「靜電/防靜電」基礎知識
一、 認識靜電
靜電是一種電能，他留存於物體表面，是物體表面過剩或不足的靜止電荷。靜電是正電荷和負電荷在區域性範圍內失去平衡的結果，靜電是通過電子或離子轉移而形成的。
工業上存在靜電的現象極其廣泛，在電子、石油、塑料、合成纖維、化工、醫療等行業中頻繁出現，並為人類所利用。但是人們往往忽視靜電現象的危害方面，只是在工業生產活動中，特別是電子產品生產過程中，由於機器故障或誤動作，人們才把他們當作靜電危害來處理。
靜電現象是電荷的產生和消失過程中產生電現象的總稱。
二、 靜電的特點
1、 靜電具有高電位、低電量、小電流和作用時間短等特點，裝置或物體上的靜電位最高可達數萬伏以至數十萬伏。在正常操作條件下也常達數百或數千伏，但所積累的靜電量卻很低，通常為毫微庫侖級，靜電流多為微安級，作用時間多為微秒級。
2、 靜電受環境條件，特別是濕度的影響較大，靜電測量時復現性差，瞬間現象多。
3、 從防靜電的角度考慮，當材料的體積電阻率超過1010歐姆時，材料耗散靜電的能力明顯減弱，從消除靜電的角度考慮，材料的體積電阻率不應高於1010歐姆。
三、 靜電產生的物理效應
1、 靜電荷產生的力學效應
物體產生靜電後，在其周圍形成靜電場，位於靜電場中的任何其它帶電荷都會受到電場的排斥或吸引。
2、 放電效應
當某些電介質、導體帶上靜電荷後，儘管所帶電荷量大，但由於自身對大地分布電容非常小，使得靜電電位較高。當垂直於物體表面的靜電場梯度較大時，可發生靜電的電（esd）。
3、 放電感應效應
當帶電體附近存在被絕緣的導體時，在該導體表面會出現感應電荷的現象。
四、 靜電的危害形式
1、 靜電吸附
生產中各物體所帶靜電位是非常高的，由於靜電的力學效應會使車間的浮游在吸附於半導體芯體上，灰塵也可能附著、積存於晶元以外的物體上。
2、 靜電放電引起了器件擊穿
由esd引起了元器件擊穿損害是電子工業，特別是電子產品製造業中最普通最嚴重的靜電危害，esd對元器件的損害後果導致其硬擊穿。所謂硬擊穿是一次性造成晶元介質擊穿，燒毀等永久性失效，軟擊穿則是造成器件的效能劣化或引數指標下降而在使用時成為隱患，由於器件引數變化很可能使整機執行不正常或執行一段時間後不能工作，因此軟擊穿比硬擊穿帶來了危害更大。
3、 靜電感應
當導體和電介質置於靜電場中，在其上感應出正或負靜電荷，其靜電電壓的幅值取決於靜電場強度，在半導體製造工序過程中產生了靜電源能在半導體芯線、工具、器件包裝容器等感應出較弱的靜電電壓，對半導體等介質放電。
4、 靜電放電時產生電磁脈中
靜電放電可產生頻帶幾百千赫茲至幾十光赫茲，電平放達幾十毫伏的電磁脈衝干擾，當脈衝干擾到計算機和低電率數位電路時，致使電路發生翻轉效應，出現誤動作，強能量脈衝干擾，可能靜電敏感器件破壞。
五、 電子生產車間環境中的典型靜電源
1、 人體靜電
在工業生產中，作為操作者的人體是最重要的靜電發生源之一，人體靜電導致元器件擊穿損壞和對電子裝置執行產生干擾的重要原因。
人體靜電主要是人的活動，包括人體與衣服、鞋襪等其他物體磨擦、接觸、分離、靜電感應或直接接觸及靜電體而產生。
（1） 步行起電
在絕緣地面如橡膠、木板、毛毯等地面上，腿的來回移動和抬起及衣服與人體的磨擦都可以產生靜電。
（2） 摩擦起電
人行動時，衣物間摩擦或者**服、帽子等剝離動作引起靜電產生。
（3） 靜電感應起電
人體是靜電導體，當帶電的物體靠近於帶電的人體時，由於靜電感應現象，人體出現電量相等符號相反的感應電荷。
（4） 影響人體帶電因素
①人體對地電阻
人體對地電阻主要是由鞋、襪和地面的電阻組成，人體對地電阻通常通過測量可以確定並能人為控制。
②不同布料製成的服裝和濕度關係。
