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1、1,静电防护培训大纲,主讲：唐赛成,2,概述,高科技发展历程中，电子技术和高分子化学技术是两个重要方面。电子产品设计的小型化和高集成化，相应的加工技术日趋微细精薄，使得静电的影响面越加普遍。高分子化学技术的发展，在各个方面广泛应用，普通高分子材料的特点之一是它具有很高的电阻率，使其特别容易产生静电。,3,静电现象 1.自然界中的大气静电现象。地球本身是个极大的导体，存储了大约9.02*105C电量。大气闪电是最有代表性的自然静电现象之一。2.工业中的静电现象 纺织、橡胶、印刷、造纸、石油管道运输、汽车运输、塑料、粉碎、电子工业。3.日常生活中的静电现象 化纤衣服的静电 4.对静电效应的有效利用
2、 静电复印 laser打印机。,4,静电学,研究静电相互作用及其所呈现的有关现象的学科。静电学内容：1.关于安全防护。2.关于产品防护。,5,一.静电学基础知识,A.静电与静电现象B.与静电学相关的物理量及基本概念 电荷与电量 电位与电压 电场与电场强度 电容 电阻与电阻率 电流 介电常数 绝缘强度 逸出功,6,C.介质中的电传导 气体中介质的电传导 液体介质的电传导 固体介质的电传导D.物质带电 固体物质带电 粉体物质带电 液体物质带电 气体物质带电 人体带电 静电荷的衰减与累积E.环境湿度对静电的影响,7,二.静电控制的基本原理与途径,A.防止静电产生 生成环境的控制：温度、湿度、物质 运
3、动的速度 防止人体带电 加工环境材料选用要求 工艺控制,8,B.减少和消除产生的电荷 接地 增湿 中和 掺杂C.减少静危害 提高产品自身的抗静电能力，或降低 敏感度 屏蔽和接地设计 作业场所的静电安全,9,D.严格防静电管理 各级和各岗位人员静电防护工作责任 制 教育培训计划实施 警示装置与标记、符号的使用 设施、器材防静电性能的监测,10,三.静电安全管理与技术要求,A.针对专业对设施、设备、器材提出静电性能要求及其检测规定B.人体静电的防护要求C.本专业静电安全操作规程D.环境监测要求E.各级人员的安全岗位责任,11,四.静电防护操作技能,A.各种防静电器材、器具的性能要求与使 用方法、规
4、则B.具体工序的防护操作要求,12,五.静电测量的基本方法原理,A.静电量的测量B.静电位的测量C.电荷衰减特性的测量D.电阻和电阻率的测量,13,附件A,1.静电防护设计原理与方法A.敏感电子元件的防护设计B.敏感电子元器件选择与控制方法C.敏感组件的静电防护设计D.整机产品的静电防护设计（IEC61000-4-2)2.敏感电子产品操作防护A.静电防护工作区配置及其要求B.防护操作准则,14,3.静电放电敏感度（抗扰度）的试验原理与方法A.敏感元器件的敏感度分类试验B.敏感组件的敏感度试验C.敏感整机的抗扰度试验,15,4.产品的静电防护包装A.包装材料静电性能要求B.静电防护包装等级C.包
5、装容器D.包装操作准规E.包装件储运要求,16,5.静电损伤失效分析技术A.失效类型与失效特征B.失效机理,17,第一章、静电学基础知识,一、静电与静现象 按照物质所带电荷的存在与变化状态，可分为动电现象和静电现象。静电现象指相对于观察者而言所带电荷处于静止或缓慢变化的相对稳定状态，动电现象则与此相反。静电所引起的磁场效应较之电场效应可以忽略不计。静电可由多种原因产生，如物体间的摩擦、电场感应、介质极化、带电微粒依附。,18,二、与静电学相关的物理量及 其基本概念 电荷与电量 电荷：带电的质点。是电量的最小单位 e=1.6021892*10-19C 电量：表示物体所带电荷数量的物理参数。1C=
6、3*109(静电制电量单位）C-库仑 电位与电压 电位：电场中某点a的电位在数值上 等于单于正电荷从该点经过任意路径移到无限远（或零电位点），电场力所做的功U=E cosQdl 0 U=WP/Q WP:位能 Q:电荷量,19,电压：电位差，电场中a、b两点之间电位差，在数值上等于单位正电荷由a点移动b点时，电场力所做的功。U=U a-U b=b EcosQdl a 电场与电场强度 电场：电场是物质存在的一种形式，在每一个电荷的周围都存在电场，电荷与电荷之间的相互作用力通过电场进行的。电场强度：定量描述电荷周围空间各点电场强弱的物理量。在数值上等于单,20,位负荷在该点所受的作用力。E=F/Qo
