靜電的產(chǎn)生、影響及防護(hù)

 

　　一、靜電的產(chǎn)生：

 

　　1.摩擦:在日常生活中，任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電，而產(chǎn)生靜電的較普通方法，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(zhì)的物體接觸后再分離，也能產(chǎn)生靜電。

 

　　2.　感應(yīng)：　針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如將其置于一電場(chǎng)中，由于同性相斥，異性相吸，正負(fù)電子就會(huì)轉(zhuǎn)移。

 

　　3.　傳導(dǎo)：針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如與帶電物體接觸，將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。

 

　　二、靜電對(duì)電子工業(yè)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(chǎng)和靜電電流成為這些高密度元器件的致命殺手。同時(shí)大量的塑料制品等高絕緣材料的普遍應(yīng)用，導(dǎo)致產(chǎn)生靜電的機(jī)會(huì)大增。日常生活中如走動(dòng)，空氣流動(dòng)，搬運(yùn)等都能產(chǎn)生靜電。人們一般認(rèn)為只有CMOS類的晶片才對(duì)靜電敏感，實(shí)際上，集成度高的元器件電路都很敏感。

 

　　A．靜電對(duì)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(chǎn)品的功能與壽命。

 

　　2.　因電場(chǎng)或電流破壞元件的絕緣或?qū)w，使元件不能工作（完全破壞）。

 

　　3.　因瞬間的電場(chǎng)或電流產(chǎn)生的熱，元件受傷，仍能工作，壽命受損。

 

　　B、靜電損傷的特點(diǎn)：

 

　　1.隱蔽性人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜電放電，但發(fā)生靜電放電，人體也不一定能有電擊的感覺(jué)。這是因?yàn)槿梭w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(méi)有明顯的下降，但多次累加放電會(huì)給器件造成內(nèi)傷而形成隱患，而且增加了器件對(duì)靜電的敏感性。已產(chǎn)生的問(wèn)題并無(wú)任何方法可治愈。

 

　　3.隨機(jī)性電子元件什么情況下會(huì)遭受到靜電破壞呢？可以這么說(shuō)，從一個(gè)元件生產(chǎn)后一直到它損壞以前所有的過(guò)程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)性。由于靜電的產(chǎn)生和放電都是瞬間發(fā)生的，及難預(yù)測(cè)和防護(hù)。

 

　　4.復(fù)雜性靜電放電損傷分板工作，因電子產(chǎn)品的精細(xì)，微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢，要求較復(fù)雜的技術(shù)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(xiàn)象也　難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其它失效，這是對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前，常常歸咎于早期失效或情況不明的失效　，從而不自覺(jué)的掩蓋了失效的真正原因。

 

　　5.嚴(yán)重性ESD問(wèn)題表面上看來(lái)只影響了制成品的用家，但實(shí)際上亦影響了各層次的制造商，如：保用費(fèi)、維修及公司的聲譽(yù)等等。

 

　　三、ESD三種型式

 

　　1.　人體型式即指當(dāng)人體活動(dòng)時(shí)身體和衣服之間的摩擦產(chǎn)生摩擦電荷。當(dāng)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(huì)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(duì)塑料件，當(dāng)在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生摩擦電荷，而這些摩擦電荷通過(guò)低電阻的線路非常迅速地瀉放到高度導(dǎo)電的牢固接地表面，因此造成損壞；或者通過(guò)感應(yīng)使ESD敏感的裝置的金屬部分帶電而造成損壞。

 

　　3．場(chǎng)感類型式即有強(qiáng)電場(chǎng)圍繞，這可能來(lái)之于塑性材料或人的衣服，會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)化跨過(guò)氧化層。若電位差超過(guò)氧化層的介電常數(shù)，側(cè)會(huì)產(chǎn)生電弧以破壞氧化層，其結(jié)果為短路。

 

　　四、靜電防護(hù)

 

　　1.　　接地

 

　　接地就是直接將靜電過(guò)一條線的連接泄放到大地，這是防靜電措施中較直接較有效的，對(duì)于導(dǎo)體通常用接地的方法，如人工帶防靜電手腕帶及工作臺(tái)面接地等。

 

　　接地通過(guò)以下方法實(shí)施：

 

　　1）　人體通過(guò)手腕帶接地。

 

　　2）　人體通過(guò)防靜電鞋（或鞋帶）和防靜電地板接地。

 

　　3）　工作臺(tái)面接地。

 

　　4）　測(cè)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(zhuǎn)運(yùn)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(chǔ)存或運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)暴露于有靜電的區(qū)域中，用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對(duì)電子元件的影響，較通常的方法是用靜電屏蔽袋和防靜電周轉(zhuǎn)箱作為保護(hù)。另外防靜電衣對(duì)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(chǎn)生靜電，對(duì)絕緣體靜電的消除，用接地方法是無(wú)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(huán)境中用離子風(fēng)機(jī)等，提供一等電位的工作區(qū)域。

 

　　因此在防靜電材料和防靜電設(shè)施中，均是按這三種方式派生出來(lái)的產(chǎn)品，可分為防靜電儀表，接地系統(tǒng)類防靜電產(chǎn)品，屏蔽類防靜電包裝，運(yùn)輸及儲(chǔ)存防靜電材料，中和類靜電消除設(shè)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(cè)儀也叫人體綜合測(cè)試儀－用途：用于檢測(cè)手腕帶，腳帶，防靜電鞋是否符合要求。

