第4章靜電保護(hù)4.1靜電及其危害4.2靜電防護(hù)4.3案例分析4.1

靜電及其危害靜電，即靜止不動的電荷。也就是說，當(dāng)電荷積聚不動時(shí)，這種電荷就稱為靜電。靜電是一種電能，它存在于物體表面，是正負(fù)電荷在局部失衡時(shí)產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。靜電現(xiàn)象是指電荷在產(chǎn)生與消失過程中所表現(xiàn)出的現(xiàn)象的總稱，如摩擦起電就是一種靜電現(xiàn)象。防靜電的基本概念是防止產(chǎn)生靜電荷或在已經(jīng)存在靜電荷的地方如何迅速而可靠地消除。4.1.1靜電的概念

除了不同物質(zhì)之間的接觸摩擦?xí)a(chǎn)生靜電外，在相同物質(zhì)之間也會發(fā)生。幾乎常見的非金屬和金屬之間的接觸分離均產(chǎn)生靜電，這也是最常見的產(chǎn)生靜電的原因之一。靜電能量除了取決于物質(zhì)本身外，還與材料表面的清潔程度、環(huán)境條件、接觸壓力、光潔程度、表面大小、摩擦分離速度等有關(guān)。4.1.2靜電的產(chǎn)生

1.接觸摩擦起電2.剝離起電當(dāng)相互密切結(jié)合的物體剝離時(shí)，會引起電荷的分離，出現(xiàn)分離物體雙方帶電的現(xiàn)象，稱為剝離起電。剝離帶電根據(jù)不同的接觸面積、接觸面積的黏著力和剝離速度而產(chǎn)生不同的靜電量。4.1.2靜電的產(chǎn)生

3.斷裂帶電材料因機(jī)械破裂使帶電粒子分開，斷裂為兩半后的材料各帶上等量的異性電荷。4.高速運(yùn)動中的物體帶電當(dāng)相互密切結(jié)合的物體剝離時(shí)，會引起電荷的分離，出現(xiàn)分離物體雙方帶電的現(xiàn)象，稱為剝離起電。剝離帶電根據(jù)不同的接觸面積、接觸面積的黏著力和剝離速度而產(chǎn)生不同的靜電量。高速運(yùn)動的物體，其表面會因與空氣的摩擦而帶電。此外，溫度、壓電效應(yīng)及電解均會產(chǎn)生不同程度的靜電現(xiàn)象。在半導(dǎo)體和半導(dǎo)體器件制造過程廣泛采用SiO2及高分子物質(zhì)的材料，由于它們的高絕緣性，在生產(chǎn)過程中易積聚很高的靜電，并易吸附空氣中的帶電微粒，導(dǎo)致半導(dǎo)體介面擊穿、失效。為了防止危害，半導(dǎo)體和半導(dǎo)體器件的制造必須在潔凈室內(nèi)進(jìn)行。同時(shí)，潔凈室的墻壁、天花板、地板和操作人員及一切工具、器具均應(yīng)采取防靜電措施。4.1.3靜電放電（ESD）的危害1．靜電吸附靜電放電對靜電敏感器件的損害主要表現(xiàn)為：（1）硬擊穿

一次性造成整個(gè)器件的失效和損壞。（2）軟擊穿

造成器件的局部損傷，降低了器件的技術(shù)性能，而留下不易被人們發(fā)現(xiàn)的隱患，以致設(shè)備不能正常工作。軟擊穿帶來的危害有時(shí)比硬擊穿更危險(xiǎn)，軟擊穿初期器件性能稍有下降，在使用過程中，隨著時(shí)間的推移，發(fā)展為元器件的永久性失效，并導(dǎo)致設(shè)備受損。2.靜電擊穿和軟擊穿4.2