7、电容：是导体储藏电荷的能力的一种表现。C=Q/C U=Q/C 人体电容在50PF-250PF之间，在接地不良时，表现为一个孤立导体，而成为带电体，会显现出高达数千伏的静电位。电阻和电阻率 电阻：是物体阻碍电流通过的能力。电阻率：电阻系数，在数值等于用该物质做的长1米，截面积为1平方毫米的导线。在温度为20时的电阻值。,21,电流：电荷的流动均叫电流 电流强度简称电流 传导电流：金属导线内自由电子的移动。运流电流：在气体和液体中，由离子移动。极化电流：在电介质中，在电场的作用下，被束缚的电荷发生位移或者极性分子按电场方向转动的现象。介电常数：描述电介质极化性能的物理量，也是表示物质绝缘能力的一个
8、参数。=Eo/E 绝缘强度：又称介电强度，单位厚度的材料被电压击穿而失去绝缘性能时，所需要的电压数值。逸出功：使一个电子从材料的 密能处进入无,22,场空间所需的最小能量。三.介质中的电传导.气体介质中的电传导 带电粒子的产生：电子碰撞 亚稳定原子碰撞 光电离 热电离 激发过程：原子或分子从高速运动的电子获得能量，从正常的稳定状态，跃迁至高能级状态。影响气体击穿电压的因素：1.当其他因素不变时，气体压强和极间距离d的乘积（Pd值）对击穿电压起决定性影响。2气体的种类和成份对击穿电压有一定的影响（不同的电离能）。,23,3.阴极材料及其表面状况对击穿电压有很大的影响。4.电场分布对击穿电压有影响
9、。5.气体压强降低或温度升高时，击穿电压降低。6.气体湿度增加时，击穿电压升高。7.外加电压持续时间短，击穿电压高。8.有外加电离源时，击穿电压降低。液体介质中的电传导 按载流子不同分为：离子电导、胶粒电导、电子电导。,24,固体介质中的电传导 1.电介质极化现象：A.在电场中，介质沿电场方向产生偶极距。B.在电场中，介质表面产生束缚电荷。2.体积电导：按载流子的不同种类分为离子电传导和电子电传导。离子电传导又可以分为：本征离子电传导和杂质弱束缚离子电传导。3.表面电导：Is=GsU,25,四.固体物质带电,研究的对象是高分子绝缘物质带电和孤立导体导电体带电所引发的问题。1.固体接触带A.金属
10、与金属的接触带电U=（1-2）/e(d25*10-8cm)U:接触电位差 E:电子电荷。E=1.6*10-19C 1、2:两种金属的逸出功,26,偶电层面电荷密度=0/ed(1-2):面电荷密度c/m2d:接触距离 偶电层0：真空介电常数 8.85*10-10 f/mB.金属和无机半导体的接触导电 1U=ed/0*1/NE+e2d/0(S-)d:接触距离 NE:半导体表面态密度能级S：表面态密度能级 ev：金属逸出功 ev C.金属与绝缘体的接触导电,27,D.P型半导体和N型半导体的接触带电 电子从N型材料向P型材料中漂移，至平衡时形成 p=n 结偶电层。U=1/e（EF)N-（EF)P（E
11、F)P:P型半导体费密能级（EF)N:N型半导体 密能级。E.金属与高分子固体的接触带电 金属的逸出功较低，电子将向高分子材料中漂移，并在一定的深度区域内形成带电区。金属 高分子固体 入,28,F:两种均匀固体介质的接触带电 a.载流子为电子 b.移动的载流子为离子 两个绝缘体相接触，由于界面上水的吸附。水的一部分分解为H+和0H-,物体表面的杂 质，污染物因吸水而分解，也会产生大量 离子，并在接触界面垂直的方向上形成离 子浓度差。接触后离子从浓度高的一方向浓度低的一方扩散 在界面侧形成偶电层。,29,2.固体分离带电 相接触的两个物体，在其间的电荷迁移将因接触偶电层的出现逐渐达到动态平衡时，
