浅谈电子制造过程中的静电及静电防护
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电子制造业中静电的产生及防护一、静电的定义1、静电就是静止的电荷。
任何两个不同材质的物体接触后再分离,都会产生静电。
2、任何物质都是由原子组合而成,而原子的基本结构为质子、中子及电子。
科学家们将质子定义为正电,中子不带电,电子带负电。
在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负电平衡,所以对外表现出不带电的现象。
但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。
二、静电的产生⏹静电产生的三种方式:摩擦、接触、传导。
1、摩擦起电:摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象,就是摩擦起电现象.由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,当两个物体相互摩擦时,哪个物体的原子核对核外电子的束缚本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上,失去电子的物体带正电,得到电子的物体由于带有多余的电子而带负电.摩擦起电实质上并不是创造了电,只是电荷从一个物体转移到了另一个物体,使正负电荷分开,电荷的总量并没有改变.相互摩擦的两个物体,必然带上等量的异种电荷,带正电的物体缺少电子,带负电的物体有了等量的多余的电子.在转移过程中只能转移核外的电子,但原子核是稳定的.例如:被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电.2、接触带电:接触带电是指带电的物体接触不带电的物体(注意:这里的不带电物体应是导体,只有导体,电荷才可以在其上自由移动),则不带电的物体也带上了与带电物体相同种类的电荷.一个物体带电,一个不带电,相接触后,总电量就重新分布了,为了取得平衡,电荷就会发生移动.接触带电是两个物体带电的均衡,最终结果是带同种但不一定等量的电荷.例如:把带负电的橡胶棒与不带电的验电器金属球接触,验电器就带上了负电,且金属箔片会张开.3、感应带电:也就是静电感应.一个带电物体靠近另一个不带电的导体时,导体靠带电体的近端会显示出与带电体相反电性的电荷,而在这个金属导体的远端则显示出与带电体相同性质的电荷.例如:一个带正电荷的物体靠近某个不带电的金属球时,离带电体近的一端就带负电荷,离它远的一端则带正电荷.感应带电实质上是物体在静电场的作用下,发生了电荷重新分布的现象.例如:电视机、电脑等的显示屏上的带电现象.三、静电对电子产品的影响⏹ESD对电子产品造成的破坏和损伤有:突发性损伤、潜在性损伤1、突发性损伤:器件被严重损坏,功能丧失。
电子产品制造过程中静电的危害与防护摘要:静电的产生对人类的生产和生活会产生很大的危害,尤其是对电子产品的生产企业造成巨大的损失,所以在电子产品的制造过程,采取系统有效地静电防护措施,可减少静电对电子产品的损伤,降低企业成本,提高产品质量。
关键词:静电防护;静电放电静电危害是电子产品生产过程中一大安全隐患,其造成的后果和损失往往十分严重。
由于其产生简单、广泛且不易被发觉和重视,更加剧了其潜在的危险性。
它可以在不经意间将昂贵的电子器件击穿,造成元器件失效,甚至引起火灾和爆炸,造成无可挽回的损失。
所以在电子产品的制造过程中,采取静电防护措施是十分有必要的。
1 静电的产生静电是由不同物质的接触、分离或相互之间摩擦而产生的,当两个不同物质的物体相互接触时就会使得其中的一个物体失去一些电荷,当电子转移到另一个物体上时就会使其带上正电荷,而另外一个物体上将会带负电荷。
若在分离的过程中出现正负电荷难以中和,这样就是使正负电荷在这两个物体上失去平衡,电荷就会因为积累作用而使物体上产生静电。
所以当物体之间的接触、分离或摩擦就会使其产生静电。
在电子产品生产过程中的焊接、贴片、装配、调试、包装,以及生活中的行走、起立、脱衣服等,都会产生静电。
2 静电的危害静电对电子产品生产中的危害大致可分为两种:一种是由静电产生的吸附力而引起的空气中的浮游灰尘的吸附;另一种是由静电放电现象引起的介质击穿。
2.1 静电吸附在电子器件的生产制造过程中,由于大量使用了很多高分子物质制成的设备和材料,它们自身的绝缘度很高,而在生产制造过程中出现的一些接触、分离或摩擦,都可造成其表面正负电荷的积聚,当正负电荷打破局部的平衡时,就会使其产生静电,在这种情况下,很容易使生产场地的浮游灰尘被静电吸附于芯片上,这样就会降低芯线之间的绝缘阻抗,引起短路,使器件损坏,而很小的灰尘吸附都有可能对电子器件的性能产生不良影响。
2.2 静电放电引起介质击穿静电放电的起源是空间电荷,因而它所储存的电能量是有限的,故它仅能提供在短时间内产生出局部击穿的电能量。
