TP 靜電常識及ESD防護

一，靜電的類型：

一、靜電

1.根據分子和原子結構的理論 , 自然界中的一切物質都是由分子構成的 , 而分子又是由原子組成的。單質的分子由一個或幾個相同的原子組成 , 化合物的分子由兩個或兩個以上不同的原子組成。高分子材料具有更複雜的原子結構點陣排列，並含有更多種類及數量的原子。原子是構成一切化學元素的最小粒子，它由帶正電的原子核和帶負電的圍繞原子核旋轉的電子組成,電子的個數及排列層次因元素而異。

2.在自然狀態下，原子中的這種正、負電荷是相等的，物質處於電平衡的中性狀態，即不帶電。在靜電學中稱不帶電的物體為電的中性體。在某種條件下，當物質原子中的這種電平衡狀態被打破，丟失或獲得電子，物質即由中性狀態改變為帶電狀態。處於帶電狀態的物體在靜電學術語中稱為帶電體。物質在獲得電子而形成帶電體時稱為電子帶電，所帶電荷稱為負電荷；因失去電子而形成帶電體時，稱為空穴帶電，所帶的電荷稱為正電荷。

3.物體呈現帶電的現象，稱為帶電現象。物質的帶電現象是一種自然現象。按照物質所帶電荷的存在與變化狀態可分為動電（流電）現象和靜電現象。靜電現象指相對於觀察者而言，所帶的電荷處於靜止或緩慢變化的相對穩定狀態，動電現象則與此相反。顯然，在靜電情況下，由於電荷靜止不動或其運動非常緩慢，故它所引起的磁場效應較之電場效應來說可以忽略不計。

4.靜電可因多種原因而發生，例如物體間的摩擦、電場感應、介質極化、帶電微粒附著等許多物理過程都有可能導致靜電

二、靜電的類別

靜電防護材料通常以其電阻率作為類別劃分標誌。分為靜電導體（導靜電）材料和靜電耗散（耗散靜電）材料。早期有抗靜電材料類別的提法

1.靜電導體材料

指其表面或物體內部導電的材料，一般將表面電阻率小於或等於 1 × 105Ω /m2或體積電阻率小於或等於 1 × 104Ω? cm 的靜電防護材料劃歸靜電導體材料類。其中，又將表面電阻率小於× 104Ω/ m2或體積電阻率小於或等於 1 × 103Ω? cm 的材料定義為靜電屏蔽材料，即靜電屏蔽材料屬於靜電導體材料的一部分。

2.靜電耗散材料

指能快速耗散其表面或物體內部靜電荷的材料。其所具有的電阻率範圍一些標準規定不一，較多的標準（例如現行 MIL 標準和最近兩年出台的 IEC 標準草案）規定，表面電阻率大於 1 × 105Ω / m2但小於或等於 1 × 1012Ω / m2，或體積電阻率大於 1 × 104Ω? cm 但小於 1 × 10 11 Ω? cm 的靜電防護材料為靜電耗散材料。

3.抗靜電材料

有的標準，例如 1980 年片的美軍標準 MIL-HDBK-263 ，將表面電阻率大於 1 × 109Ω / m2但小於和等於 1 × 1014Ω / m2範圍的靜電防護材料定義為抗靜電材料。許多常用材料事實上都在此範圍之內，例如密胺薄層材料、高電阻的體導電塑料、乾淨棉花、硬質纖維板、本製品、紙製品等。 1991 年發布的修訂 A 版，改變了這種劃類方法，不再使用抗靜電材料的概念。在國際電工委員會（ IEC ）有關防靜電材料標準的討論中，專家們比較傾向的意見認為「抗靜電材料」這個概念比較籠統，主張不宜再用。

4.絕緣材料

絕緣材料是指那些其電阻率超過靜電耗散材料的上限的材料。絕緣材料不屬於靜電防護材料的範疇。由於它的劃分與靜電耗散材料連在一起，故有關標準也不太一致。較多的也較權威的現行標準的規定為，具有表面電阻率大於1 × 1012Ω / m2，或體積電阻率大於 1 × 1011Ω? cm 的材料屬於絕緣材料

二，靜電常識：

靜電是一種客觀的自然現象，產生的方式很多，如接觸、磨擦、沖流等等.其產生的基本過程可歸納為:接觸 → 電荷 → 轉移 → 偶電層形成 → 電荷分離.設備或人體上的靜電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至數千伏.人體由於自身的動作及與其它物體的接觸-分離、磨擦或感應等因素，可以帶上幾千伏甚至上萬伏的靜電.靜電是正、負電荷在局部範圍內失去平衡的結果.它是一種電能,留存在物體表現, 具有高電位、低電量、小電流和作用時間短的特點.

靜電控制的主要措施有：靜電的泄漏和耗散、靜電中和、靜電屏蔽與接地、增濕等。

靜電放電引起的元器件擊穿損害是電子工業最普遍、最嚴重的靜電危害，它分硬擊穿和軟擊穿。硬擊穿是一次性造成元器件介質擊穿、燒毀或永久性失效；軟擊穿則是造成器件的性能劣化或參數指標下降.