12、从外部看是不带电的。如果使两个接触的固体突然分离，它们将分别带上电量相等而符号相反的电荷。a.物体摩擦带电 A B是接触与分离两种带电方法的合成,30,在分离的瞬间偶电层将发生畸变，使分离处局部电场强度剧烈增加，促使极板间电荷倒流，电量发生传导中和。对于导体材料，电荷可以自由移动，由于传导中和的原理，分离后电量很少，对于非导体材料，分离后偶电层大部分电荷仍积存表面，如果电量很大，局部形成高电压，当电场强度超过气隙中的气体击穿电压强度时，将形成气体放电，引起放电中和受限于空隙间空气的绝缘强度。,31,b.静电序列 IEEE Std C62.47,32,c.静电序列反应下述特性：A.任意两种物质相
13、互摩擦后，位居前面的带正电，位居后面的带负电。B.种物质在静电序列表上的位置越远，摩擦后产生的电位差越大d.固态导体的感应带电：静电感应现象，一端带感应者异性的电荷，一端带与感应者相同的电荷。e.固体其它带电方式：断裂带电、剥离带电、压电带电、热电带电、电解带电、驻极体。,33,3.粉体物质带电机理：快速流动或抖动，振动等运动状态下的粉体与管路器壁,传送带之间的磨擦、碰撞、分离以及粉体自身颗粒之间的相互磨擦、碰撞分离、固体断裂、破碎分离等因素所致。粉体的静电带电往往是一些工业部门燃烧、爆炸事故的重要成因。4.液体物质带电：机理：液体中有离子存在，在边界层上形成偶电层，这种偶电层电子力学作用而分
14、离时，将会导致液体物质带电。金属管 偶电层 金属管,34,带电方式：1.冲流起电2.沉隆起电3.喷雾起电4.溅泼起电5.气体物质带电 纯净的气体在通常条件下不会引起带电，当气体中混有悬浮体微粒时，在高压气力喷出后成气液混合物引起带电，属于液体喷射中的喷雾带电。金属类导体物质由于具有高的电导率，一旦发生静电放电，会将所积累的静电能量几乎一下子放出，从而引起燃烧和爆炸事故。对于塑料，橡胶，化纤等绝缘体，由于本身导电性能差，,35,发生静电效电时，仅能泄放一小部分能量，通常认为5KV之下静电位时，成为点火源的可能性不大。6.人体带电 A.人是一个特殊的导体，表现为人的活动性从事有关操作或身体活动，具
15、有很大的行为不定性。人的导体性质表现为人体对通过的电流具有一定的阻值范围，人既可以发生接触带电，又可发生感应带电。因与地面接触情况的差异，表现为不同的人体对地电容值。,36,人体带电方式：A:摩擦带电：.衣服、鞋子与其他物体，地面摩擦，使衣服、鞋子带电再通过传导和感应，最终使人体各部分呈带电状态。.衣服、鞋子、手套等相互之间摩擦而产生静电，通过传导或感应，最终使人体各部分呈带电状态。.人在脱衣服、鞋、帽、手套时，由于剥离而起电，通过传导或感应，引起人体呈带电状态。人体活动起电结果,37,B.感应带电：当人靠近带电体时，由于静电感应原理而使人体感应带电C.传导起电：a.人直接接触带电物体时，或接
16、近带电体发生静电放电时，使带电体的电荷转移到人体。b.人在带有静电微粒粉体和雾状液粒空间和工作时，带电的粉尘，雾、灰尘或离子等吸附人体之上，使人体及衣服带电。,38,人体带电容量的计算：人体带电量：q=IoRC(1-e-t/RC)人体电位：U=q/c=IoRC(1-e-t/RC)当t Umax=IoR人体的放电电流:i=Io(1-e-t/RC)人体存储的静电能量:W=1/2cu2,39,人体静电的危害：.人体电击。.引起火灾和爆炸。.对静电敏感电子产品的工作造成障害。A.人体静电能量泄放时间极短，仅为零点几微秒级，瞬时脉冲高，平均功率达千瓦之上，足以烧毁敏感元器件。B.人体静电位位高达数百，数
17、千甚至上万伏特，使电子元器件发生电击穿，包括硬击穿和软击穿。影响人体带电的因素：.人体电阻和人体电容。.人体对地电阻主要由鞋、袜和地面状况决定。.人体带电电位受人体对地电容影响大。U=q/c 受鞋底的厚度影响大。.人体带电受所穿服装的影响，与服装原料的带电序列，吸附带电质点，吸湿性多种因素有关。.环境湿度对人体电位有重要影响。,40,五.静电荷的衰减和累积,衰减的途径：A.中和，中和的作用一般通过空气发生的，异性相吸的原理。B.泄漏，泄漏作用通过带电体本身及与之相连的其他物体将电荷泄漏至大地。泄漏是电荷衰减的主要途径。衰减过程总是伴随着静电荷的产生过程而同时发生。是相互的动态平衡。,41,六.
