第二册
各种静电相关问题
人体对静电的感觉
II. 各种静电相关问题
II 各种静电相关问题
II-1 人体对静电的感觉
由于人体的电容很小，因此人体在未接地的情况下四处走动就会形成电荷。
在实际的工作场合中，有很多机会会促使人体形成静电，例如站立和坐下时
（接触或离开椅子），或在四处走动时。
当人体形成电荷时，静电会在体内积蓄并产生很多问题。 如果一个带有静电
的工人不小心触碰了静电敏感电子元件（例如半导体），这样就会发生静电故
障。 人体与带电物体接触时会释放静电，从而产生干扰。 此类问题可能会造
成计算机设备故障。
表 2-1-1 显示人体内的电荷电位与电击程度的关系。
如该表所示，当电荷电位达到3kV时，人就会感到刺痛。当超过10kV时，就会
觉得眼前发黑。 尽管在任何场合都会不断地产生静电，但人体对于1kV左右的
静电几乎没有任何感觉。 然而在生产设施中，这个1kV甚至更弱的静电都会在
工人毫无知觉的情况下产生许多问题，从而在生产过程中造成次品或问题。
表格 2-1-1：人体内的电荷电位与电击程度的关系
摘自产业安全研究所发布的“静电安全指南”
人体内的电荷电位
[kV]
电击程度
1.0
2.0
3.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0无感觉
手指产生感觉，但无痛感。
有针刺般的刺痛感。
手掌及前臂有痛感。
手指有强烈痛感，上臂沉重。
手指及手掌有强烈痛感及麻痹感。
手掌及前臂有麻痹感。
手腕有强烈痛感，手感觉麻痹。
整只手有痛感并感觉有电流通过。
手指有强烈的麻痹感，整只手有强烈的电击感。整只手感觉遭受重击。
II-2 各行各业中的静电问题
静电所带来的问题不仅仅针对电子设备业，而是已经扩大到了各行各业。
这些问题包括： 在半导体业的芯片安装过程中发生产品损坏，在电子元件业
中发生产品互相混淆以及在塑料业中将互相粘在一起的两片薄膜当作一片取
出。 以上这些问题都是由静电引起的。 表格2-2-1通过划分行业来举例说明
一些主要的静电问题。
表格 2-2-1： 以行业划分的主要静电问题
如上一章所示，发生这些问题的原因都是因为产生静电的缘故。 电荷的存在
行业中的静电问题示例半导体（堵塞细管）电子部件（由于静电被小型部件堵塞）半导体/LCD/LCD相关产品
（玻璃基板吸附灰尘）化工（灰尘吸附在薄膜上造成损伤）
细管小型部件LCD基板薄膜
II. 各种静电相关问题导致电场的形成，然后带电物体进入电场通过库伦力产生吸力或斥力。
行业带电物体
问题实例半导体、LCD 包装、内部电路
损伤电路，减弱特性，减少产量工厂设施、包装材料、
工人
出厂后发现次品玻璃面板、工人、设施
损伤晶体管，在生产期间损坏玻璃面板电/电子绝缘材料、工人等
损伤电路/设备，电路故障，计算机运行当机，自动机械故障化学纤维
有瑕疵的原丝束，缠绕或破损的丝线薄膜
灰尘吸附，薄膜缠绕滚轴，静电释放（点火源，电击，形成针孔）其它
灰尘吸附，产品相吸/相斥，产品粘附在设备上医药衣物等
氧气罐内部燃烧/爆炸，麻醉气体燃烧其它粉末结块，散乱，筛滤故障，静电释放（灰
尘爆炸，电击）
运输管道灰尘吸附，静电释放（点火源，电击）
纸张
因墨水溅射引起的打印故障，数张纸粘
在一起，在背面进行多余的打印在日常生活中，有时衣服会粘在身上或泡沫塑料的微粒会附在周围的物体上。这些现象也是由库伦力所造成的。在这些情况中，当表面积与重量相差甚远的物体（例如薄膜）或重量相对较轻的物体（例如泡沫塑料）内形成静电时，产生的静电力远大于施加在物体上的重力，从而造成静电问题。其作用过程如下：当此类小物体（重量小）带有相同的电极时，它们会相斥。 当这些带电物体接近另一个导体，在导体内部会发生静电感应，然后该导体表现出与带电物体相反的电极。由于导体和带电物体的电极相反，于是在它们之间形成一股吸力。如果带电物体比导体轻，则会吸附在导体上。如果比导体重，则会将导体吸附过来。在一个干净的房间里，可以看见灰尘微粒吸附在设备的金属部分上，有时还会形成很大一团。这是因为，周围的带电物体使空气中的灰尘微粒带上电荷或产生极性，然后灰尘微粒被吸附到比它们重的带电物体的表面上。像薄膜这类柔软的材料往往会比硬质材料带有更多静电，即便施加的电荷是一样的。 这是因为薄膜的有效接触面积更大。
1. 当晶片从晶片架中取出的时候3. 当芯片在芯片安装过程中被取出时晶片架
2. 当保护膜从基板上剥落时
保护膜芯片安装
II. 各种静电相关问题
II-3 静电故障的作用过程
静电故障就是由静电造成电子元件（例如IC（集成电路））损坏的一种现象。当IC中发生静电故障时，由于静电释放，高压电流瞬间穿过IC内部，破坏了高绝缘性二氧化硅（绝缘层）并损坏内部电路。
尤其是现今的电子元件，它们被设计的更轻更小，以至于对静电问题十分敏感。例如，当施加80到100V的电压时，MOS半导体就是失去其“半导体”的特性。你可以想象这股电压是多么微不足道，因为人类对3KV的电压也只是感到刺痛。
在现实中，当氧化膜厚度不够时，即使是更小的电压也会使元件损坏。
由于半导体设备的电路在设计上更精密更复杂，因此电线之间的间隔也更狭窄。随着设备的小型化，这些因素降低了其对静电的免疫力，导致需要更加完善的静电控制措施。
半导体设备相关问题
表格 2-3-1 举例说明了一些与半导体设备相关的静电问题。
1. 当从晶片架上取出晶片时：由于在传送晶片或从晶片架上取出晶片时会因分离电荷而使晶片形成电荷，因此可能会因静电释放而造成静电故障。
2. 当从基片上撕下保护膜时：从LCD玻璃基片上撕下保护膜时，分离电荷会使电荷积蓄，因此可能会造成静电故障。
3. 当在芯片安全过程中拿走芯片时：从晶片膜上取下芯片时，分离电荷会使电荷积蓄，因此可能会造成静电故障。
图 2-3-1： 半导体设备相关静电问题实例
