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湘潭防静电基本知识(shí)-湖南防静电工作台
一. 湖南防静电(diàn)工作台厂家阐述(shù)术语及(jí)定义(yì)
1. 静(jìng)电:物体表面过剩或不足的静止(zhǐ)的电荷
2. 静电场:静电在其周围形成的电场
3.静电放电:两个具有不同静电电位(wèi)的物体,由于直(zhí)接接触或静电场感应引起两物体间的静(jìng)电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程度后,击穿其间介质而进行放(fàng)电的现象就是静电放电(diàn)。
4.静电敏感度(dù):元器件所能承受的静电放(fàng)电电压
5.静电敏感器件:对静电放(fàng)电敏感的器件
6.接地 :电气连(lián)接(jiē)到能供给或接受大量电荷的物体,如大地,船等.
7.中和: 利用异性电荷使静电消(xiāo)失
8.防静电工作区:配备各种防静(jìng)电设备和器材,能限制(zhì)静电电位,具有明(míng)确的区(qū)域界限和专门标记的适于从事(shì)静电防护操(cāo)作的工作场地
二、静电的产生:
1.摩擦:在日常生活中(zhōng),任何两个不同(tóng)材质的物体接触后再分离,即可产生静电,而产生静电的普通方法,就是摩擦生(shēng)电。材料(liào)的绝缘性越好(hǎo),越容易是使用摩擦生电(diàn)。另外,任何两种(zhǒng)不同物质(zhì)的物体接触后再分(fèn)离,也能(néng)产生静电;。
2. 感应: 针对导(dǎo)电(diàn)材料而言,因电子能在它的表面(miàn)自(zì)由(yóu)流动,如将(jiāng)其置于一电场中,由于同性相斥,异性相吸,正负电子就会转(zhuǎn)移(yí)。
3. 传导:针对导电材料(liào)而言,因电子能在它的表面自由流动,如(rú)与带电物体接触,将发生电荷转移。
三、静电对电(diàn)子工业的影响
集成电路元器件的线路缩小,耐压降低,线路面积减小,使(shǐ)得器件耐静电冲击能力(lì)的减弱,静电电场(Static Electric Field)和静电电流(ESDcurrent)成为这些高(gāo)密度元器件的致(zhì)命杀(shā)手。同时大量的塑料制品等高(gāo)绝(jué)缘材料的普遍应用,导(dǎo)致产生(shēng)静电的机(jī)会大增。日常(cháng)生活中如走(zǒu)动,空气流动,搬运等都能产生静电。人们一般认为只有CMOS类的晶片才(cái)对(duì)静电敏感,实际上,集成度高(gāo)的元器件电路(lù)都很敏感。
A.静(jìng)电对电子元件(jiàn)的影响
A) 静电吸附灰尘,改变线路(lù)间的阻抗,影响产品的功能与寿命。
B) 因电场或电流(liú)破坏元件的绝缘或导体,使元件不能工作(完全破坏)。
C) 因瞬间的电场或电流产生的热,元件受伤,仍能工作,寿命受损。
B、静电损伤的特点:
1.隐蔽性人体不能直接感知静(jìng)电,除非发生静电放电,但发生静电放电,人体也不一定(dìng)能有电(diàn)击的(de)感觉。这是因为人体感知的静电放(fàng)电电压为2-3KV。
2.潜伏性有些电子元器件受(shòu)到静电损伤后性能没有明显的下降,但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患,而且增(zēng)加了器件对静电的敏感性。已产生的(de)问题并无任何方法可治愈。
3.随机性电子元(yuán)件什么情况下会遭受到静电(diàn)破坏(huài)呢(ne)?可以这么(me)说,从一个元件生产后(hòu)一直到它损坏以前所(suǒ)有的过程都受到静电的威胁,而这些静电的产生也具(jù)有随机性。由于静(jìng)电的(de)产生和放(fàng)电都(dōu)是瞬(shùn)间发生(shēng)的,及难预测和防护。