18、环境湿度对静电的影响,机理：介质物体在潮湿空气中发生水分吸附现象，导致介质物体表面电导率提高。从而使静电荷泄放能力增强。静电防护有关标志如下：,42,七.静电防护主要内容,表3-1 各项防护措施综合表,43,44,45,46,47,48,49,50,静电防护的两个方面：安全防护和产品防护。静电防护的三个目的：a.保证人员和生产b.场所的安全，防止火灾与爆炸提高工艺成品率c.确保产成品的工作可靠性,51,八.静电的危害模式,1.静电库仑力作用危害对于电子产品而言，而吸附尘埃2.静电放电危害a.引发大灾 b.人体电击 c.产品损害d.干扰电子产品正常工作3.静电感应危害-感应高压化4.静电放电对电
19、子产品的危害A.特点：1.隐蔽性。人体1-2KV静电电位，人无直观观觉电子无器件在不知不觉中受到损伤。,52,2.失效分析的复杂性3.损伤的潜在性4.损伤的随机性：可能在任一环节发生5.对静电危害在认识上的5个阶段第一阶段：二次世界大战时，雷达上硅检波管被烧毁第二阶段：20世纪60年代，MOS电路应用，二氧um)被损坏第三阶段：20世纪70年代，汽车收音机投入使用，汽车在行驶中产生的静电荷在车体上积累，并产生静电放电，其所产生的电磁波进入收音机，将晶体管e.b 极损坏，于是对于静电放电的杂波频谱干扰损害的严重性的认识。第四阶段：20世纪70年代后期，集成电路广泛应用，引发出各类输入保护回路的设
20、计。第五阶段：集成电路规模不断扩大，膜片越来越薄，为静电防护工作提出了新的课题。,53,表3-5 一些器件类型的静电敏感电压值,54,6.电子产品静电防护领域的扩展,几乎包括电子产品的全部7.电子元器件静电损伤的失效类型A.突发性完成失效B.潜在性缓慢失效8.电子元器件静电损伤失效机理A.热二次击穿 又叫雪崩衰减，由于半导体材料的热时间常数比静电放电脉冲的瞬变时间长，热量不易扩散，在器体内形成大的温度梯度B.金属导电层熔化，键合引线烧熔,55,C.介质击穿：电压超过介质的击穿电压 不可恢复的 可恢复的，源电流增大，有潜在的缺陷D.气体电弧放电，使金属汽化 开路，形成金属球E.表面击穿。在结的周
21、围有源电流通路F.体击穿。使结的参数发生很大改变，局部高温使掺杂扩散。见下表：,56,表3.6 静电放电损伤与元器件结构特征的关联性,57,58,59,8.失效分析：,MOS管：静电放电能损MOS结构的氧化物层，是一种 永久性损伤结型半导体：在反偏情况下，比较容的耗尽层有较大的电压降，由于几何效应，电流分布不是完全均匀。耗尽区上升快，非本征半导体才成为本征半导体材料。膜电阻器：金属熔层，阻值漂移金属化条：焦耳热而烧毁钝化场效应管结构：逻辑乱。压电晶体：机械应力超过限度。小距离电极结构：电弧放电，性能降低，开路。9.静电荷源：见下表：,60,表3-7 电子产品生产场所中的静电荷源,61,62,1
22、0静电位水平,表3.8 电子产品生产操作中的静电位水平,63,九.电子产品的静电防护,1.特点：a.需在在产品工作寿命的全过程进行防护 b.需要从设计开始到加工，制造，使用，维护的所有环节上进行防护。c.需要从组成组件和元器件中对静电危害最敏感的部件确定所需的防护水平。d.需要由所有相关人员共同参与实施防护措施，包括软硬两方面的措施。,64,2.电子产品的静电防护设计,a.元器件防护设计 b.印刷电路板组件防护设计 c.电子整机和系统的防护设计3.元器件静电防护设计 a.CMOS器件的静电防护设计 如下图所示：,65,4.电子整机与系统的静电防护设计,a.将所有电缆予以屏蔽并尽量减少其长度。b
23、.尽量减少面板和固紧装置上的机械开口以及孔、缝等。c.将所有的暴露元器件和金属构件接地。d.利用导电衬垫或类似的零件来密封门和面板上的开口。e.前面板上的安装零件尽量使用凹式的，以减少静电放电事件的可能性。f.在设备上提供接地腕带的接头以方便操作人员接地使用。g.接口电路尽量采用对静电放电不敏感的元器件h.与静电放电敏感电路连接的设备外接连接器应采用静电放电保护帽（盖）结构。,66,i.安装印制线路板组件的面板应采用金属制成件并接地，其上的边接端子应为凹式的。j.机内元器件和组件的布置应将静电放电敏感元器件远离能产生静电场的部件，如排风扇等。k.静电放电敏感产品应设置与大地或大系统金属外壳相连
