静电产生原理及防护(最全的静电知识)
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静电放电(ESD)防护简述2015.9.30一、静电的产生静电放电是一种客观的自然现象,产生的方式有:摩擦起电、离子溅射(单一极性)、接触充电、感应或极化,及其他如:剥离,破裂,点解,压电,热电等。
人体自身的动作或其他物体的接触,分离,摩擦或感应等因素,可以产生几千伏甚至上万伏的静电。
静电在多个领域造成严重危害,摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害。
1、摩擦起电哪里有移动,哪里就有静电。
人的走动,物料周转,甚至是空气、水流动,都会产生摩擦静电。
当液体、固体和气体颗粒接触又分离,起电量受“接触紧密度”,“分离速度”,“摩擦运2、接触充电带电物体通过接触将电荷传导给未带电物体。
带电绝缘体仅能从较小面积释放电荷,而带电导体能释放大量电荷给另一导体。
二、静电放电模型因ESD产生的原因及其对集成电路放电的方式不同,经过统计,ESD放电模型分四类:人体放电模式、机器放电模式、组件充电模式、电场感应模式。
1、人体放电模式(Human-Body Model,HBM)人体放电模式(HBM)的ESD是指因人体在地上走动摩擦或其它因素在人体上已累积了静电,当此人去触碰到IC时,人体上的静电便会经由IC的脚(pin)而进入IC内,再经由IC放电到地去。
此放电的过程会在短到几百毫秒(ns)的时间内产生数安培的瞬间放电电流。
此电流会把IC内的组件给烧毁,对于一般商用IC的2-KV ESD放电电压而言,其瞬间放电电流的尖峰值大约是1.33A。
有关于HBM的ESD已有工业测试的标准,表是国际电子工业标准(EIA/JEDEC STANDARD)2、机器放电模式(Machine Model,MM)机器放电模式(MM)的ESD是指机器(例如机械手臂)本身累积了静电,当此机器去触碰到IC时,该静电便经由IC的pin放电。
因为机器是金属,其等效电阻为0欧姆,其等效电容为200pF。
由于机器放电模式的等效电阻为0,故其放电的过程更短,在几毫微秒到几十毫微秒之内会有数安培的瞬间放电电流产生。
防静电知识培训资料一、静电的定义和产生原因静电是指物体上存在的静止电荷。
当两个物体接触摩擦或分离时,电子会从一个物体转移到另一个物体,导致两个物体带有不同的电荷,从而产生静电现象。
二、静电的危害1. 对人体的伤害:静电会导致人体不适,如电击、感觉刺痛等;2. 对设备的影响:静电会对电子设备、仪器仪表等造成损坏,导致设备失效;3. 对环境的威胁:静电可能引发火灾和爆炸,尤其是在易燃易爆的环境中。
三、防静电措施为了减少静电的产生和影响,我们可以采取以下防静电措施:1. 控制湿度:适度增加空气湿度可以减少静电的积累。
可以使用加湿器或其他调节湿度的设备来控制环境湿度。
2. 接地保护:将静电带电物体与大地或接地设施连接,通过导电材料进行导去静电荷。
3. 静电消除器:使用静电消除器可以快速中和电荷,减少静电的积累。
常见的静电消除器有静电棒、静电喷枪等。
4. 注意电缆走向:在布置电缆时,尽量避免电缆与高压线、大功率设备等静电场接触或靠近,以免引发火灾和其他危险。
5. 使用防静电材料:选用防静电材料生产电子产品和工作服等,可有效防止静电的产生和积累。
四、防静电培训要点1. 静电知识普及:培训时要讲解静电的定义、危害及防静电措施,增强员工对静电的认识。
2. 个人防护措施:提醒员工在进行清洁操作时,使用防静电手套、鞋子等个人防护装备,以减少静电对身体的危害。
3. 工作区域设计:保持工作区域的清洁,并设置静电防护设施,如接地导线、静电消除器等,有效降低静电积累的风险。
4. 安全操作指导:对从事电子设备操作和维护人员进行安全操作指导,包括正确使用工具、避免使用易产生静电的材料等。
5. 应急响应措施:培训中要强调应急响应措施,如火灾的扑灭方法、人员疏散等,以保障员工在危险情况下的安全。
结语静电是我们生活和工作中常见的现象,但也带来了一定的危害和损失。