③、人體電容
2、 電子裝聯生產中的靜電源
（1）工作服：作業人員穿用的普通工作服與工作檯面、工作椅摩擦時可產生0.2~10uc的電荷量,在服裝錶能產生6000v以上的靜電電壓並使人體帶電、當作業人員手持積體電路時，工作服與工作檯面放置的元器件接觸時，即可導致放電。
（2）工作鞋：一般工作鞋（橡膠或塑料鞋底）的絕緣電阻值達1013 ω以上，當與地面摩擦時產生靜電荷使人體和所穿服裝帶靜電。
（3）各種包裝的容器：用pe（聚乙烯）、pp（聚丙烯），ps（聚丙乙烯）造成器件等片擊穿，pur（聚氨脂）、abs、聚脂樹等等材料各的包裝和元件都可因磨擦、衝擊產生靜電荷對所包裝器件產生不良。
（4）終端臺，工作台、表面受到摩擦產生靜電，可對放置其上面的電子器件放電。
（5）各種絕緣地面、混凝土、打臘拋光地板、橡膠板等都可因摩擦產生靜電，另外因其較高絕緣電阻，作業人員帶靜電在其上時，不會短時間將靜電荷洩漏。
（6）某些電子生產裝置：焊烙鐵、波峰焊機等某些元器件裝配裝置及高壓變壓器，交直流電路都可在裝置上感應出靜電電壓，如不採取靜電洩漏措施，可使元器件在裝配過程中失效。
六、 靜電控制原理
1、 靜電洩漏和耗散
將各種操作運作過程中產生了靜電荷迅速洩漏和耗散是防止靜電危害行之有效的方法，靜電洩漏是通過替換電子生產過程中接觸到各類絕緣物而改用防靜電材料並使之接地來完成的。
防靜電材料又叫esd防靜電保護材料，從防靜電原理方面可以將其分成三類：導靜電、靜電耗散、電磁遮蔽耗散復合類，三種材料可以從導電性上加以區分。可以將表面電阻率和體積電阻率分別為107ω、106ω以下的材料定為導靜電材料，表面電阻率107~1011ω為靜電耗散材料，體積電阻率在10-4ω以下的為電磁遮蔽材料。
1 導靜電材料置於靜電場中，其表面積累靜電荷必須將其接地才能將表面層積累的靜電荷洩漏。
2 靜電耗散材料受到摩擦時，在其表面產生了電荷可以擴散和洩漏。
3 遮蔽材料電阻率極低為導電體，其受到摩擦表面起靜電荷，可用於遮蔽射頻和低頻電磁場。
2、 洩漏與接地
所謂靜電洩漏，就是將esd防護材料或導體上積累了靜電荷用某些導地方法、，將其洩漏到大地或者乙個表面積足夠大的懸浮接地體上。
電子工業靜電接地有軟接和硬接之分，軟接地是指地線串接阻值較高的電阻器後再與大地相連，軟接地目的在於將對地電流限制在人身安全範圍之下（通常這5ma）,軟接地所需要的電阻值大小,取決於靠近人員可能接觸到的交、直流電壓值。很多標準將軟體接地電阻值為1mω，硬接地是指將地線直接接地或通過一低電阻接地。一般情況，硬接地用於靜電遮蔽的儀器裝置、金屬體的接地。
七、 防靜電的基本要求
（一） 人體靜電防護系統
1、 防靜電腕帶：操作者**上的靜電是ssd損壞的最常見原因現場測試和有關資料表明在未採取有效的靜電防護措施的情況下，操作工手工插裝印製時手上靜電壓為110~360v ，進行錫作業時，手上靜電壓為160~450v；特別當操作者從坐椅上站起時，**靜電壓最高達1000v，而戴用防靜電手腕是解決這一問題的有效方法。移動作業人員應佩帶無繩防靜電手腕，流水線作業人員應佩帶有繩防靜電手腕。
（如上圖示）
2、 防靜電工作服、工鞋：由於人體是良好的導體，服裝的帶電會由於靜電感應而使**周身帶電，也形成一定的靜電壓。於是對於操作工而言就存在兩個可能的放電通道：
乙個是指尖與接地導體間的放電，另乙個是工作服與接地導體間的放電。防靜電手腕能消除第一種放電危險，但卻不能消除第二種放電危險。從將人體接地和防止人體和鞋子本身帶電的角度考慮，在車間地坪作成導電性地面的同時，必須要求操作者穿用具有一定導電性能的防靜電工作鞋。