24、接的接地端子。l.在设计含有键盘，控制板，手动控制器或锁键系统时，应做到能使操作人员的人体静电荷直接散逸到接地机壳，而使静电放电敏感元器件被旁路。此外，还可以考虑利用去耦电容器，边界保护环，局部屏蔽等。,67,为了实现静电防护操作的上述目的，通常需同时具备4个条件：a.训练有素并穿戴防静电衣服，鞋，帽和佩戴防静电腕带的操作人员。b.受控和满意的环境条件，包括湿度，温度，气压，电磁，接地等。c.满足防静电性能要求的工具，器具，材料和加工设备，仪表。d.一套行之有效并得到贯彻实施的管理制度和操作程序，方法。,5.电子产品的静电防护操作,68,7.防静电操作系统组成件的静电性能要求,表3.15 防静
25、电操作系统组成件的静电性能要求,69,70,71,72,73,8.静电防护操作的一般准则,1）.应在静电防护环境条件下进行操作a.所有静电敏感产品的加工，装联，检测，包装与拆包装等操作都必须在防静电工作区内进行，一般还应在防静电工作台上进行。b.凡进入防静电工作区的所有电元器件都应视为静电放电敏感元器件来对待。c.在装配未采用防静电包装的零部件时，应在消除静电后才允许进行防静电工作区。2）.静电敏感产品的包装，防护，运输，存储和标志通则。a.凡存储，运输静电放电敏感产品，只能在妥善的防静电包装条件下进行。,74,b.凡未包装在静电防护容器内的静电敏感产品，应予以拒收。c.当需要把静电敏感产品从
26、防护包装容器中取出时，必须在静电防护工作台上进行。d.在静电敏感产品的防护罩或包装件打开之前，应在防静电工作台上，利用离子风进行中和，以使包装件上的静电荷得到消除，另一方面，这些电荷可能被接地的人员接触包装件时泄漏掉。e.未投入使用的静电敏感产品，应以挡板，支架，非腐蚀性导电泡沫塑料，保护罩或防护包装等对其进行防护隔离。f.应保证在静电防护工作区内使用的所有容器在使用之前或使用期间接地。或直接接地，或借助于与一个适当的接地防护表面接触来实现接地。,75,g.静电敏感产品出、入库房，都必须在静电防护包装条件下进行。h.必要时，应使用离子风来消除静电敏感产品包装件运输中产生的电荷。i.对于静电敏感
27、产品的图纸，应当标志上静电敏感符号，警示标记，以及可供使用的操作程序。j.在制造，加工，组装和检查的工作说明书中，应对静电敏感产品加以标明，并写明这些产品只能由经过专门培训的人员来操作。k.静电敏感产品的包装件上，应做出标记。l.已用过的旧包装容器，禁止重复使用。3）.人员防护要求a.操作静电敏感产品的人员应戴防静电工作服，并对这种工作服的适用性能定期进行检测，普通的人造纤维服装应被认为是一种潜在的静电危害，不可穿用。,76,如使用手套和指套，它们应用防静电材料制成，并符合静3-15所列出的性能。b.操作人员必须佩戴静电腕带，腕带必须与皮肤有良好的接触并接入可靠的防静电接地系统中。c.在重要工
28、位上应配备腕带监视器，以随时监视是否处于正常状态。d.在不能使用接地腕带的情况下，操作人员在维修静电敏感设备时，在把静电敏感元器件去掉防护包装之前，自己应首先接地。e.操作静电敏感产品的人员应避免在静电敏感产品附近进行能产生静电的身体活动，包括擦鞋底，穿和脱工作服等。f.在任何场合中，均不允许未加防护的人员接触静电敏感元器件。,77,4).人员上岗规定 凡操作静电敏感产品的人员，包括采购，保管，储运，加工，检测，维修，使用等，上岗前均要经过专门的培训，并通过考核证明能胜任此项工作，当静电敏感产品被去掉了保护罩或防护包装之后，没受过专门培训的人员是不允许操作产品的。5）.操作注意事项a.手拿静电