通过对静电的认识和防护措施的学习,我们可以减少静电对人体和设备的影响,保障工作安全和设备的正常运行。
静电防护技术
内容摘要所谓静电,并非肯定静止的电,而是在宏观范围内临时失去平衡的相对静止的正电荷和负电荷。
静电现象是非常普遍的电现象。
人们活动中,特殊是生产工艺过程中产生的静电可能引起爆炸及其他危急和危害。
一、静电的产生
摩擦能够产生静电是人们早就知道的,但为什么摩擦能够产生静电呢?试验证明,不仅仅是摩擦时,而是只要两种物质紧密接触而后再分别时,就可能产生静电。
静电的产生是同接触电位差和接触面上的双电层直接相关的。
1.静电的起电方式
(1)接触分别起电。
两种物体接触,其间距离小于2510-8cm时,由于不同原子得失电子的力量不同,不同原子(包括原子团和分子)外层电子的能级不同,其间即发生电子的转移。
因此,两种物质紧密接触,界面两侧会消失大小相等、极性相反的两层电荷。
这两层电荷称为双电层,其间的电位差称为接触电位差。
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防静电原理及工作现场的注意点第一章静电防护(Electro Static Discharge---ESD)常识一、关于静电放电:由于接触,静电荷在不同静电势的两个物体上快速转移的现象。
如静电荷在绝缘材料上积聚,在它突然与导电材料或防静电材料接触时,会产生放电。
静电荷放电的速度取决于材料的电阻:电阻越高,放电速度越慢。
二、自然界静电放电实例:●闪电是静电释放最简单和明晰的例子:它是怎样发生的呢?热的云层上升,冷的云层下降相互相磨擦后,积聚大量静电,当这些静电足够时,向地面(地面的电势认为是0)放电,产生闪电。
闪电的静电压高达几百万伏特。
●合成纤维的衣服很容易起静电:譬如当脱下化纤衣物时,会看到小火花和起电的声音,为什么?因为化纤衣物磨擦后积聚的静电通过人体放电,这类静电荷的量级为2000-10,000伏特。
●干燥的气候(相对湿度介于10-25%)容易产生静电:这种天气条件下当碰触汽车外壳时,我们也许会经历小小的电击,甚至能看到火花,为什么?由于其橡胶轮胎而与地面绝缘,汽车在运动时不断带电(空气与汽车的磨擦),但却无法通过周围的空气放电,因为空气太干燥了。
当人体接触汽车时,汽车上的静电终于找到一个途径向地面放电了,因为人体是导电的!!●当穿橡胶底的鞋子时,这种效应也常常发生:由于鞋子与地面磨擦而带电,当人体接触某种与地面导通的金属材料或其他导电/防静电材料时,同样会产生放电,如当您碰撞金属门的把手时,也许曾经历过这种现象,这类静电荷的量级为1000-10,000伏特。
三、静电与动力电的区别电源插座中的电是动力电,其特点是:当消耗它时(例如接电吹风),电力网会持续供电,使它保持恒定的电压和能量。
静电的特点是:能量是一次性的并且持续的时间很短(一般最长为0.02秒)。
这就是为什么我们不会被这么高的静电压(1000-20,000伏特)杀伤的原因。
四、导电材料、绝缘材料和防静电材料的区别静电通过这类材料将缓慢释放(电流较低),而不会出现短时间高电流现象,可以防止静电对产品的伤害,这就是为什么ESD保护材料(如防静电手腕,粉红色薄膜,防静电垫子,防静电地面)具有防静电特性。
静电现象的产生原理
静电产生的原因是多方面的,具体有以下几种:
1、摩擦起电。
具体表现为脱化纤类的衣服时,黑暗中可以观察到电火花。
其原理是两种不同物质紧密接触且有相对运动的时候,会产生电荷的转移,从而使它们各自表面出现异种电荷。
2、静电感应。
由于电场的存在,导体内部产生了电荷的定向运动,导致导体表面的电荷积聚。
3、电离起电。
当物体处于强电场中的时候,分子和原子可能发生电离,在电场力的作用下,正负离子做定向运动积聚,形成静电。
消除静电的方法:
1、摸墙壁。
将身上的静电给导走,尽量增大接触面积,使得能更快的把静电到出去。
2、勤洗手,洗脸,多喝水;因为静电现象大都是在干燥的季节发生的,所以保持身体的水分是很重要的,也可以一定程度避免静电。
3、少穿或不穿化纤的衣物,或者不容易发生静电的材质的衣物。