4.复(fù)杂性静电(diàn)放电损伤分板工(gōng)作(zuò),因电子产品的精细,微小的结构特点而费时、费事、费钱,要求较复杂(zá)的技术往往(wǎng)需要使用扫描电镜等精密仪(yí)器,即使如此有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别(bié),使人误把静电损伤失效当作其它失效,这是对静电放电损(sǔn)害未充分认识之前,常常归咎于早期失效或情况不明的失效 ,从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。
5.严(yán)重性(xìng)ESD问题表面上看来只影响了制成品的用家,但实际上亦影响了各层次的制造商,如:保用费、维修及公司的(de)声誉等等。
四、ESD三种型式
1. 人体型(xíng)式(shì)即指当人体活动时身体和衣服之间的摩(mó)擦产生摩擦电荷。当人们手持ESD敏感的装置而不先拽(zhuài)放电荷到地,摩擦电荷将会移向ESD敏感的(de)装置而造成损坏。
2.微电子器件(jiàn)带电型式既指这些ESD敏(mǐn)感的装置,尤(yóu)其对塑料件,当在自(zì)动化生产过程中,会产生摩(mó)擦电荷,而这些摩擦电荷通过低电阻的线路非(fēi)常迅速地泻放到(dào)高度导电的牢固接地表面,因此造(zào)成损坏;或者通过感应使ESD敏(mǐn)感的装置的金属部分带电而造成损坏。
3.场感类型式(shì)即有强电场围绕,这可能来之(zhī)于塑性材料或人的衣服,会发生电子转(zhuǎn)化(huà)跨过氧化层。若电位差(chà)超(chāo)过氧化层的(de)介(jiè)电常数,侧会产生电弧以破坏氧化层(céng),其结(jié)果为短路。
4.其它(tā)还有:机器模式、场增强模(mó)型、人体金属模型、电容耦(ǒu)合模型、悬浮(fú)器件模型。
五、静电防护
1. 接地
接地就是直接将(jiāng)静电过一条线的连接泄放到(dào)大地(dì),这是防静(jìng)电措施中直接有效的,对于导体通常用接地的方(fāng)法,如人工(gōng)带防静电手(shǒu)腕带及工作台面接地等。
接地通过以下方法(fǎ)实(shí)施:
1) 人体通过手腕带接地。
2) 人体通(tōng)过防静电鞋(或鞋带)和防(fáng)静电地板接地。
3) 工作台面接地。
4) 测(cè)试仪器,工具夹,烙铁接(jiē)地。
5) 防静电地板,地垫接地。
6) 防静电(diàn)转(zhuǎn)运车,箱,架尽可(kě)能接地。
7) 防静电椅接地。
2. 静电屏蔽
静电敏感元件在储存或运输过程中(zhōng)会暴露于(yú)有静电的区域中,用静电屏(píng)蔽的方法可削弱外界静(jìng)电对电子元件的(de)影响,通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转(zhuǎn)箱作为(wéi)保护。另外防静电衣对人体的衣服(fú)具有一定的屏蔽(bì)作用。
3. 离子中和
绝缘体往往是易产生静电,对绝缘体静电的消(xiāo)除,用接地方法是无效的,通常采用的方法是离子中(zhōng)和(部分采用屏蔽),即在(zài)工作环境中(zhōng)用离子风机等,提供一等(děng)电位的工作区域。
因此在防静电材料和防静电设施中,均是(shì)按(àn)这三种方式(shì)派生出来的产品,可分为防静电仪表(biǎo),接地系统类防静电产品,屏蔽类防静电包(bāo)装,运输及储存防静电材料,中和类静电消除设备,以及其它防静电用品。
A.防静电仪表
1.手(shǒu)腕带/脚带/防静电鞋综(zōng)合检测仪-用途:用于检测手腕带,脚带,防静电鞋是(shì)否(fǒu)符合要求。