29、敏感元器件时，应避免触及其引线和接线片。b.服装，图纸资料等物品不得接触静电敏感元器件。c.操作过程中应尽量减少对静电敏感产品及其部件的接触次数。,78,d.当从防护包装容器或保护罩中取出静电敏感产品时，避免触及其外壳或其引线。e.装联电子设备主机板时，不得使用普通电动起子。f.在手工焊接时，应采用防静电低压恒温烙铁，在焊接国家军用标准，GJB1649-93规定的I类静电放电敏感元器件（敏感阈值电压在2000V以下）时，应在拔掉烙铁电源插头后进行。g.试验检测静电敏感电子产品时，在接触元器件时之前，试验设备的接头应被短暂的接地。h.用刷子人工清洁静电敏感电子产品时，只能使用天然毛刷并且应用离子
30、风直接面对被清洁区域上方以清除静电源。i.若可行，所有自动清洁设备应被接地，并且在清洁操作期间静电敏感元器件的引线和被线端子应被短接在一起。,79,j.清洁处理静电敏感电子产品时，凡在可行之处应使用导电的清洁溶剂。k.使用例如丙酮，酒精或其他清洁溶剂清洗静电放电防护材料时，应当遵守有关注意事项。这些溶剂的使用，还可能降低某些防护材料的效能，特别是那些能渗出表面以吸收空气中水分形成潮湿层的防护材料。l.除专门设计的供在电源接通情况下拆换组件的设备外，当敏感产品组件往（从）设备上装（拆下）时，应断开设备电源。装上前或拆下台的敏感产品组件应置于临时防静电工作面上。6）.操作环境及其他要求a.在防静电
31、工作台上不允许堆放塑料盒（片），橡胶，书本，纸板，资料，文具、玻璃等易于产生静电的杂物，必要的图纸，资料等应装入防静电文具袋内。,80,b.装夹图纸资料、工作说明书等时，不允许使用由普通塑料薄膜制成的袋子，或是塑料封皮。c.从产品成品率，经济花费和静电防护需要等方面来权衡选取可控制的环境温湿度，通常湿度以RH为60左右为宜，温度可以1535摄氏度范围内。7）.设备，工具要求a.不具备防静电功能的工具，器具，应放在防静电台垫上，并置于离子风静电消除器的作用范围之内。b.在防静电工作区内使用的电动工具，设备和夹具，应被正确的接地，接地电气设备应通过一个接地插头，而不是通过防静电工作台表面。8）.现
32、场操作要求在防静电工作区之外进行现场维修时，应使用由防静电维修包所构成的临时性局部防静电工作区域。,81,9.敏感产品的静电防护包装作用：a.限制摩擦静电的发生。b.提供对静电场和静电放电的屏蔽。c.防止产品与带电的物体或带电的人体直接接触而产生放电。d.外表面上电荷的排泄。防护材料类别：1）.静电导体材料：表面电阻率小于1*105/或体电阻率小于1*103.cm静电屏蔽材料：表面电阻率小于1*104/。或体电阻率小于1*103.cm。2）.静电耗散材料：表面电阻率大于1*105/，但小于1*1012.cm 或体积电阻率大于104.cm 但小于1011.cm,82,3）.抗静电材料：表面电阻率
33、大于1*109/，但小于1*1014/4）.绝缘材料：表面电阻率大于1*1012.cm 或体电阻率大于1011.cm静电敏感产电子产品的防护包装,83,包装防护操作的一般准则,a.投入包装之前应首先核对所使用的包装防护材料是否符合包装图纸规定。b.对于静电放电敏感电子元器件和组件进行包装，只能在防静电工作区内进行。c.包装操作人员应经受过专门的知识技能培训。d.进行屏蔽包装时，屏蔽层不管是作为复合结构层，还是作为袋或叠层，或作为阻隔材料，它的导电表面不应与裸露的敏感产品表面相接触。e.静电敏感电子产品包装工作的第一步是单元包装，这是指对经过或未经过防护处理的单个产品或一定数量的同种产品进行最初
34、的捆，包或装入容器，以构成一个完整的包装件。单元包装之前，应用与产品进行直接接触的防护材料对产品进行裹包或缓冲垫衬。,84,f.每个单元包装件上应贴上敏感产品警示标记，该标记由警示符号（如第2章所示）和下述文字组成：“注意 静电放电敏感产品，除在防静电工作区内不得打开。”g.当将两个或两个以上的同种产品的单元包装以包，捆，装箱等形成按照包装图纸的规定形成中间包装时，或再进一步构成外包装件时，均应在包装件上贴上静电放电敏感产品的警示标记。最新版的IEC标准草案（IEC/15D/47/CD),还推荐在符号下面注明包装功能。一代表包装功能的字母。S静电屏蔽包装D静电耗散包装A不产生静电的包装C导静电