靜電防護(hù)在電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，對SSD進(jìn)行靜電防護(hù)的基本原則有兩個(gè)：一是對可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電的積聚，即采取一定的措施，減少高電壓靜電放電帶來的危害，使之邊產(chǎn)生邊“泄放”，以消除靜電的積聚，并控制在一個(gè)安全范圍之內(nèi)；二是迅速、安全、有效地消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷，即對已存在的靜電荷積聚采取措施，使之迅速地消散掉，即時(shí)“泄放”。4.1.1靜電防護(hù)方法

生產(chǎn)線內(nèi)的防靜電區(qū)域禁止直接使用木質(zhì)地板或鋪設(shè)毛、麻、化纖地毯及普通地板革。應(yīng)選用由靜電導(dǎo)體材料構(gòu)成的地面，如防靜電活動地板或在普通地面上鋪設(shè)防靜電地墊，并有效接地。防靜電區(qū)域內(nèi)的天花板材料應(yīng)選用抗靜電型制品，一般情況下允許使用石膏板制品，禁止使用普通塑料制品。墻壁面料應(yīng)使用抗靜電型墻紙，一般情況下允許使用石膏涂料或石灰涂料墻面，禁止使用普通墻紙及塑料墻紙。

1.生產(chǎn)線內(nèi)的防靜電設(shè)施（1）防靜電工作區(qū)場地防靜電標(biāo)志可以貼在設(shè)備、器件、組件及包裝上，以提示人們在對這些東西進(jìn)行操作時(shí)，可能會遇到靜電放電或靜電過載的危險(xiǎn)。需要提醒的是，沒有貼標(biāo)志的器件，不一定說明它對ESD不敏感。在對組件的ESD敏感性存有懷疑時(shí)，必須將其當(dāng)作ESD敏感器件處置，直到能夠確定其屬性為止。防靜電警示標(biāo)志1）車間外的接地系統(tǒng)每年檢測一次，電阻要求在2Ω以下，改線時(shí)需要重新測試。地毯/板、桌墊接地系統(tǒng)每6個(gè)月測試一次，要求接地電阻為零。檢測機(jī)器與地線之間的電阻時(shí)，要求電阻為1MΩ，并做好檢測記錄。一般生產(chǎn)線中推薦的防靜電工作臺接地方法如下圖所示。

（2）生產(chǎn)過程的防靜電防靜電工作臺接地方法2）車間內(nèi)的溫度、濕度每天測兩次，并做有效記錄，以確保生產(chǎn)區(qū)恒溫、恒濕。3）任何人員（操作人員、參觀人員）進(jìn)入生產(chǎn)車間之前必須穿好防靜電工作服、防靜電鞋。4）貼裝過程中，需要手拿PCB時(shí)，規(guī)定只能拿在PCB邊緣無電子元器件處，而不能直接接觸電子元器件引腳或?qū)щ姉l。5）返工操作，必須將要修理的PCB放在防靜電盒中，再拿到返修工位。修理過程中應(yīng)嚴(yán)格注意工具的防靜電，修理后還要用離子風(fēng)機(jī)中和，方可測試。

器件庫房必須是靜電安全工作區(qū)，庫房管理人員應(yīng)掌握SSD一般保護(hù)常識，拒絕接收未包裝在靜電防護(hù)容器里的SSD；工作時(shí)穿防靜電工作服、鞋、襪，在防靜電工作臺面工作。SSD應(yīng)原包裝存放，需要拆開時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按防靜電要求處理，SSD入庫、出庫都必須裝在防靜電包裝內(nèi)，并遵守基本操作規(guī)程。禁止重復(fù)使用器件包裝管包裝SSD。SSD在轉(zhuǎn)到生產(chǎn)部門的過程中要放在防靜電周轉(zhuǎn)箱中，方可移動到生產(chǎn)區(qū)。在任何場合均不允許未采取防靜電措施的人員接觸SSD及其零部件。