电子制造行业安全操作规程静电防护与设备维护电子制造行业安全操作规程:静电防护与设备维护一、引言电子制造行业的发展日新月异,然而,由于电子器件对静电的敏感性,静电带来的危害也越来越凸显。
为了确保生产环境的安全与工作人员的健康,本安全操作规程旨在规范电子制造行业中的静电防护与设备维护操作。
有效的静电防护措施和设备维护可以降低静电带来的风险和生产损失,提高生产效益和产品质量。
二、静电的原理与危害静电是指由于电荷的分离而产生的电势差。
在电子制造行业,有许多场景会产生或积累静电,如人体、地面、设备和材料等,静电所带来的危害主要包括以下几个方面:1. 人身伤害:静电放电会对人体造成触电风险,严重的情况下甚至可引发火灾、爆炸等事故。
2. 电子元器件损坏:静电放电可能使电子元器件受到破坏,导致产品质量下降,造成经济损失。
3. 资料损坏:静电可能导致数据丢失或损坏,对生产和管理带来困扰。
三、静电防护措施为了有效地防止静电的危害,电子制造行业应采取以下静电防护措施:1. 地面接地:对生产现场进行良好的接地处理,确保地面与设备、人员等的电位一致。
可采用接地导线、接地材料等措施,并定期检查接地系统的效果。
2. 防静电服装:生产人员应穿戴防静电服装,包括防静电鞋、防静电服、防静电手套等,以减少电荷的积累和放电。
3. 防静电地板和桌面:生产现场的地面和桌面应采用防静电材料,防止静电的积累。
定期清洁和检查地板和桌面的静电性能。
4. 静电消除器:在生产环节中,可以设置静电消除器,用来消除静电并防止电荷的积累。
5. 控制湿度:恰当的湿度可以降低静电的产生和累积。
对于电子制造行业来说,通常的湿度控制在40%~60%之间。
6. 教育培训:为生产人员提供关于静电危害的教育培训,提高他们的安全意识和防范能力。
四、设备维护与检修除了静电防护,设备的维护与检修也是确保生产环境安全和生产设备可靠性的重要一环。
为此,电子制造行业应遵守以下几项要求:1. 定期维护:对生产设备进行定期检查和维护,确保设备的正常运行和耐用性。
电子行业安全操作规程电子产品生产过程中的静电防护措施电子行业安全操作规程:电子产品生产过程中的静电防护措施在电子行业中,由于静电的存在,对电子产品的生产过程提出了严格的安全操作规程。
本文将介绍电子行业中常见的静电防护措施,并为相关从业人员提供指导。
一、静电的概念和危害静电是指物体表面带有静止电荷而产生的电现象。
在电子行业中,静电可导致电子元件损坏、系统故障、数据丢失甚至火灾等严重后果。
因此,制定适当的静电防护措施至关重要。
二、静电的产生和消除静电主要通过摩擦、接触和电离三种方式产生。
在电子产品生产过程中,人与物体的接触和物体之间的摩擦是主要的静电产生源。
为减少静电产生,有以下几个常见的消除方法:1. 在工作区域的地面铺设导电地板,并保持地面的清洁和湿润,以提供有效的电荷传导路径。
2. 使用导电材料制作工作台面,并定期清洁表面,以保持导电性能。
3. 在工作区域设置静电消除器,如离子风机、离子风枪等。
这些设备能够释放离子,中和周围空气中的静电。
4. 使用带有接地装置的静电容器,将产品安全存放并及时接地,以防止静电的积累。
三、人员的静电防护静电的产生和传导主要与人体的电荷有关,因此,人员在电子产品生产过程中需要采取一些措施来防止静电的产生和传导。
以下是一些建议:1. 工作人员应佩戴防静电服装,如防静电鞋、防静电手套等,以减少因人体带电而引发的静电现象。
2. 在工作台上放置静电防护垫,以降低电荷积聚的风险。
3. 在工作过程中避免穿着含有聚麦克斯纤维、涤纶等带有静电的衣物。
4. 在操作电子产品之前,工作人员应使用静电接地器将自身的电荷释放掉,并保持良好的接地状态。
四、设备的静电防护在电子产品的生产过程中,设备也是静电防护的重要部分。
以下是一些建议:1. 选用带有防静电功能的设备,例如防静电工作台、防静电滚筒等。
2. 在设备周围设置防静电屏蔽,以防止静电的积聚。
3. 定期对设备进行维护和保养,确保其良好的接地和耐静电的性能。
电子产品制造中的静电防护措施分析摘要:中国是世界上最大的生产国也是最大的电子设备生产和出口国。
电子元件和整合式电路板是电子设备的核心元件。
静电对电子设备和电子设备的制造是非常有害的。
为了提高电子电气设备的质量,提高电子电气设备制造商的竞争力,增强产品在中国的影响力,我们必须了解静电产生的原理,重视静电的预防和消除,加强对防静电的管理。
关键词:电子产品;制造;静电;防护措施引言静电放电是指在静电场中具有不同静电平面的物体相互作用时,静电电荷转移现象。
当电场能量达到一定的水平时,它们之间的嵌套介质会破裂,这是一个爆发过程。
静电防护必须减少静电积聚,必须及时释放静电,并有效识别电子产品的静电防护措施。
静电脉冲会影响电子产品和设备的正常工作。
由于电子产品制造涉及许多内容和链接,因此需要维护和有效地处理每个链接中可能出现的静电损坏。