35、包装,85,h.可供重复使用的包装敏感产品容器，在每次使用之前 应对其防护性能进行检测，以确定其符合规定的要求。i.封口包装袋时不允许使用胶带进行粘接，以防胶带从袋上撕下时产生撕裂静电。j.施行单元包装之前或拆包装之后，静电敏感产品在工序间流通时，必须在防护状态下，例如装入周转箱、带盖托盘，用防护材料裹包或收缩包装操作。l.为防止在包装材料表面上形成不希望的绝缘层，不要使用防静电喷雾剂。4）.防静电包装件运输，存储的一般准则：a.凡贴有静电敏感标记的包装件，在运输装卸过程中，应绝对注意文明操作，不允许掉，落，摔，抛等，不得使单元包装件和中间包装件任意散落。,86,b.包装件在运输和存储过程中，
36、应注意远离强磁性物质和放射性物质，以防止电磁和放射危害。c.包装件在运输和存储过程中，应注意防止过度巅振或受到其他坚硬物体碰撞。d.入库包装件应检查其静电敏感警示标记是否完好，否则应予以修补。e.入库时应检查其原有包装状态是否完好，已经拆散者应拒绝入库。f.库存静电敏感产品的货架上，应在容易看到的地方贴上敏感警示标记（在没设专门库房时）g.存放有静电敏感包装件的库房，其相对湿度不得低于40，推荐值为（50-60）h.凡对静电敏感产品拥有量较多的单位（包括生产，使用或其他单位），应专门设置静电敏感产品仓库，其温，湿度和静电，接地，地板，存放架，运输小车等要求应具备防静电工作区的水平。,87,i.
37、因老产品，配料，投产前检查等需要，打开包装件时，应在防静电工作内进行。操作人员应具备人身防护条件。j.凡拆去静电防护包装的产品，盛于具有防静电性能的周转容器中，不得随意使用普通塑料袋和纸袋，不允许随意放在盘，盒，抽屉中，也不允许放入业经使用的旧包装容器内（可提供重复使用并经过再次检查确证合格者除外）k.已拆去包装的裸体静电敏感元器件在装配工序上流通，应使其全部引出线处于等电位，例如将其软引线拧扎在一起或以等电位的金属箔包裹（金属箔的电阻率应在108/以下），将硬引线元器件裹入防静电缓冲发泡塑料中等，然后，再将产品放入防护周转容器。l.仓储人员应经受过防静电知识培训。,88,m.仓储人员应穿防静
38、电工作服。n.在领，发货清点防静电包装件内敏感产品数目时，不准打开单元包装。o.对静电敏感产品进行配料作业，必须在防静电工作区内进行，操作人员还应有人身静电防护措施，并尽可能按原有包装配制，当因缺数补额不得不拆去单元包装时，应按上述k款处置。10.实用防静电包装物品：1）.包装材料：a.外部涂敷化学抗静电剂。b.内添化学抗静电剂。c.内添加炭黑特定用途为：I.类阻隔材料。预定用于微电路、某些半导体器件（如微波二极管和场效应晶体管），敏感的,89,膜电阻器和其他需要防护小型电子元器件的防护包装，具有防水蒸气，防静电，防电磁的功能，但不透明。II.类阻隔材料，预定用于透明的防护包装，具有防水和静电
39、耗散功能。III.类阻隔材料。预定用于透明的防护包装，具有防水和电磁屏蔽功能。2）.包装袋：,90,1）.目的：a.防止人体电击事故及由此引起的二次事故的发生。b.防止带电的人体放电成为气体、粉体、液体的点火源并由此引发燃爆事故的出现。c.防止带电的人体放电造成静电敏感电子元器件或其他敏感产品（硅片、感应胶片等）的击穿损坏。2）.人体静电防护的主要措施：a.接地：I.使用导电性地面或导电性地毯，并且人员穿上防静电鞋袜，形成组合接地。II.戴防静电腕带接地b.服装防护c.环境防护,11.人体的静防护,91,3）.产品附着静电带电的防护机理：带电尘埃粒子在产品上形成静电沉积。措施：洁净厂房4）.静
40、电防护措施的检查要求：,92,12.防静电制品,1）.控制静电荷的产生2）.清除静电：a.接地。b.提高周围环境湿度。c.增加材料电导率3）.防静电制品所使用材料的分类：见下表:,93,二.接地技术,一.接地的概念：“地”：任何一点的电位按惯例取为零的大地或导电物体。接地：把物体电气连接到地，即连接到能供给或接受大量电荷的物质，（例如：地面、舰船或运载工具、设备的外壳）地包括大地，也包括参考地 接地是为了给流向大地的电流提供一条有效的低阻抗通路。,94,二.静电接地：,目的：使物体与大地之间构成电气上的泄漏通路，将物体上因故发生的静电荷及时泄漏至大地，防止物体上静电荷的积累，限制带电物体的静电