贴身衣物和被褥选择纯棉材质或是真丝的材质,勤洗勤换。
4、保持室内的湿度。
室内使用加湿器或者是在房间里放一盆水,这样可以增大室内的湿度,减轻室内的静电现象。
5、对身体的护理。
买一瓶身体乳,洗澡后记得涂抹,保持皮肤的水分,另外,头发的护理也是这样,勤洗加使用护发素,能够有效的消除身体的静电。
实验室静电的产生、危害及防护一、静电的产生与危害静电是电子在材料内部或者在材料之间移动(含极化和传导)的产物。
两种不同的材料互相接触,它们之间的小于一定的距离,如10-25cm时,由于隧道效应,两种材料内的电子穿过界面而相互交换。
当交换达到平衡时,材料间将产生一定的电势差,界面两侧出现了等量正负电荷。
若把接触后的两种材料分开,两种材料将分别带上等量正负电荷,这就是静电产生的基本原理。
静电的产生主要有以下三种方式:摩擦起电、传导带电、感应带电。
摩擦起电:因不同材料的物体接触后再分离,由于不同原子核对电子的束缚能力不同,当两种不同材料物质接触或者摩擦时,外围电子将转移到束缚能力大的一方,导致一材料带正电,另一材料带负电。
传导带电:因为在导体而言,电子能在他的表面自由移动。
当与带电体接触时,电子会从发生电荷转移,导致两者电荷平衡,从而形成静电现象。
感应带电:是指邻近电场的感应,对于导体,电子在导电材料表面自由移动,若将该导体放置在另一个静电场中,由于同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引,正、负离子就会发生转移,该导体因静电场感应导致正、负电荷不平衡而形成带电。
从静电产生的基本原理与方式可以看出,在一般电子产品的生产制造整个环节中,很多工序都可能产生静电。
电子制造工序中都可能使操作人员、工作台面、工具、元器件及包装等产生静电,只要存在静电,就一定会有一个ESD (Electro-Static Discharge静电释放)过程,主要是在瞬间放电电流对电路的感应所产生的噪声,以及放电电流使基准地电位如产品地、信号地的电位发生偏移波动,从而导致对电路正常工作的干扰。
静电危害与一般防雷或电磁干扰有一些不一样的特点。
隐蔽性:一般的静电放电人体并未感知,而元器件却在不知不觉中受到损伤。
潜在性和累积性:一些元器件受静电放电损伤后,仅表现出某些性能参数下降,但尚未失效,在继续使用的情况下可能导致失效,所以静电对器件的损伤具有潜在性。
ESD是什么意思?ESD是代表英文E lectro S tatic D ischarge即"静电放电"的意思。
ESD是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热(火花)效应(如静电引起的着火与爆炸)及和电磁效应(如电磁干扰)等的学科。
近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂,对静电放电的电磁场效应如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题越来越重视。
静电测量的主要参数有哪些? 其单位是什么?电荷量静电的实质是存在剩余电荷。
电荷是所有的有关静电现象本质方面的物理量。
电位、电场、电流等有关的量都是由于电荷的存在或电荷的移动而产生的物理量。
在科研院所、高等院校、检测站和工矿企业等部门经常需要测量物体的电荷量或电荷密度。
表示静电电荷量的多少用电量Q表示,其单位是库仑C,由于库仑的单位太大通常用微库或纳库1库仑=1000000微库(μC)=106C=109nC=1012pC1微库=1000纳库(nC)1纳库=1000皮库仑(pC)在测量粉体带电及其荷质比,测量防静电服的性能时都要测量其带电电荷量。
测量物体的带电电量从原理上说可用法拉第简和静电计及静电电容测量,但这种方法测量繁琐,误差较大,而且对于非静电技术人员使用时更时因难。
现有一种准确迅速测量物体电荷量的专用仪器-EST111数字电荷仪/EST112数字电量表。
使用极为方便,受到广大科研单位和厂硫企业如全国各防静电服生产的好评。
其使用单位有:西北纺织工学院、劳动部劳保科学研究所、北京科技大学、中国矿业大学等。