1静电产生的原理一切都是由原子组成的。
原子的基本结构由质子(正电荷)、中子(未电荷)和电子(负电荷)组成。
正常情况下,原子中质子和电子的数量相等,此时对象未充电。
当两个对象相互接触并分离时,一个物体将一些质子或电子从另一个物体中夺走。
此时,两个物体上质子和电子的数量不同。
一个对象加载正,另一个加载负,因此产生静电。
当静电物体接触具有电位差的物体时,发生电荷转移,然后产生静电危害。
事实上,物体之间的接触和分离是常见的,所以产生静电的地方到处都是。
2静电产生的危害2.1静电放电击穿介质静电放电不能产生很大的能量,但其产生极其复杂,因此很难控制静电放电。
静电放电可能会破坏电子设备,这也是制造电子产品时最常见的静电放电危险,这种危险会产生非常严重的后果。
静电放电引起的崩溃可以是硬的也可以是软的。
硬性故障是指电子产品一旦损坏,便是永久故障,无法进行维修,只能进行换件处理,会造成经济损失。
软故障是指电子产品内部存在相对轻微的损坏,在使用过程中产品的性能会逐渐下降,从而导致安全隐患。
出现这种软故障时,问题并不容易找到,如果检测设备未能检测出故障信息,且所有测试数据正常,后续进行产品交付后,用户在使用过程中,有很大可能会遇到突发性故障。
电子制造过程中的静电及静电防护ESD(ElectrostaticDischarge)即静电释放:两个带不同静电电平的物体,通过直接接触或静电电场的作用会使两物体的静电电荷发生位移,当静电电场达到一定能量,之间的介质被击穿而产生放电,这就是ESD的全过程。
例如,在干燥的秋冬季节,推开门,开关抽屉,整理书籍,甚至按下计算机开关都有静电累积和释放的现象,可以说,我们就生活在一个静电的世界。
由于生活中静电无处不在,所以,ESD也经常发生,大到电闪雷鸣,小到脱毛衣时迸出火花,都属于此列。
我们可以按以下描述简单判断ESD的强弱,当放电电压低于3KV时,ESD过程就会发生,但我们不会感觉到,电压大于3KV时,人体有轻微麻麻的感觉,当电压大于6KV时,我们会听到“劈啪”的放电声,而当电压大于8KV时,同时还会伴随快速的电弧火花出现了。
随着科学技术的飞速发展,电子、通信、航天、航空等高新技术产业的迅速崛起,尤其是电子仪器仪表和设备等电子产品日趋小型化、多功能及智能化。
高密度集成电路已成为电子工业对上述要求中不可缺少的器件。
这种器件具有线间距短、线细、集成度高、运算速度快、低功率和输入阻抗高的特点,因而导致这类器件对静电越来越敏感。
静电放电是导致元器件击穿危害和对电子设备的运行产生干扰的主要原因。
在电子产品的生产中,从元器件的预处理、安装、焊接、清洗、至单板测试、总测、直到包装、储存、发送等工序,都可能产生对器件的静电放电击穿危害。
因此,静电防护显得越来越重要。
静电作为一种自然现象,不让它产生几乎是不可能的,但是,把它的存在控制在危险的水平之下,使其造成的损失尽可能减小,则是可以做得到的。
有效地进行静电防护与控制,依赖于对静电现象的认识和对其发生、存在、消除的控制;依赖于掌握和了解静电与环境条件的关联性和静电发生的规律。
1.静电的产生在电子组装工业中,产生静电的主要途径为:摩擦、感应和传导。
1.1摩擦在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,而产生静电的最普通方法,就是摩擦生电。
电子行业电子产品静电防护在电子行业,静电是一个不可忽视的问题。
静电可以对电子器件和电子设备造成许多负面影响,包括损坏电子元件、降低设备的性能以及导致数据丢失。
因此,静电防护成为电子行业中非常重要的一环。
本文将介绍电子行业中常见的静电防护措施和技术,以及如何正确实施和维护这些防护措施。
希望能帮助读者更好地了解静电防护,在工作中采取正确的步骤,确保电子产品和设备的安全。
什么是静电静电是指当两个电荷不相等的物体接触或通过电场相互作用时产生的电荷。
在电子行业中,人体和物体与电子器件和设备之间的静电放电是一个常见的问题。
在干燥的环境下,静电放电可以达到几千伏的电压,足以破坏敏感的电子元件。
静电对电子产品的影响静电放电对电子产品的影响主要包括以下几个方面:1.元件损坏:静电放电可以破坏电子器件内部的微小结构,导致功能性能下降甚至完全失效。
2.性能降低:静电放电还可能在电子器件中引起瞬态噪声和干扰,导致设备的性能下降。
3.数据丢失:静电放电可能会导致存储在电子设备中的数据丢失或损坏,对数据安全构成威胁。
4.维修成本增加:静电放电损坏了电子器件,可能需要更换零件或整个设备,增加维修成本。
综上所述,静电对电子产品的影响是非常严重的。
因此,采取适当的静电防护措施非常重要。
静电防护措施为了保护电子产品和设备不受静电放电的影响,电子行业采取了一系列的静电防护措施,包括:1.地接:建立良好的地接是静电防护的基础。
通过连接设备和器件的金属外壳或地线到接地系统,可以有效地把静电放电到地。
2.防静电地板:在电子产品制造和维修工作区域铺设防静电地板可以防止静电的积累。
