帶/防靜電鞋綜合檢測儀也叫人體綜合測試儀-用途:用于檢測手腕帶,腳帶,防靜電鞋是否符合要求。
            2.測試腳帶及防靜電鞋時,需增加一塊金屬板及儀表連接的導線。
            3.除靜電離子風機檢測儀-用途:定期對離子風機平衡度和衰減時間進行檢測及校驗以確保離子風機工作在安全的指標范圍。
            4.靜電場探測儀也叫靜電測試儀或者靜電電壓表-用途:測量靜電場以反映靜電的存在,以電壓形式讀數,用來測試環境的靜電強度。一般受環境影響和靜電瞬間特性,很難真實反映實際情況。
            5.靜電屏蔽袋測試儀-用途:用于檢測靜電屏蔽袋的屏蔽效果。
            6.表面電阻測量儀-用途:用于測量材料表面電阻,體積電阻。
            B.接地類防靜電產品
            1.防靜電手腕帶:廣泛用于各種操作工位,手腕帶種類很多,建議一般采用配有1兆歐姆電阻的手腕帶,線長應留有一定余量。
            2.防靜電手表:需要其它防靜電措施的補救(如:增設離子風機,戴防靜電腳跟帶等)才能取得較好的防靜電效果。建議不要大量采用佩帶防靜電手表的方式。
            3.防靜電腳帶/防靜電鞋:廠房使用防靜電地面后,應配戴防靜電鞋帶或穿防靜電鞋,建議車間以穿防靜電鞋為主,可降低灰塵的引入。操作人員工再結合配帶防靜電手腕帶效果將會更佳。
            4.防靜電臺墊:用于各工作臺表面的鋪設,各臺墊串上1兆歐電阻后與防靜電地可靠連接。 
            5. 防靜電地板: 防靜電地板分為:PVC地板、聚胺脂地板、活動地板。
            6.防靜電蠟和防靜電油漆:防靜電蠟可用于各種地板表面增加防靜電功能及使地板更加明亮干凈, 防靜電油漆可用于各種地板表面,也可涂于各種貨架,周轉箱等容器上。
            C.屏蔽類防靜電包裝運輸及儲存材料
            1.防靜電周轉箱、防靜電元件盒:用于車間單板和部件的周轉,運輸及儲存。
            2.防靜電屏蔽袋:用于單板和部件的包裝、運輸和儲存,具有一定的防潮效果。
            3.防靜電膠帶:用于各種包裝箱等
            4.防靜電IC料條及IC托盤:用于生產車間IC元器件的儲存、搬運。禁止在使用前,露天存放IC;或拆開包裝運輸。
            5.防靜電貨架、手推車及工作臺:防靜電貨架、手推車廣泛用于電子裝配車間的單板、部件的周轉,搬運等。防靜電貨架及工作臺要有防靜地連接,手推車上的防靜電墊應有金屬鏈與防靜電地接觸
            6.防靜電工作服工作鞋:在具有靜電敏感元器件,具有一定潔凈度要求的加工車間,一般應嚴格要求員工穿戴防靜電工作服工作鞋
            7.防靜電手指套:如操作工位員工需經常手拿工件或靜電敏感元器件時,有必要戴防靜電手指套。
            D.中和類設備
            1.離子風機:按放置方式有臺式、臥式、懸掛式之分,按孔的多少分單頭離子風機、雙頭離子風機、三頭離子風機、四頭離子風機、五頭離子風機,還有適合惡劣環境和需要大范圍以及快速消除靜電使用的離子風鼓,臺式離子風機、臥式離子風機和單頭離子風機可以在工作臺上放置,也可以懸掛式安裝,雙頭、三頭、四頭、五頭均是懸掛式離子風機,離子風機只需要插上220V電源即可使用、風量均可調節,除離子風鼓外,受風量的限制,離子風機適合消除靜電對靜電殘余電壓要求比較高的場所,除塵功能相比其他除靜電設備的效果會遜色一些;
            2.離子風槍:分普通離子風槍、塑性槍體離子風槍、大頭離子風槍、TOP GUN離子風槍(又叫高精密離子風槍,適合要求等級很高的凈化房使用),離子風槍一般都是手握性的,消除靜電和除塵同時進行,需要外接壓縮空氣,要求氣源不含水份和油(一般空氣壓縮機均裝有濾油濾水的裝置,如果沒有,可在五金店購買,每個30-100元不等);
            3.離子風咀:有普通離子風咀、感應式離子風咀(自動感應物體吹風)、一般固定安裝在流水線上使用;
            4.離子風蛇:類似于離子風咀,區別在于有底座,風管可折,可以隨意改變吹風方向;
            5.離子風棒:按材質分,有銅棒(離子銅棒、離子風銅棒)、鋁合金棒(離子鋁棒、離子風鋁棒、離子風簾),按離子產生方式分電離式、感應式,銅棒一般有電離子,鋁合金棒一般為感應式,長度一般按需要定做,有帶風的和不帶風的之分、一般安裝在設備上使用;
            6.除靜電網:一般安裝在車間頂部的進風口使用,凈化房安裝較好,可覆蓋整個房間,尺寸按要求定做。

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