2.测试脚带 及防静电鞋时,需增(zēng)加一块金属板及仪表连接的导线。
3.除静电离子风机检测仪-用途:定期对(duì)离子风(fēng)机平衡度和(hé)衰减时间进行检测及校验以确保离子风机工作在安全的指标范(fàn)围。
4.静电场探(tàn)测仪-用途:测(cè)量静(jìng)电场以反映静电的存在,以电压形式读数,用来测试环境的静(jìng)电强度。一般受环境影响和静(jìng)电(diàn)瞬(shùn)间特性,很难真实反映实际情况。
5.静电屏蔽袋测试仪-用途:用于(yú)检测静电屏蔽袋的屏蔽效果。
6.表面(miàn)电阻测量仪-用途:用于(yú)测量材料表面电阻,体积电阻(zǔ)。
B.接地类(lèi)防静电产品
1.防静电手腕带:广泛用于各(gè)种操作工位,手腕带种类很多,建议一般采用配有1兆欧姆电阻(zǔ)的手腕带,线长(zhǎng)应留有一定余量。
2.防静电手表:需要其它防静电措(cuò)施的(de)补救(jiù)(如(rú):增设离子风机,戴防静电脚跟带等)才能取得较好的防静电(diàn)效果。建(jiàn)议(yì)不要大量采用佩带防静电手表的方(fāng)式。
3.防静电脚带/防静(jìng)电鞋:厂房使用防静电地(dì)面(miàn)后,应配戴防静电鞋带或穿防静电鞋,建(jiàn)议车间(jiān)以穿防静电鞋(xié)为主,可降低灰尘的引入。操作(zuò)人员工(gōng)再结(jié)合配(pèi)带防静电手(shǒu)腕带效果将(jiāng)会(huì)更佳。
4.防静电(diàn)台垫:用于各工作台表面的铺设,各台垫串上1兆欧电阻后与(yǔ)防静电地可靠连接。
5. 防(fáng)静电地(dì)板(bǎn):
防静电地板分为:PVC地板、聚胺脂地板、活动地板。
防静电蜡和防静电油漆(qī):防静电蜡(là)可(kě)用于各种地板表面增加(jiā)防静电功能及使地板更加明亮干(gàn)净
防静电(diàn)油漆可用于各种地板表面,也可涂于各种货架,周转(zhuǎn)箱等(děng)容器(qì)上。
C.屏蔽类防静电包装(zhuāng)运输及储存材料
1.防静电周转(zhuǎn)箱、防静电元件盒:用(yòng)于车间单板和(hé)部件的(de)周转,运输及储存。
2.防静电屏蔽袋:用于单板和部(bù)件的包装、运输和储(chǔ)存,具有一定的防潮(cháo)效果。
3.防静电胶带:用(yòng)于各种包装(zhuāng)箱(xiāng)等
4.防静电IC料条及IC托盘:用(yòng)于生产车间IC元器件的储(chǔ)存(cún)、搬(bān)运。禁止在使用(yòng)前,露天存放(fàng)IC;或拆开包装运输。
5.防静电货架(jià)、手推车及工作台:防静(jìng)电货架、手推车广泛用于电子(zǐ)装配车间的单板(bǎn)、部件的周转,搬(bān)运(yùn)等(děng)。防静电货架及工作台要有防静地连接,手推(tuī)车上的防静电(diàn)垫应有金属链与防静电地接触
6.防(fáng)静电工作服工作鞋:在具有(yǒu)静电敏感元器件,具有一定洁净度要求的加工车间(jiān),一般应严格要求员工穿(chuān)戴防静电工作(zuò)服工作鞋
7.防(fáng)静电手指套:如操作工位员工需经常手拿工件或(huò)静电敏感(gǎn)元器件时,有(yǒu)必要戴防静电手指套。
D.中和类设备
离子风机、风枪
六、 防静电的一般工艺规程要求
A、防静电的常规工艺规(guī)程要求:
1、 操作(zuò)者必(bì)须戴(dài)有线防静电手腕
2、 涉及到操(cāo)作静电敏感(gǎn)器件的桌台面须采用防(fáng)静电台(tái)垫
3、 ESD敏感型器件必须(xū)用静电屏蔽与防静电器具转运。
4、 准备开封、测试静电敏感(gǎn)器件时必须在防静电工作台上进(jìn)行(háng),有条件(jiàn)的(de)可配用离子空气发生器清除空气中的电荷(hé)