这种地板通常由导电材料制成,能够快速将静电放电到地。
3.防静电服:防静电服是一种专门设计的服装,能够防止静电的积累和放电。
防静电服通常采用导电纤维制成,并与接地系统连接,确保静电通过服装释放到地。
4.防静电包装:在制造和运输电子产品时,使用防静电包装可以防止产品受到静电放电的损坏。
电子产品中的防静电设计与防护电子产品中的防静电设计与防护是一项重要的技术,它旨在保护电子元件免受静电损害。
本文将详细介绍防静电设计与防护的步骤及相关内容。
一、静电的危害1. 静电可能导致电子元件故障或损坏。
2. 静电还会引发火灾或爆炸。
3. 静电对人体健康也有一定的危害。
二、防静电设计与防护步骤1. 设计防静电区域a. 选择地面材料:使用导电性或抗静电性地面材料,如导电地板或防静电地板。
b. 控制湿度:保持适宜的湿度水平,通常在40%至60%之间。
c. 避免静电产生源:减少使用静电产生源,如毛巾、塑料袋等。
d. 地面接地:每个工作台都应与地面建立可靠的接地连接。
2. 防静电设备选择和使用a. 静电除尘器:使用可以除去空气中静电的静电除尘器,减少静电对电子设备造成的影响。
b. 防静电包装材料:在存储和运输电子产品时,使用防静电包装材料,如静电袋、泡沫等。
c. 防静电工具:使用具有防静电功能的工具,如静电钳子、防静电手套等,减少对电子设备的静电损害。
3. 人员防静电培训a. 培训员工:教育员工有关静电产生的原因、防护措施以及正确的使用防静电设备的知识。
b. 提供防护用具:为员工提供必要的防静电用具,如防静电手套、抗静电服装等。
c. 定期培训:定期进行防静电培训,以确保员工保持相关知识的更新和正确使用防静电设备的技能。
4. 防静电设备监测和维护a. 定期检查:定期检查防静电区域的设备和防护用具是否正常工作。
b. 维护设备:定期维护防静电设备,如静电除尘器等,保持其良好的工作状态。
c. 更换设备:如发现设备损坏或失效,及时更换以保证防静电效果。
5. 静电防护在生产中的应用a. 静电消除:采用防静电工作台、防静电地板等设备,减少静电的产生。
b. 静电接地:将设备或零部件连接到接地,有效地将静电释放到地面,避免对电子元器件的损坏。
c. 静电屏蔽:使用防静电材料,如金属屏蔽罩、防静电泡沫等,进行静电屏蔽,保护敏感电子元器件。
电子工程中的静电防护探讨摘要:伴随着社会经济的迅猛增长,电子工程已经崭露头角,成为现代社会中不可替代的核心部分,它在社会经济的总体进步中起到了至关重要的角色。
其中,电子工程的应用范围非常广泛,涉及到人们生活与生产的各个领域。
但是,在电子工程的实际操作中,由于摩擦、传导和感应等因素的影响,很容易出现静电问题,这对工作效率和敏感部件都会带来严重的负面效果。
若无法有效避免或控制静电问题,则会给整个系统运行带来极大影响。
因此,在电子工程领域,静电防护措施具有不可忽视的重要性。
基于此,必须加强相关工作人员的重视程度,提高静电防护技术水平,确保电子工程施工安全进行,保障人们生命财产安全。
关键词:电子工程;静电;防护措施前言电子工程在我国的日常生活和生产活动中具有显著的重要性,然而,静电产生的各种影响可能会对电子工程的质量造成损害,进而在一定程度上影响电子工程的运行安全性和稳定性。
因此,为了确保电子工程施工质量与水平能够得到有效提高,必须要加强对电子工程项目中的静电问题进行科学全面的分析,并制定出合理的应对策略。
因此,在电子工程领域,相关的专业人士必须给予静电防护足够的关注和重视,这样才能确保电子工程的安全性和可持续性,并最终为我国的国民经济增长做出有意义的贡献。
1静电的产生1.1摩擦产生静电静电是一种多余的静止电荷,它主要是由电子和离子在固定的物体环境中转移而产生,并附着在物体的表面上。
当两物体相互接近时,它们之间就会发生相对运动,从而导致带电物体与绝缘体或金属导体间存在着一定距离,这就是常说的静电感应现象。
当两个没有电的物体发生摩擦时,其中一个物体上的某些相关电子会通过摩擦的方式进行转移,从而为另一个物体提供了电子。
同时还可以观察到,当物体运动起来的时候,会把自身携带的电荷从空气中释放出来。
在这个电子传输过程中,一个物体失去了电子,从而产生了“正电子”,而另一个物体因为获得电子而产生了“负电子”。
由于两个物体都受到了静电场的作用,从而产生了相应的运动变化,这种现象就叫做电场力。
电子设备制造中的静电防护技术使用技巧研究静电是指在电荷的非平衡状态下产生的电压差和电场。
在电子设备制造过程中,静电可能对电子元件和零部件造成破坏,导致设备故障和损失。
因此,采取静电防护技术是电子设备制造过程中至关重要的一环。
本文将对电子设备制造中的静电防护技术使用技巧进行研究与讨论。
一、静电生成与传播的原因静电在电子设备制造过程中的生成和传播主要有以下几个原因:1. 材料摩擦:当不同材料之间发生摩擦时,电荷会在材料表面产生不平衡分布,导致静电生成。