（3）SSD的存儲1）設(shè)計(jì)部門。設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉SSD種類、型號、技術(shù)性能及防護(hù)要求，應(yīng)盡量選用帶靜電保護(hù)的IC。在線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮靜電抑制技術(shù)的應(yīng)用，如靜電屏蔽接地技術(shù)等。編制含有SSD的設(shè)計(jì)文件中，必須有警示符號。2）工藝部門。對設(shè)計(jì)文件進(jìn)行工藝性審查時(shí)，應(yīng)審查上述文件的有關(guān)內(nèi)容。編制防靜電工程的專用工藝文件、指導(dǎo)性文件及有關(guān)制度，提出并檢查所需要的防靜電器材的齊配性。負(fù)責(zé)指導(dǎo)裝配車間對防靜電器材的應(yīng)用及注意事項(xiàng)。3）物資部門。對外購件匯總表中有關(guān)SSD應(yīng)會同設(shè)計(jì)、工藝部門共同選定生產(chǎn)廠家。供貨時(shí)應(yīng)明確SSD的包裝，以及運(yùn)輸過程中的防靜電要求。4）檢驗(yàn)部門。檢查SSD器件的包裝是否完整。SSD的測試、老化篩選應(yīng)在靜電安全區(qū)進(jìn)行，操作人員應(yīng)穿防靜電工作服和防靜電鞋。

（4）其他部門的防靜電要求1）防靜電工作區(qū)應(yīng)有專門管理人員及管理制度。2）設(shè)有防靜電工作區(qū)的部門應(yīng)備有個(gè)人用防靜電用品（如防靜電工作服、防靜電工作鞋、防靜電腕帶等），以備外來人員使用。3）進(jìn)入防靜電工作區(qū)的任何人員必須先進(jìn)行離子空氣風(fēng)浴，并接觸靜電放電設(shè)施，經(jīng)靜電安全檢查合格后方可進(jìn)入。4）管理人員應(yīng)隨時(shí)檢查進(jìn)入工作區(qū)內(nèi)的人員是否遵守有關(guān)規(guī)定。

2.管理與維護(hù)（1）防靜電工作區(qū)的管理1）防靜電工作區(qū)總體效果檢查。①防靜電工作區(qū)總體效果由硬件（區(qū)內(nèi)防靜電設(shè)施）及軟件（防靜電操作）共同保證。②操作人員在工作區(qū)內(nèi)進(jìn)行正常操作時(shí)，用靜電電壓表檢查各處及各種情況下的靜電電壓值一般應(yīng)小于100V，特殊要求情況下，靜電電壓值小于25V。2）操作人員進(jìn)行的日常檢查。①防靜電腕帶與連線及防靜電桌墊的接觸應(yīng)可靠，桌墊接地線、地墊接地線應(yīng)完好，與地線連接可靠。②離子風(fēng)靜電消除器工作時(shí)，把手放在其窗口前應(yīng)有微風(fēng)感覺。③以上兩項(xiàng)檢查應(yīng)在每次正式操作前進(jìn)行。

2.管理與維護(hù)（2）防靜電設(shè)施的維護(hù)檢查3）維護(hù)管理人員進(jìn)行的定期檢查（電氣性能檢查）。①腕帶的防靜電性能每周檢查一次，如果配備有腕帶監(jiān)視器，則可隨時(shí)檢查。②桌墊、地墊接地性能每周檢查一次。③離子風(fēng)靜電消除器性能每月檢查一次。④材料的防靜電性能六個(gè)月檢查一次。⑤防靜電元器件架、印制板架、周轉(zhuǎn)箱、元器件袋等的防靜電性能每六個(gè)月檢查一次。

2.管理與維護(hù)（2）防靜電設(shè)施的維護(hù)檢查①對工作中與SSD有關(guān)的人員必須經(jīng)常進(jìn)行防靜電知識、防靜電操作的教育及訓(xùn)練。②防靜電教育的內(nèi)容包括靜電的產(chǎn)生、靜電放電原因及其產(chǎn)生的危害，靜電安全工作臺組成，防靜電工藝技術(shù)，防護(hù)包裝及防靜電操作規(guī)程等。③防靜電教育必須列入操作人員上崗培訓(xùn)教育及考核內(nèi)容之一。

2.管理與維護(hù)（3）防靜電教育4.2.2常用靜電防護(hù)器材人體靜電防護(hù)系統(tǒng)包括防靜電的腕帶、工作服、鞋襪、帽、手套等，這種整體的防護(hù)系統(tǒng)兼具靜電泄漏與屏蔽功能。

1.