5、 组装所用的焊接设备及成形工装设备都必须接地,焊接(jiē)工具使用内热式烙铁(tiě),接地要良好,接地电阻(zǔ)要小
6、 电源供电(diàn)系统要改装用变压器进行隔离,地线要可靠,防止悬浮地线,接地电阻小于10欧姆
7、 产品测(cè)试时,在电源接(jiē)通的情况下,不能随意插拔器件(jiàn),必须在关掉电源的情况下插拔。
8、 凡ESD敏感型器件不应过早地拿出原封装,要正确按操作,尽量不能摸ESD敏感型器件管腿。
9、 用(yòng)波峰焊接时(shí),焊料和传递系统必须接地。
B、在防(fáng)静电要求严格的场合,下列防静电(diàn)工艺要求也是常常需要的。
1、凡ESD敏感型整机进行(háng)高(gāo)低(dī)温试验或老化试验时,必须先对工作场地及高低温箱进行静电位测试,其电(diàn)位不能超过安全值,否则(zé),要进行(háng)静电消除处理。
2、焊接好的印制电路板要(yào)作三防处理时(shí),也要采用防静电措施。不要用一般的刷光,超(chāo)声波清洗或喷洗。
3、调试、测(cè)量、检验时所用的低阻仪器、设备(如讯号(hào)、电桥等(děng))应在ESD敏感型器件接上电源后,方可(kě)接到ESD敏感型器件的输入端。
4、在ESD敏感型 测试(shì)仪器生产线上,应严格(gé)使用静电电位测试监视静电电位的变化情况,以(yǐ)便(biàn)及时采取静电消除(chú)措施。
静电控制和(hé)防(fáng)护
一.接(jiē)地
接地就是(shì)直接将静电过(guò)一条(tiáo)线的连接泄放(fàng)到大地(dì),这是防静电措施中直接有效的,对于(yú)导体(tǐ)通常(cháng)用接地的(de)方法,如人工带防静电手(shǒu)腕带及工(gōng)作(zuò)台面接地等。
接地通过以下方法实施(shī):
① 人体通过手腕带接地。
② 人体通过防静电鞋(或鞋带)和防静电(diàn)地板接地。
③ 工作台面接地。
④ 测试仪器,工具夹,烙铁接地。
⑤ 防静电地板,地垫接地。
⑥ 防静电转运车,箱,架尽(jìn)可能接地。
⑦ 防静(jìng)电椅接地。
接地(dì)类防静(jìng)电产品
① 防静电手腕带:广泛用于各种操作工位,建议一般采用配有1兆 欧姆电阻的手腕带,线(xiàn)长应留有一定余量。
② 防(fáng)静(jìng)电手表:需要配合(hé)其它防静电产品使用才能取得较好的效果。 ③ 防静电脚带/防(fáng)静电鞋:厂房使用(yòng)防静电地面后(hòu),应配戴防静电(diàn)脚带或穿防静电鞋,建议车间以穿防静电鞋为主,可降低灰尘的引入。操作人员工再结合配带(dài)防静电(diàn)手(shǒu)腕带效果(guǒ)将会更佳。 ④ 防静电台(tái)垫:要求接地良好。
⑤ 防静电地板: PVC地板(bǎn)、聚胺脂(zhī)地板(bǎn)、活动地板。 防静电蜡和防静电油漆:防静电蜡可用于各种地(dì)板表(biǎo)面(miàn)增加防静 电功能及(jí)使地板更加明(míng)亮干净防静电油漆可用于(yú)各种地板表面,也可涂于各(gè)种货架,周(zhōu)转箱等容器上。
二.静电(diàn)屏蔽
静电敏感元件(jiàn)在储存或运输过(guò)程中会暴露于有静电的区(qū)域中,用静电(diàn)屏蔽的方法可削(xuē)弱(ruò)外界静电对电子元件的(de)影响。
① 防静电周转箱、防静电元件盒:用于车间单板和部件的周转,运输及储存。
② 防静电屏蔽袋:用于(yú)单(dān)板和部(bù)件的包装、运输和储存,具有一定的防潮效果(guǒ)
③ 防静电胶带:用于各种(zhǒng)包装箱(xiāng)等。
④ 防静电(diàn)IC料条及IC托盘:用于生产车间IC元器件的储存、搬运。禁止在使用前,露天存放(fàng)IC或拆开包装运输。