2. 材料剥离:当材料之间发生剥离时,电荷会随着材料的分离而分布不均匀,导致静电生成。
3. 电荷集聚:当电荷在一个特定物体上集聚时,静电会在电子设备制造过程中传播并可能产生电弧放电。
二、静电防护技术使用技巧在电子设备制造过程中,采取静电防护技术是非常重要的。
以下是一些静电防护技术使用的实用技巧:1. 使用合适材料:选择合适的材料对防止静电生成和传播至关重要。
一些防静电材料,如金属或导电纤维,可以有效地将静电排除到接地上。
2. 接地:合理的接地系统是防止静电影响的重要措施。
通过将电子设备和工作区域接地,可以将静电导入地面,减少电荷的积累和传播。
3. 静电消除器:在电子设备制造过程中,应该配备静电消除器。
这些消除器可以用于吸收和中和电荷,减少静电的积累。
4. 控制湿度:静电的生成在很大程度上受湿度的影响。
保持适宜的湿度水平可以有效地控制静电的生成和传播。
5. 使用静电防护设备:在电子设备制造过程中,使用静电防护设备是非常重要的。
例如,静电防护手套、静电防护地垫等可以有效地降低静电对电子元件的影响。
6. 培训员工:对员工进行静电防护知识的培训是预防静电问题的重要措施。
员工应该了解静电的危害,掌握正确的静电防护技术使用技巧。
三、案例研究:苹果公司的静电防护措施作为全球知名的电子设备制造商,苹果公司一直致力于静电防护技术的研究和应用。
以下是苹果公司在电子设备制造中采取的一些静电防护措施:1. 静电防护设备:苹果公司的工厂中广泛采用静电防护设备,包括静电消除器、静电防护手套、静电防护地垫等。
制造过程中静电及静电防护静电是指物体表面带电状态,当两个带电物体接触或靠近时,会发生静电的传导和放电现象。
在制造过程中,静电问题可能会对产品的质量和生产效率造成影响。
因此,了解制造过程中的静电现象以及采取相应的静电防护措施至关重要。
静电的形成原因静电的形成是由于物体带电粒子的不平衡。
在制造过程中,静电的形成主要是由以下原因导致的:1.摩擦电荷:当两种不同材料表面相互摩擦时,会导致电子从一个物体转移到另一个物体,从而导致物体带电。
2.分离电荷:在生产过程中,当电荷分离的物体接触到其他物体时,会导致物体带电。
3.吸附电荷:物体表面可以吸附带电粒子,例如灰尘、水滴等,从而导致物体带电。
制造过程中的静电问题在制造过程中,静电问题可能会对产品的质量和生产效率造成影响。
一些常见的静电问题包括:1.雇佣:当物体带电时,会吸引周围的粉尘和污染物,导致产品表面脏乱不堪。
2.粘附:带电的物体可能会粘附到其他物体上,导致制造过程中的不良现象。
3.能量积累:在制造过程中,静电荷可能会在物体表面积累,当达到一定能量时,可能会引发火花和爆炸。
4.电子设备故障:静电可能会对周围的电子设备产生干扰,导致设备故障。
静电防护措施为了避免制造过程中的静电问题,可以采取以下静电防护措施:1.接地:将物体通过接地线连接到地面,使静电荷能够自由流失,避免静电的积累。
2.避免摩擦:在制造过程中尽量避免使用产生摩擦的材料,减少静电的产生。
3.防护材料:使用具有抗静电性能的材料,例如抗静电塑料、抗静电涂料等,减少静电的产生和积累。
4.空气湿度控制:保持适当的空气湿度,可以减少静电的产生,因为湿度越高,空气中的静电能量越低。
5.静电消除器:在制造过程中使用静电消除器,通过产生相反电荷来中和静电荷,减少静电问题的发生。
6.培训和教育:对相关从业人员进行静电防护的培训和教育,提高他们的意识和知识,减少静电问题的发生。
总结了解制造过程中的静电现象以及采取相应的静电防护措施对于确保产品质量和生产效率至关重要。
浅析电子产品制造中的静电防护【摘要】在电子产品制造过程中会产生静电,这也是电子产品制造中的一个重要安全隐患,有可能严重损害电子产品的功能,带来巨大损失,因而如何做好静电防护工作在电子产品制造中就有着重要的意义。
本文阐述了电子产品制造中静电的产生和可能造成的危害,并且重点分析了静电防护措施。
【关键词】电子产品;静电危害;静电防护近年来随着电子产品模块化、集成化的发展,电子器件正变的越来越小,内部结构也越来越复杂,内部氧化膜逐渐变薄,在制造过程中一些微小电压就可能击穿这些电子器件。
因而在当前的电子产品制造中,由于静电引造成的电子器件损伤也越来越严重,电子元件制造过程中的大多数环节中都可能产生静电,那么如何对于通过一些完善的防护措施降低静电危害,也就是众多从业人员所关注的。
一、静电的产生静电的产生是由于物体表面正负电荷局部失衡造成的,一般而言静电产生的来源主要有三个,分别是摩擦、传导和感应。
在电子产品制造过程中,焊接、组装、调试、包装等多个环节都可能产生静电。
静电的产生一方面在于电子元器件本身的特点,另一方面也与生产操作人员有着重要关系,如果生产人员没有依照防静电规范进行操作,静电防护措施佩戴不齐全、生产中乱搭乱放灯都可能产生静电。
由于电子器件多为导体材料,在器件接触的过程中,于静电场的作用下就可能产生静电,操作人员在组织、调试、包装等过程中,一些绝缘物体之间的摩擦也可能产生静电。