2 静电电压由于在很多场合测量静电电位较容易,另一个常用的静电参数是静电电位,其单位为伏,但由于静电电压通常很高,因此常用一个较大的单位-千伏(kV)1kV=1000V测量静电电压的仪表通常分为接触式和非接触式,对于测量有源带电体如静电发生器(高压电源)等的静电电压常用接触式,测量这类静电可用Q-V系列静电表。
但由于接触式仪器在与被测物体接触时会使带电物体的静电放电,而使而电荷量减少或使带电物体的电容增加,这两个因素都将使物体的静电电位降低,因而测出的结果与物体真实带电情况相差较大,所以这在测量许多物体的静电电压时更常用的方法是用非接触式静电电压表,这种仪表在测量时不与初测物体任何接触,因而对被测量物体的静电影响很小,常用的仪表有EST101型防爆静电电压表,这种仪表不但在一般场所能准确迅速测量出物体的静电电压,而且可在对防爆要求很高的场所使用,其重量轻、体积小,价格也很低,因而在国内得到广泛使用,如全军各油库、弹药、火工品、石油、化工、纺织、造纸、橡胶、印刷、计算机等行业等。
其它的一些物理量还有电场强度等一、基本配套仪器通常测量静电的主要基本参数有三个,静电电压(位),电荷量(密度)和电阻(率)。
电荷量是静电本质的物理量,在许多科研中要测量电荷量或电荷密度。
但在很多现场直接测量电荷量是不方便的,此时测量其表面静电电压。
很多材料的防静电性能可通过检测其表面电阻或体电阻来鉴定.任何一个部门应配的基本测量仪器是静电电压表和高阻表, 对一些有可能产生静电的物体进行周期性检查。
如条件许可,还应配上静电检测报警门(器)和人体综合电阻测试仪。
基本参数主要测量仪器主要技术指标应用相关标准静电电压EST101防爆静电电压表(袖珍式,非接触,低成本)0.1~50kV ±10% GB12158GB6951GJB/Z 105 FS3 静电计(高精度, 低量程)0.0001~200V, 0.5%材料电阻(率) EST120高阻计(便携式,测试电压500V)103~1015 Ω, ±0.5~5%GB1410GB4386GB1692GB2439GJB 2605 EST121超高阻、微电流测量仪(便携式,多种测试电压)103~1018Ω, ±0.5~15%EST301人体综合电阻测试仪103~1010Ω电荷量EST111电荷仪(极宽测量范围,高精度,便携式)±10-11~±2×10-5 C, 0.5%GB12014GB/T12703EST112电荷量表(便携式,主要用于测量防静电工作服)±10-9 ~±2×10-6 C,0.5%二、根据使用场所选择一般在现场使用的仪器最好是袖珍式或便携式。
其使用电源是否电池或交流电,使用电池的最为方便。
但主要是在实验室使用最好为交流供电,以避免经常换电池的麻烦。
对于用电池供电的仪器要注意其是否有电池欠压指示。
因为电池欠压时仪器的准确度要明显变差。
对于交流供电的仪器要注意其电源电压是否符合当地供电电源的要求,有的有115/230V 的选择开关(如EST801静电发生器),在使用前要检查电源电压选择开关是否在合适的位置。
三、根据使用场所的要求选定在易燃易爆场所所用的仪器必须是防爆的,而且要注意其防爆等级。
要看仪器上是否有防爆标志和防爆合格证编号。
四、选择质量好信誉好售后服务好的产品北京市劳保保护科学研究所有近50年的悠久历史和300余科技实力雄厚的中高级科技人员,有几十年的静电科研经验,负责编制大部分有关静电的国家标准,能为您提供最新的技术服务和良好的售后服务。
我们对所研制的产品质量很有自信,对用户承诺所出售的EST系列仪器一律免费保修两年,并终身提供技术支持。
防静电腕带用以泄放人体的静电。
它由防静电松紧带、活动按扣、弹簧软线.保护电阻及插头或夹头组成。
松紧带的内层用防静电纱线编织,外层用普通纱线编织。
主要指标是:弹簧软线最大长度250cm;泄漏电阻106-107Ω(保护电阻106Ω)静电电位衰减到100V以下的时间小于0.1s防静电手套它用防静电布或防静电针织物制成。
用于需用手套操作的防静电环境。