3、 防靜電工作帽、指套：在生產半導體和積體電路的潔淨室以及高精密度電子產品的裝聯中，都要求操作者戴用防靜電的工作帽和指套。
（二） 靜電裝置防護系統
1、防靜電烙鐵：防靜電烙鐵應進行接地。烙鐵的絕緣手柄上塗敷少量防靜電液，為保證持續有效，每個2~3個月應重塗一次，用烙鐵焊接時最大的問題是多餘電流（漏電流或稱浪湧電流）流過元氣件時引起的危害。
為了防止漏電流的危害，一方面是提高烙鐵頭和電熱絲間的絕緣電阻，另一方面是降低烙鐵的供電電壓。
使用三插電源烙鐵必須接地
2、電批：電批必須接地。電批在使用過程中電批嘴高速旋轉，容易積聚靜電荷。在裝配過程中通過接觸元器件引起危害。必須通過接地將積聚的靜電荷釋放。
電批的接地線
3、測試儀器裝置外殼的接地：測試儀器在使用過程中會積累部分靜電荷，通過裝置外殼的接地可有效的釋放靜電荷。測試儀器包括：電視、示波器、伏安表、安裝夾具等等。
4、防靜電硬塑料容器：在電子產品的生產作業中。各工位、工序之間用於傳遞和貯放靜電敏感器件和印製板的各種容器，如元件盒、含多個元件盒的元件架、能插放印製板的周轉箱、周轉架等，一般都是硬塑料製品，使用較多的是abs、pe（聚乙烯）、pp（聚內烯）等材料，由於他們具有很高的電阻率，所以在生產過程中因接觸分離或摩擦會帶上很強的靜電，一般可達1kv~5kv或更高。
為此，必須對普通塑料製品進行防靜電處理或用防靜電塑料容器代替普通製品。
5、防靜電工作椅：為了全面控制人體靜電，操作者所做的工作椅（凳）必須是防靜電的。椅（凳）面材料可選用防靜電織物或防靜電海綿、防靜電軟塑料片、膠板等，其表面電阻率應介於106 ~107歐姆之間，也可用上述的防靜電材料製作成防靜電的靠背椅套和坐墊。
在作業中禁止坐用普通人造革面或塑料面的軟椅，也不能用木製椅代替防靜電椅。如果椅、凳的支腿是非金屬材料，或雖是金屬材料但有塑料、橡膠套腳時，則應將防靜電坐面接地。
6、防靜電膠皮（防靜電臺墊）：在操作ssd時，工作台上應鋪設用防靜電材料製成的防靜電臺墊，使所有與之接觸的ssd的端子、工具、器具、儀表、人體等都達到基本均一的電位，並通過適當的接地使靜電迅速洩放。通常是在墊上裝設若干接線端子，用以連線腕帶，然後墊子通過去時用106歐姆電阻接入靜電接地次地線。
流水線上防靜電膠皮的鋪設
工作台面上防靜電膠皮的鋪設
防靜電膠皮的接地
6、生產線用防靜電周轉車：用於周轉元器件、半成品等的小車。其車體用金屬或防靜電塑料製作。表面電阻rs≤1010歐姆，車輪應使用導電橡膠製作，車輪對地電阻r<109歐姆。
生產車間防靜電基本要求
一 靜電防護的基本原則 a 抑制靜電荷的積聚 b 迅速 安全 有效地消除已經產生的靜電荷。二 防靜電工作區場地 地面材料a 禁止直接使用木質地板或鋪設毛 麻 化纖地毯及普通地板革。b 應該選用由靜電導體材料構成的地面，如防靜電活動地板或在普通地面上鋪設防靜電地墊，並有效接地。c 允許使用經特殊處理過...
接地及防靜電要求
由於計算機網路系統的核心裝置都放置在計算機機房內，因而對機房提出了較高的環境要求，良好的接地系統是保證機房計算機及網路裝置安全執行，以及工作人員人身安全的重要措施.按照現行 電子計算機機房設計規範 要求，計算機機房應採用下列四種接地方式 1 交流工作接地，接地電阻 4 2 安全保護接地，接地電阻 4...
防靜電接地工程的安裝方法
此法適用於地形狹窄而又不便深挖的的條件差的情況。水平與垂直接地坑的深度均可適當比規定值淺些。最後，應該指出的是 上述施工方式是對一般工程而言 對一些大型或尖端技術工程常常要用大型網格狀地網，甚至使用 組成地網，這時可在原設計的地網中的金屬接地體周圍按下圖 垂直接地體的埋設 或下圖 水平接地體的埋設 ...