41、电位上升，从而限制电由此产生的静电放电。方式：A.硬接地：物体直接或通过低阻抗同大地相连接。B.软接地：物体通过一个足够高的阻抗接往大地，以便发生触电事故时把电流限制在人身安全电流之下。,95,类型：A.直接接地：将金属导体与大地进行导电性连接。B.间接接地：为了使金属导体外部静电导体和静电亚导体进行静电接地，将其表面的全部或局部与接地的金属导体紧密相连。C.跨接接地：通过机械或化学方法把金属物体间进行结构固定，从而使两个或两个以上互相绝缘的金属导体进行导电性连接，建立一个供电流流动的低阻抗通路，然后再接地。对象：a.设施和设备内的金属导体。b.金属导体外部的静电导体，静电亚导体。c.操作者及
42、其所使用的器具，工具。,96,范围：在爆炸与火灾危险区域内加工、存储和运输装置、工具、设备和器具，若其所带静电，会危害产品或使人遭遇电击。加工高度，检测包装，维护静电敏感产品的人员 工程接地：设备接地系统：指导体和导电元件的电气互连系统，它对大地提供多路电流通路。包括大地电极分系统，雷电保护分系统，信号参考分系统，故障保护分系统，静电保护分系统，以及建筑物构件，设备机架，机柜线管，接线盒，电览管道，水管和其他通常不截流元件。作用：a.人身安全保护 b.设备，设施和产品的保护 c.降低电气噪声和提高设备运行质量,97,接地电阻要求：大地电极分系统：10 电气线路和设备故障保护：25 雷电防护：1
43、0 静电防护：10 各接地分系统的简要比较表5-1 设施接地系统的目的、要求和设计要素,98,99,大地电极分系统：是工程接地系统最重要的部分，是设施，设备中其他接地分系统的基础上，通过大地电极分系统使其他接地分系统实现对大地电气连接。目的：a.为雷击提供一条至大地的通路 b.在工作人员能接近的区域内，将跨步电压限制在可能造成伤亡电平之下.c.减少各独立设施信号参考分系统之间电位差的方法，抑制信号电路和控制电路的噪声 d.为静电接地系统提供对大地的连接点,100,组成：大地电极棒，电极板，电极网，电极栅及它们之间互连导体网络。类型：接地圈，每0.5米至少有一根3米长的接地棒、辐射点。表5-3
44、典型大地电极的相对优缺点,101,102,雷电保护分系统 故障保护分系统1.安全保护接地：用专门的安全保护地线机器，设备的外壳和机座，金属管道及其支撑件等进行电气连接，并使其和交流电源的中性地线隔离分开。2.交流工作地：将供电电源的中性线进行接地，也称二次接地,103,信号参考分系统：悬浮接地 单点接地 多点接地 等电位平面：a.夹在水泥地板中的铜格栅或金属地板。b.在地板贴面或地毯下铺设一层金属极或拉制金属网板 c.架空的等电位平面 静电防护接地分系统组成：人体静电防护接地系统，防静电地平接地系统，静电防护操作装置接地系统。,104,人体静电防护接地分系统：人体接地：佩戴防静电腕带 从安全角
45、度考虑：人体安全电流为5mA R=380V/5*10-3=7.6*10-4 从静电荷泄漏考虑：初始电位为5000V,人体电容为200PF，人体电阻为1.5K，需要在0.1s内衰减至100V U(t)=Uoe-t/RC R=1.28*108 服装接地 防静电地坪接地系 静电防护操作装置接地系统：1.工作面接地系统 2.工艺加工设备接地系统 3.器具接地系统,105,三.静电性能测量,特点：1.对测量仪器仪表的绝缘程度要求高2.受各种环境条件的影响显著3.结果的复现性4.静电放电敏感度试验对使用的模拟器输出波形要求非常严格 静电位测量1.接触式电压表 利用静电力的原理2.非接触式电压表法，利用静电感应的原理,106,电阻与电阻率的测量1.绝缘材料电阻的测量 a.三电极高阻计法 1高阻106 b.四电极法 1高阻106 静电耗散材料电阻测量静电耗散材料：电阻率介于静电导体和绝缘体之间的材料。体电阻率在1041011/cm之间面电阻率在105-1012/cm之间,