⑤ 防(fáng)静电货架、手推车及工作台:防静电货架、手推车广泛用于电(diàn)子(zǐ)装配车间的单板、部件的周转,搬运等。防静电货架及工作台要有防静(jìng)地连接,手推车上的防静电垫应有金属链与防静电地接触。
⑥ 防静电(diàn)工作服工作鞋:在具有静电敏感(gǎn)元器件,具有一(yī)定洁净度要求的(de)加(jiā)工车间,一般应严格要求员工穿戴防静电工作服工(gōng)作鞋。
⑦ 防(fáng)静电手指套:如操作工位员工需经常手拿工件(jiàn)或静电敏(mǐn)感元器(qì)件时, 有(yǒu)必要戴防(fáng)静电手指套。
三、中和
静电中(zhōng)和是利用带电体周围空气电(diàn)离后,带电离子在电磁场或(huò)外力的作用下发生迁移,带电体吸引异性电荷,从而达(dá)到中(zhōng)和而消除静电。
静电消除器是一种产生离子的装置。
绝缘(yuán)体表面所带的静电和空气中的静电荷,必须用(yòng)静电中和的方法来消除。
静电消除器有自感应式(shì)、高压式、离子流式等多种,应(yīng)根据各种消除器的性能和现场条件选用。
四、泄漏
1)增加湿度:应根据不同(tóng)产品(pǐn)及设备的允(yǔn)许相对湿度(dù),确定增湿程序及其应用范围,切忌为消除静电,盲目提高相对湿度。
2)添加抗静电试剂:能增加绝缘材料的吸湿性或离子性、导电性,加速电荷的(de)泄漏
3)采用防静电材料(liào)和用品,如防静电地板、工作服、胶垫等。
防静电的常规工艺规程要求
① 操作者必须戴防静电(diàn)手腕
② 涉及到操作静电(diàn)敏感器件的桌台面须采用防静电台垫
③ ESD敏感型器件必(bì)须用(yòng)静电屏蔽与防静电器具转运。
④ 准备开封、测试静电敏感器(qì)件(jiàn)时必须在防静电工作(zuò)台上进行,有条(tiáo)件的可 配用离子空气发生器清除空气中的(de)电荷
⑤ 组装所用的焊(hàn)接设(shè)备及成(chéng)形工装设备都必须接(jiē)地,焊接(jiē)工(gōng)具使用内热式烙 铁(tiě),接(jiē)地要良好,接地电阻要小
⑥ 电源供电系统要改(gǎi)装用变压(yā)器进行隔离,地线要可靠,防止悬(xuán)浮地线,接 地(dì)电阻小于10欧姆(mǔ)
⑦ 产(chǎn)品测试时,在电源接通的情况下,不能随意(yì)插拔器件,必须在关掉电源的情况下插拔(bá)。
⑧ 凡ESD敏感型器件不应过(guò)早地拿出原封装(zhuāng),要正确按操作,尽量不能摸ESD敏感型器件管(guǎn)腿。
⑨ 用波峰焊接(jiē)时(shí),焊料(liào)和传(chuán)递系统必须接地。
防静电测试仪器(qì)
① 手腕带/脚带/防静电鞋综合检测仪-用途:用于检测手腕带,脚带,防静电鞋是否(fǒu)符合要求。测试脚带 及防静电鞋(xié)时,需增加(jiā)一块金属板及仪表连接的(de)导线。
② 除静电(diàn)离子风机检测仪-用途:定期对离子(zǐ)风机平衡度和衰减时间进行(háng)检测及校验以确(què)保离(lí)子风机工作在安全的指标范围。
③ 静电场(chǎng)探测仪-用途:测量静电场以(yǐ)反映静电的存在,以电压形式读数(shù),用来(lái)测试环境的静电强度。一般受环境影响和静(jìng)电瞬间特性,很难真实反映实际情况。
④ 静电屏蔽(bì)袋测试仪-用途:用于检测静电屏蔽袋(dài)的屏蔽(bì)效果。
⑤ 表面电阻测量仪-用途:用于测(cè)量材料(liào)表面电阻,体积电阻(zǔ)。需要一个综合的方(fāng)法去处理在高技(jì)术制造业(yè)的静电问题必须选择适当的材料并且一切必须接地静电控(kòng)制的费用只是占因静电问题而导致的产品损(sǔn)失和机器停止运作费用中之(zhī)一小部分。
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