电子元器件静电敏感度分为三个级别,分别是0~1999V、2000~3999V、4000~15999V,敏感度越高越易于受到静电的破坏。
因而在静电防护中,也需要针对电子元器件的静电敏感度采取相应的防护措施[1]。
二、静电的危害1.介质击穿最然静电产的能力并不大,但是随着电子元器件介质的越来越薄,静电电压击穿电子元器件的现象也越来越普遍。
静电击穿电子元器件可以分文两种,分别是硬击穿和软击穿,硬击穿是指完全击穿,造成电子元器件内部开路或者短路,这一故障是能够在出厂前被检验出来的。
电子装配过程中静电防护浅析伴随着科技的发展,电子产品集成度越来越高,在电子原件的生产、集成过程中,面临静电的威胁也日益严峻,为了有效的避免静电对电子原件的损伤或损坏,延长产品使用寿命,提高成活率,静电的有效防护是关键所在。
通过对静电产生的原理、放电模型、静电防护原则、静电的危害以及防护措施进行一一介绍,分析了电子装配过程防静电应采取的相关措施,以及后续生产过程中静电防护区域的管理维护和注意事项。
标签:ESD;EPA;防护;防静电1 静电产生的原理通常在工作人员操作或者生产活动过程中,材料之间的接触、分离或者相对運动都可以导致电荷的产生和积累。
静电的产生可以从宏观和微观两个角度去描述,宏观上,物体的接触分离、摩擦、电磁感应等行为都会产生静电,微观上讲,核外电子的转移,形成电子的不均匀分布,使得两个不同的物体带上电荷,进而产生静电。
静电大致可以分为以下几种:(1)粉尘静电;(2)固体静电;(3)蒸汽和气体静电;(4)人体静电;(5)液体静电。
2 静电的放电模型静电释放的过程是一个随机过程,放电结果也往往受到各种条件的制约,结果不尽相同,为了定量表征ESD(Electrostatic Discharge,静电放电)特性,一般将ESD 转化成模型表达方式,但根据不同场合静电放电的主要特点,可以大致概括为四种静电放电模型,即人体模型(HBM)、机器模型(MM)、原件充电模型(CDM)、电场感应模型(FIM)。
3 静电防护的基本原则ESD 防护设计可分为单板防护设计、系统防护设计、加工环境设计和应用环境防护设计。
静电防护的措施有多种,但静电防护的最基本原则是抑制静电荷的产生和集聚,在短时间内能够快速、安全、完全的消除已经产生的静电荷。
通常情况下,当静电荷集聚不可避免时,可以采取工艺控制法、静电屏蔽法和复合中和法等三种方法将静电产生的危害控制在允许的范围内。
工艺控制法的基本原则就是在生产过程中尽量避免静电荷的产生,从工艺过程中的器具安装、选材、操作和管理流程全过程采取防护措施减少静电危害;静电屏蔽法即采取接地的屏蔽罩将敏感物体和其他物体分隔开,根据隔离的形式又分为场内屏蔽和场外屏蔽;复合中和法一般通过静电消除器所释放的异性离子来中和带电体的电荷,进而降低静电危害。
浅谈电子制造过程中的静电及静电防护引言ESD(Electrostatic Discharge) 即静电释放:两个带不同静电电平的物体,通过直接接触或静电电场的作用会使两物体的静电电荷发生位移, 当静电电场达到一定能量,之间的介质被击穿而产生放电,这就是ESD 的全过程。
由于生活中静电无处不在,所以 ESD 也经常发生。
我们可以按以下描述简单判断 ESD 的强弱,当放电电压低于 3 kV 时,ESD 过程会发生但我们不会感觉到,电压大于3 kV 时,人体有轻微麻麻的感觉,当电压大于6 kV时,我们会听到”劈啪”的放电声,而当电压大于 8 kV 时,同时还会伴随快速的电弧火花出 现。
随着科学技术的飞速发展,电子、通信、航天航空等高新产业的迅速崛起,尤其是电 子仪器仪表和设备等电子产品日趋小型化、多功能及智能化。
高密度集成电路已成为电子工业对上述要求中不可缺少的器件。
这种器件具有线间距短、线细、集成度高、运算速度快、 低功率和输入阻抗高的特点,因而导致这类器件对静电越来越敏感。
静电放电是导致元器件击穿危害和对电子设备的运行产生干扰的主要原因。
在电子产品的生产中, 从元器件的预处理、安装、焊接、清洗、至单板测试、总测、直到包装、储存、发送等工序,都可能产生对 器件的静电放电击穿危害。
因此,静电防护显得越来越重要。
静电作为一种自然现象,不让它产生几乎是不可能的,但是,把它的存在控制在危险的水平下,使其造成的损失尽可能减小,则是可以做得到的。
有效地进行静电防护与控制, 依赖于对静电现象的认识和对其发生、存在、消除的控制;依赖于掌握和了解静电与环境条件的关联性和静电发生的规律。
2静电的产生在电子组装工业中,产生静电的主要途径为:摩擦、感应和传导。
2.1摩擦在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,而产生静电 的最普通方法,就是摩擦生电。
材料的绝缘性越好,越容易产生摩擦生电。
另外,任何两种 不同物质的物体接触后再分离,也能产生静电。