人體靜電防護(hù)系統(tǒng)人體靜電防護(hù)系統(tǒng)

防靜電腕帶和腕帶插座防靜電地坪是為了有效地將人體靜電通過地面盡快地泄放到大地，特別是因移動操作而不宜使用腕帶的人體靜電。同時(shí)，它也能泄放設(shè)備、工裝上的靜電。地面防靜電性能參數(shù)的確定既要保證在較短的時(shí)間內(nèi)將靜電電壓降至100V以下，又要保證人員的安全，系統(tǒng)電阻應(yīng)控制在105～108Ω之間。

2.

防靜電地坪（1）防靜電臺墊

操作臺面均設(shè)有防靜電臺墊，表面電阻在105～109Ω之間，并通過1MΩ電阻與地相接，周轉(zhuǎn)箱、盒等一切容器應(yīng)用防靜電材料制作，并貼有標(biāo)志。

（2）防靜電包裝袋

一切包裝電路板或器件的塑料袋均應(yīng)為防靜電袋。表面電阻為105～109Ω，在將電路板放入或拿出袋中時(shí)，人手應(yīng)戴防靜電腕帶。

（3）防靜電物流車

用于運(yùn)送器件、組件的專用物流車，應(yīng)具備防靜電功能，特別是物流車的橡膠輪，應(yīng)采用防靜電橡膠輪，表面電阻為105～109Ω。（4）防靜電工具

特別是電烙鐵、吸錫槍等應(yīng)具有防靜電功能，通常電烙鐵應(yīng)在欠電壓下操作（24/36V），烙鐵頭應(yīng)良好接地。

3.

防靜電操作系統(tǒng)一般使用離子風(fēng)機(jī)，離子風(fēng)機(jī)可以產(chǎn)生正、負(fù)離子以中和靜電源的靜電，用于那些無法通過接地來泄放靜電的場所，如空間、貼片機(jī)頭附近，使用離子風(fēng)機(jī)排除靜電通常有良好的防靜電效果。

4.

靜電去除系統(tǒng)離子風(fēng)扇4.3

案例分析（1）軟件管理部分

該客戶針對自己公司的要求，制定出相應(yīng)的防靜電規(guī)章制度和各個(gè)工位的操作規(guī)程，同時(shí)，在產(chǎn)品的存放和運(yùn)輸過程中也有相應(yīng)的防靜電要求文件。

（2）硬件設(shè)施部分

SMT車間地板采用的是防靜電聚氯乙烯（PVC）的地板，能夠滿足目前車間內(nèi)對地板的防靜電要求。生產(chǎn)線上各個(gè)工位都有相應(yīng)的靜電接口并接入到整個(gè)SMT車間的靜電系統(tǒng)中。在SMT車間的門口處有專門的人員更換防靜電衣服的場所和衣柜，車間內(nèi)的操作人員衣著方面，有統(tǒng)一的防靜電衣、防靜電手套，各個(gè)工位沒有防靜電手環(huán)。

1.

目前SMT車間防靜電體系情況4.3

案例分析倉庫中，原材料用SMT材料的專用料柜進(jìn)行存放，采取了相應(yīng)的防靜電措施。生產(chǎn)后的成品半成品使用防靜電周轉(zhuǎn)箱進(jìn)行存放搬運(yùn)過程中，采用物料小車，小車未用防靜電皮和導(dǎo)線將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)入大地。生產(chǎn)線上的散料用普通小盒存放，未作采取任何防靜電措施，印刷工位的拆封后的PCB采用防靜