靜電敏感元器件和印製電路板在生產過程中工序之間的傳遞和儲放，必須使用防靜電上料箱、元件盒、周轉箱、周轉託盤等。以防止靜電積累造成危害。靜電敏感元器件和印製電路板，作為成品進行包裝時必須採用防靜電屏蔽袋、包裝袋、包裝盒、條、筐等，避免運輸過程中的靜電損害.

電子產品在生產過程中，其元器件、組件成品經常與設備工具等發生接觸、分離，磨擦而產生靜電，必須使用防靜電坐墊、周轉小車、維修包、工具、工作椅（凳）等，並通過適當的接地，使靜電迅速泄放.

磨擦起電和人體靜電是電子、微電子工業中的兩大危害源，但產生靜電並非危害所在，危害在於靜電積累及由此產生的靜電電荷放電，因此必須予以控制。帶靜電的物體，在其周圍形成靜電場，會產生力學效應，放電效應和靜電感應效應。由於靜電的力學效應，空氣中的浮游的塵粒會吸附到矽片等電子元器件上，嚴重影響電子產品的質量，因此，對凈化工作空間必須採取防靜電措施.

凈化室的牆壁、天花板和地板等都應採用防靜電的不發塵材料，對操作人員及工件、器具也應採取一系列的靜電防護措施.

為了解生產過程靜電起電情況，判別生產過程中靜電的影響程度以及檢驗靜電防護用品、裝備質量都需要測量靜電及有關參數。靜電的測量，主要是對靜電電壓、材料電阻、接地電阻、靜電關衰期、靜電電量、靜電消除器消電性能、布料電荷面密度等的測量.

靜電防護工作是一項系統工程，任何環節的疏漏或失誤，都將導致靜電防護工作的失敗，必須時時防範，人人防範.

三、靜電是如何產生的

物質都是由分子組成，分子是由原子組成，原子中有帶負電的電子和帶正電荷的質子組成。在正常狀況下，一個原子的質子數與電子數量相同，正負平衡，所以對外表現出不帶電的現象。但是電子環繞於原子核周圍，一經外力即脫離軌道，離開原來的原子兒而侵入其他的原子B，A原子因缺少電子數而帶有正電現象，稱為陽離子、B原子因增加電子數而呈帶負電現象，稱為陰離子。造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道這個外力，包含各種能量(如動能、位能、熱能、化學能……等)在日常生活中任何兩個不同材質的物體接觸後再分離，即可產生靜電。

當兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷如電子轉移到另一個物體使其帶正電，而另一個體得到一些剩餘電子的物體而帶負電。若在分離的過程中電荷難以中和，電荷就會積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物體接觸後分離就會帶上靜電。通常在從一個物體上剝離一張塑料薄膜時就是一種典型的「接觸分離」起電，在日常生活中脫衣服產生的靜電也是「接觸分離」起電。

固體、液體甚至氣體都會因接觸分離而帶上靜電。為什麼氣體也會產生靜電呢？因為氣體也是由分子、原子組成，當空氣流動時分子、原子也會發生「接觸分離」而起電。所以在我們的周圍環境甚至我們的身上都會帶有不同程度的靜電，當靜電積累到一定程度時就會發生放電。

四，靜電在生產中的危害

· 如塑殼生產線，由於靜電造成塑殼噴漆，電鍍，表面粗糙，沙眼多，手感差。

· 在卷桶紙，皮革，塑料，化工布/膜等流水線，由於材料絕緣性高，運轉速度快，表面電荷不易散失，靜電極高，當操作人員觸及會有觸電感，更能使材料層間擊穿，影響產品質量。· 在電子行業，IC，LCD，LED，等精細組裝線，據統計，由於靜電給電子器件製造業，每年會造成兩百多億美元的損失！

· 在印刷包裝企業由於靜電會造成設備控制失靈；進紙不穩，收紙不齊；在傳輸印刷中，更會造成套印精度低，墨須嚴重，嚴重影響產品品質。

我們知道，靜電在工業生產中的危害很大，不僅影響生產，而且容易引發各種火災爆炸事故等，研究發現，靜電對人體也是有害無利。人體長期在靜電輻射下，會使人焦躁不安、頭痛、胸悶、呼吸困難、咳嗽。在家庭生活當中，靜電不僅化纖衣服有，腳下的地毯、日常的塑料用具、鋥亮的油漆傢具及至各種家電均可能出現靜電現象，靜電可吸附空氣中大量的塵埃而且帶電性越大、吸附塵埃的數量就越多，而塵埃中往往含有多種有毒物質和病菌，輕則刺激皮膚，影響皮膚的光澤和細嫩，重則使皮膚起癍生瘡，更嚴重的還會引發支氣管哮喘和心律失常等病症。

--------------------------END-----------------------

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！