2.2感应针对导电材料而言,因电子能在它的表面自由流动,如将其置于一电场中,由于同性 相斥,异性相吸,正负电子就会转移。
2.3传导针对导电材料而言,因电子能在它的表面自由流动,如与带电物体接触,将发生电荷 转移。
3静电对电子产品的危害静电对电子产品的危害有多种形式,并具有自身的特点。
3.1 .静电危害的形式静电的基本物理特性为:吸引或排斥,与大地有电位差,会产生放电电流。
这三种特性能对电子元器(b)務应牛一电件产生三种影响:(a) CC4O69 4.0 J(V (b) JF709 2 0 kV99 2 并电什就时芯片宵乘就坏(1)静电吸附灰尘,降低元器件绝缘电阻(缩短寿命)。
(2)静电释放(ESD)破坏,造成电子元件不能工作。
表1列出了一些常见电子元器件所能承受静电破坏的静电电压,从表中可以看出大部分器件的静电破坏电压都在几百至几千伏,而在干燥的环境中人活动所产生的静电可达几千伏到几万伏。
图2是一个CMOS器件和一个双极型器件在受到ESD损伤后芯片内部的相貌像;(3)静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏/米)频谱极宽(从几十兆到几千兆),对电子产品造成干扰甚至损坏(电磁干扰)。
这3种形式对元器件造成的损伤,既可能是永久性的(如功能丧失,不能恢复),也可能是暂时性的(如静电放电产生的干扰使功能暂时丧失);既可能是突发失效,也可能是潜在失效。
其中静电释放(ESD)事件是造成元器件损伤最常见和最主要的原因。
3.2静电危害的特点相对于其它应力,静电对电子产品危害存在以下一些特点:(1)隐蔽性。
人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感知的静电放电电压为2〜3 kV,所以静电具有隐蔽性。
(2)潜在性。
即器件在受到ESD应力后并不马上失效,而会在使用过程中逐渐退化或突然失效。
这时的器件是"带伤工作”。
这是人们对静电危害认识不够的一个主要原因。
实际上,静电放电对元器件损伤的潜在性和累积效应会严重地影响元器件的使用可靠性。
由于潜在损伤的器件无法鉴别和剔除,一旦在上机应用时失效,造成的损失就更大。
而避免或减少这种损失的最好办法就是采取静电防护措施,使元器件避免静电放电的危害。
(3)随机性。
电子元件什么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说,从一个元件产生以后,一直到它损坏以前,所有的过程都受到静电的威胁,而这些静电的产生也具有随机性,其损坏也具有随机性。
(4)复杂性。
静电放电损伤的失效分析工作,因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱,要求较高的技术并往往需要使用一些高精密仪器。
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,使人误把静电损伤失效当作其他失效。
这在对静电放电危害未充分认识之前,常常归因于早期失效或情况不明的失效,从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。
所以静电对电子器件损伤的分析具有复杂性。
3.3可能产生静电危害的制造过程元器件从生产到使用的整体过程中都可能遭受静电损伤,依各阶段的可分为:(1)元器件制造过程;(2)印刷电路板生产过程;(3)设备制造过程;(4)设备使用过程;(5)设备维修过程。
在整个过程中,每一个阶段中的每一个小步骤,元件都可能遭受静电的影响,而实际上,最主要而又容易疏忽的一点却是在元器件的传送与运输的过程。
在这整个过程中,不但包装因移动容易产生静电外,而且整个包装容易暴露在外界电场(如经过高压设备附近,工人移动频繁、车辆迅速移动等)而受到破坏,所以传送与运输过程需要特别注意以减少损失,避免无谓之纠纷。
所以,从元器件的制造、使用到维修的任一环节都有可能发生静电危害。
4静电防护静电防护的基本原则是:(1)抑制静电荷的积聚;(2)迅速、安全、有效地消除已经产生的静电荷。
4.1接地接地就是直接将静电通过一条导线的连接泄放到大地,这是防静电措施中最直接最有效的方法,对于导体通常用接地的方法,如有绳防静电手腕带、地板及工作台面接地等。
接地通过以下方法实施:(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(台)垫接地;(6) 防静电周转车,箱,架接地;(7) 防静电椅接地。
4.2静电屏蔽静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中,用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响,最通常的方法是用静电屏蔽袋和防静电周转箱作为保护。
另外防静电衣对人体的衣服具有一定的屏蔽作用。