面电荷密度<7μc/m2;洗涤次数:A级>100次;B级>50次防静电箱、盒防静电插板、转运箱、元件盒防静电箱、盒:防静电插板、转运箱、元件盒均由防静电塑料制成,它们能对装入的电路或器件及印刷电路起静电保护作用。
其外形尺寸和内格大小可按用记户要求定做。
主要指标是:摩擦起电电压<100V;表面电阻<108(Ω)防静电大褂用不同色的防静电布制成。
布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。
如图二所示。
新开发的“增强型”防静电复合胶板。
其表面的耐划伤能力超过“普通型”的几倍。
主要指标是:防静电性能:系统电阻——105~108(Ω );产品规格:长10m × 宽1(或1.2)m×、厚(增强型为2mm,普通型为3mm)。
防静电活动地板主要用于有下送风、下布线要求或有管道等需要将地板架空的环境。
活动地板有复合型和钢质型两种。
钢质型的机械性能优于复合型;活动地板的防静电面层材料有三聚氰胺和PVC等。
后者的机械性能和电性能均优于前者。
本公司的防静电活动地板符合国标GB6650—86的要求。
主要指标是:机械性能:轻型板: 集中载荷 150Kg时挠度值小于1.5mm;重型板: 集中载荷 300kg财挠度值小于2.0mm;防静电生能:A级板系统电阻: 105~108(Ω);B级板系统电阻: 105~1010(Ω);产品规格:600×600×30(mm)。
防静电织物和服装其导电机理是布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,不随洗涤次数而变化。
织物的面电荷密度<7μc/m2;服装的摩擦带电电量<0.6μc/件;洗涤次数:A级>100次;B级>50次。
防静电包装袋点击可得大图一、简介防静电屏蔽材料(袋):该种材料由基材、全属镀膜层和热封层多层复合而成。
具有自身“不起”静电和能屏蔽外界静电,防水蒸汽渗透的多功能包装材料。
防静电屏蔽材料(袋)性能优于或符合GJB2605-96和MIL-B-S1705C和电子行业标准要求等有关标准规定的各项性能指标要求, 它具有防静电、防射频、防水蒸汽渗透的包装材料,其厚度为100-150un的可热封软包装材料。
二、电性能静电屏蔽 <20V静电衰减 <0.01秒外表面电阻率 105<ρ<107(Ω)内表面电阻率 108<ρ<1010(Ω)EMI屏蔽 >42(dB)导电金属层<2 (Ω)电荷生成 <10 V半透明可订做任何规格三、主要用途电子电路pcb板成品或半成品包装,军工电爆和电子产品包装。
永久性防静电PVC地板块²主要用于不需铺设活动地板的防静电环境。
该地板的主要特点是:²导电物质为性能稳定的碳黑,导电网路从上表面直通下表面,这种结构决定了防静电性能的永久性;²基材为半硬质的PVC塑料,具有耐磨和不发火的特性;²有如大理石花纹的外表面,颜色可调,装饰效果好。
主要指标是:防静电性能:系统电阻: 105~108(Ω);耐磨性:磨耗量: <0.01g/cm2;产品规格:600×600×2.5(mm)。
EST701型离子风静电消电器离子风静电消除器是将电离了的空气输送到较远的地方去消除静电的一种静电消电器。
其主要由电晕放电器、高压电源和送风系统组成。
它是根据尖端放电和正负电“中和”原理设计制造的。
它可消除绝缘材料及物品上的静电。
按仪器释放出的离子极性分双极性和单极性离子消电器。
双极性离子消电器对正负电荷均有消电作用。
离子风静电消除器的作用距离大。
主要指标是:静电中和速率:>400V/s作用距离:>1m,其中0.3~0.8m范围内的消电效率优于98%电源功率<20W,连续工作;臭氧浓度<50ppm防静电鞋人体是最普遍存在的静电危害源。
对于静电来说,人体是导体。
因此,要消除人体静电最简单的办法是对人体采取接地的措施。
穿防静电鞋并使用防静电地面(防静电地垫、地毯等)和防静电袜防静电鞋垫等,能使静电从人体导向大地,从而消除人体静电。
因此,要形成人体与大地导通静电的通路,鞋、地面、袜、鞋垫等必须全是防静电的,才能使消除静电的措施有效。
另一个办法是带防静电腕带并接地,拿人体静电从手导向大地。