 

　　2.測(cè)試腳帶及防靜電鞋時(shí)，需增加一塊金屬板及儀表連接的導(dǎo)線。

 

　　3.除靜電離子風(fēng)機(jī)檢測(cè)儀－用途：定期對(duì)離子風(fēng)機(jī)平衡度和衰減時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)及校驗(yàn)以確保離子風(fēng)機(jī)工作在安全的指標(biāo)范圍。

 

　　4.靜電場(chǎng)探測(cè)儀也叫靜電測(cè)試儀或者靜電電壓表－用途：測(cè)量靜電場(chǎng)以反映靜電的存在，以電壓形式讀數(shù)，用來(lái)測(cè)試環(huán)境的靜電強(qiáng)度。一般受環(huán)境影響和靜電瞬間特性，很難真實(shí)反映實(shí)際情況。

 

　　5.靜電屏蔽袋測(cè)試儀－用途：用于檢測(cè)靜電屏蔽袋的屏蔽效果。

 

　　6.表面電阻測(cè)量?jī)x－用途：用于測(cè)量材料表面電阻，體積電阻。

 

　　B.接地類防靜電產(chǎn)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(zhǎng)應(yīng)留有一定余量。

 

　　2.防靜電手表：需要其它防靜電措施的補(bǔ)救（如：增設(shè)離子風(fēng)機(jī)，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(yīng)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(jié)合配帶防靜電手腕帶效果將會(huì)更佳。

 

　　4.防靜電臺(tái)墊：用于各工作臺(tái)表面的鋪設(shè)，各臺(tái)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(dòng)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(zhuǎn)箱等容器上。

 

　　C.屏蔽類防靜電包裝運(yùn)輸及儲(chǔ)存材料

 

　　1.防靜電周轉(zhuǎn)箱、防靜電元件盒：用于車間單板和部件的周轉(zhuǎn)，運(yùn)輸及儲(chǔ)存。

 

　　2.防靜電屏蔽袋：用于單板和部件的包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)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(chǎn)車間IC元器件的儲(chǔ)存、搬運(yùn)。禁止在使用前，露天存放IC；或拆開(kāi)包裝運(yùn)輸。

 

　　5.防靜電貨架、手推車及工作臺(tái)：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(zhuǎn)，搬運(yùn)等。防靜電貨架及工作臺(tái)要有防靜地連接，手推車上的防靜電墊應(yīng)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(yīng)嚴(yán)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(jīng)常手拿工件或靜電敏感元器件時(shí)，有必要戴防靜電手指套。

 

　　D.中和類設(shè)備

 

　　1.離子風(fēng)機(jī)：按放置方式有臺(tái)式、臥式、懸掛式之分，按孔的多少分單頭離子風(fēng)機(jī)、雙頭離子風(fēng)機(jī)、三頭離子風(fēng)機(jī)、四頭離子風(fēng)機(jī)、五頭離子風(fēng)機(jī)，還有適合惡劣環(huán)境和需要大范圍以及快速消除靜電使用的離子風(fēng)鼓，臺(tái)式離子風(fēng)機(jī)、臥式離子風(fēng)機(jī)和單頭離子風(fēng)機(jī)可以在工作臺(tái)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(fēng)機(jī)，離子風(fēng)機(jī)只需要插上220V電源即可使用、風(fēng)量均可調(diào)節(jié)，除離子風(fēng)鼓外，受風(fēng)量的限制，離子風(fēng)機(jī)適合消除靜電對(duì)靜電殘余電壓要求比較高的場(chǎng)所，除塵功能相比其他除靜電設(shè)備的效果會(huì)遜色一些；

 

　　2.離子風(fēng)槍：分普通離子風(fēng)槍、塑性槍體離子風(fēng)槍、大頭離子風(fēng)槍、TOP　GUN離子風(fēng)槍（又叫高精密離子風(fēng)槍，適合要求等級(jí)很高的凈化房使用），離子風(fēng)槍一般都是手握性的，消除靜電和除塵同時(shí)進(jìn)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(jī)均裝有濾油濾水的裝置，如果沒(méi)有，可在五金店購(gòu)買，每個(gè)30-100元不等）；

 

　　3.離子風(fēng)咀：有普通離子風(fēng)咀、感應(yīng)式離子風(fēng)咀（自動(dòng)感應(yīng)物體吹風(fēng)）、一般固定安裝在流水線上使用；

 

　　4.離子風(fēng)蛇：類似于離子風(fēng)咀，區(qū)別在于有底座，風(fēng)管可折，可以隨意改變吹風(fēng)方向；

 

　　5.離子風(fēng)棒：按材質(zhì)分，有銅棒（離子銅棒、離子風(fēng)銅棒）、鋁合金棒（離子鋁棒、離子風(fēng)鋁棒、離子風(fēng)簾），按離子產(chǎn)生方式分電離式、感應(yīng)式，銅棒一般有電離子，鋁合金棒一般為感應(yīng)式，長(zhǎng)度一般按需要定做，有帶風(fēng)的和不帶風(fēng)的之分、一般安裝在設(shè)備上使用；

 

　　6.除靜電網(wǎng)：一般安裝在車間頂部的進(jìn)風(fēng)口使用，凈化房安裝較好，可覆蓋整個(gè)房間，尺寸按要求定做。