4.3离子中和绝缘体往往是易产生静电,对绝缘体静电的消除,用接地方法是无效的,通常采用的方法是离子中和(部分采用屏蔽),即在工作环境中用离子风机等,提供一等电位的工作区域。
5静电防护材料与静电防护设施因此在防静电材料和防静电设施中,均是按这3种方式派生出来的产品,可分为防静电仪表,接地系统类防静电产品,屏蔽类防静电包装,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。
5.1防静电仪表(1) 手腕带/脚腕带/防静电鞋综合检测仪用途:检测手腕带,脚腕带,防静电鞋是否符合要求;(2) 测试脚带及防静电鞋时,需增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:定期对离子风机平衡度和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围;(4) 静电场测试仪用途:测量静电场以反映静电的存在,以电压形式读数,用来测试环境的静电强度。
一般受环境影响和静电瞬间特性,很难真实反映实际情况;(5) 静电屏蔽袋测试仪用途:检测静电屏蔽袋的屏蔽效果;(6) 表面电阻测量仪用途:测量材料表面电阻,体积电阻。
5.2接地类防静电产品(1) 防静电手腕带:广泛用于各种操作工位,手腕带种类很多,建议一般采用配有1兆欧姆电阻的手腕带,线长应留有一定余量。
导线电阻厨4 時静配畀蔬帯E 3 詩娜电带的酩且(2) 防静电脚腕带/防静电鞋:厂房使用防静电地面后,应配备防静电鞋,建议车间以穿防静电鞋为主,可降低灰尘的引入。
操作人员再结合配带防静电脚腕带效果将会更佳。
(3) 防静电台垫:用于各工作台表面的铺设,每个台垫串上1兆欧电阻后与防静电地可靠连接。
防静电台垫主要是防静电复合胶板,主要用于捕垫桌面、流水线工作台面、货架及制做地垫等。
材料面层分为草绿色,导电物质是抗静电剂;底层为黑色,导电物质是碳黑。
(4) 防静电地板:防静电地板也有多种,按时效性分,有永久性和临时性;按材料分有导电橡胶、PVC、导电陶瓷等;按铺设方式分,有地面直接铺设的和架空的活动地板。
可根据实际需要和成本决定。
如需要在地面走多种电缆、管道的环境如计算机房选择架空铺设的活动地板比较好。
图5是一些防静电地板。
(c)防那电机尿高架地板阳S 酵转电减城5.3屏蔽类防静电包装运输及储存材料(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) 防静电包装袋:用于单板和部件的包装、运输和储存,具有一定的防潮效果;(3) 防静电胶带:用于各种包装箱等;(4) 防静电IC包装管管及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IC ;或拆开包装运输;(5) 防静电货架、手推车及工作台:防静电货架、手推车广泛用于电子装配车间的单板、部件的周转,搬运等。
防静电货架及工作台要有防静电接地,手推车应有金属链与大地接触;(6) 防静电工作服工作鞋:在具有静电敏感元器件,具有一定洁净度要求的加工车问,一般应严格要求员工穿戴防静电工作服工作鞋。
防静电服装是用不同色的防静电布制成。
料纱线含一定比例的导电纱,导电纱又是由一定比例的不锈钢纤维或其它导电纤维与普通纤维混纺而成。
通过导电纤维的电晕放电和泄漏作用消除服装上的静电。
由于不锈钢纤维属金属类纤维,所以,由它织成的防静电布料的导电性能稳定,不随服装的洗涤次数而变化;(7) 防静电手指套:如操作员工需经常手拿静电敏感元器件时,要戴防静电手指套。
5.4中和类设备离子风机、风枪、风嘴、风帘、离子棒等。
(3) 车间内的各类机器(丝网印刷机、贴片机、测试台)应具有良好的接地;(4) 操作者在接触电子产品时必须戴防静电手腕带,并要求戴腕带的操作人员每天上、下午上班前各测试一次,以保证腕带与人体的良好接触,腕带电阻1 M Q ;(5) 在贴装过程中,需要手拿电路板时,规定只能拿电路板边缘无电子元器件处,而不 能直接接触电子元器件引脚;(6) ESD 敏感型器件必须用静电屏蔽;(7) 准备开封、测试静电敏感器件时必须在防静电工作台上进行,有条件的可配用离子风机清除空气中的不平等电荷;(8) 组装所用的焊接设备及成形工装设备都必须接地,焊接工具使用内热式烙铁, 接地要良好,接地电阻要偏小;(9) 产品测试时,在电源接通的情况下,不能随意插拔器件,必须在关掉电源的情况下 插拔; (10) 凡ESD 敏感型器件不应过早地拿出原封装,要正确按操作规范,尽量不能触摸 ESD 敏感型器件管腿;(11) 用波峰焊接时,焊料和传递系统必须接地; (12) 在ESD 敏感型测试仪器生产线上,应严格使用静电电位测试仪,监视静电电位的变化情况,以便及时采取静电消除措施;(13) 防静电安全工作台:6防静电的一般工艺规程要求静电就象细菌一样,虽然是看不见,摸不着,但是它随时随地存在。