电子生产必备利器---ESD防护

电子半导体ESD静电防护近年来，随着我国经济的快速发展，我国信息产业的技术水平不断提高，电子半导体广泛应用于各个领域。

ESD也是电子半导体电子器件的主要威胁。

ESD严重影响了电子半导体电子器件的质量，威胁着器件的整体工作。

为了保护电子器件，需要从设计、生产、运输等角度对电子器件进行静电保护措施。

一、静电的产生当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，静电是一种处于静止状态的电荷。

电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。

当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花放电现象。

二、静电对电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，使得器件耐静电冲击能力的减弱，静电电场（Static Electric Field）和静电电流（ESDcurrent）成为这些高密度元器件的致命杀手。

同时大量的塑料制品等高绝缘材料的普遍应用，导致产生静电的机会大增。

日常生活中如走动，空气流动，搬运等都能产生静电。

人们一般认为只有CMOS类的芯片纔对静电敏感，实际上，集成度高的元器件电路都很敏感。

三、静电对电子组件的影响1、静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命。

2、因电场或电流破坏组件的绝缘或导体，使组件不能工作（完全破坏）。

3、因瞬间的电场或电流产生的热，组件受伤，仍能工作，寿命受损。

四、静电防护作业人员：人是静电的最大来源。

人员的走动、作业都会产生静电，在与微电子器件接触或靠近时都可能产生静电放电。

要减少人员的因素，必须穿着防静电衣物、手套与防静电鞋，佩戴防静电手环/脚环并可靠接地。

养成良好的作业习惯，在无防静电措施或措施不完备的情况下远离静电敏感产品。

设备：为了提高企业的生产能力，自动化设备被应用在许多过程中，这些设备的运行将产生大量的静电。

电子元器件ESD静电防护知识总结
ESD（中文意思是静电敏感）是一种描述静电放电的术语，它指的是电荷在两个物体间的传递。

我们在生活中看到的电火花现象就是静电放电发生效应的结果。

所有元件或电路板都被认为是静电敏感的。

静电敏感的元件自制成开始一直到组成成品运发客户的整个过程都应考虑到静电保护。

不仅要在焊接前提防静电，而且其后也要小心，因为它们很容易因静电放电而被损坏。

有些元件可因一只带静电的手触摸而遭损坏，更有些元器件会因为附近的带电体，象某个人或显示屏的影响，即使不直接接触也有可能遭损坏。

在装运元件和组装电路板的地方都要配备防静电环境，所有在这些区域的导电体都要接地，不导电材料不应放在这些区域内。

不导电材料有：木器；不导电电胶<包括泡沫饮料杯>；<工作所必须的资料文件必须置于散静电套中>。

无静电工作台是有良好接地的表面，并有防静电材料覆盖的台架。

1．手带：
当要拿ESD物体时，必须要带手带，手带配带时必须与皮肤相接触，客观存在的另一头须与工作台的接地点相连，台面上接地点是与大地相连的。

注意：当测试手带时，绿灯表示手带配带得好，黄灯或红灯表示不能用。

2．脚带：
当在导电胶或导电腊地面工作时戴手带是适用的，必须要戴脚带。

将脚带紧绑在鞋上，其导带要放进袜子里，若是尼龙袜子，将导带放进鞋内，穿高跟鞋时，要配带脚前跟带。

注意：每天要测试一次手带、脚带的导电性。

防静电材料的作用大致有以下几点：
限制静电的生成。

在其表面迅速消歼电荷。

本身可不受ESD的影响。

防静电材料按其扩散电荷的快慢可分以下几点：。

ESD防护用品及使用介绍企业十分注重防静电的防护工作，为防止静电危害到电子产品及操作人员的安全，人们设计出多种ESD防护用品及装备，常用于电子生产环境中。

由于ESD防护用品种类繁多、性能不一。

现将市面热销的几款ESD防护用品及使用方式介绍如下：1、人体ESD防护用品：(1)ESD防护工作服(又叫防静电工作服)ESD防护服采用导电纤维制成，当与其它物体摩擦时，产生的静电通过导电纤维与人体的接触泄漏或通过导电纤维间的电晕放电、扩散。

从而防静电积累。

当穿上ESD防护服时，须与ESD防护鞋(防静电鞋)配套使用。

(2)ESD防护鞋(防静电鞋)该鞋鞋底采用导电碳黑的合成橡胶制成，用于将ESDS器件操作人员所带静电荷泄漏大地，防止人体静电积累。

防静电鞋底电阻值为5×104～108欧，导电鞋电阻不大于1.5×105欧。

防静电鞋与导电鞋在使用方面的区别是，防静电鞋可以用于有电气设备的环境中，能预防250伏电压对人体的电击。

而导电鞋则不能用于有触电危险的环境中。

(3)防静电手腕带和脚带操作ESDS器件时应使用防静电腕带和脚带，腕带和脚带的作用是迅速将人体静电荷泄漏到大地。

一般的防静电腕带由带扣、带子和接地连接线组成。

带子、带扣和接地连接线具有良好的电气接触。

为了保证操作人员安全，通常在腕带的接地连接线上串有一只1兆欧电阻，以限制人体触电时流过的电流不大于5毫安。

腕带按操作环境可分为两种：一种用于一般ESDS器件操作环境中，其对接地串接的电阻为1兆欧。

另一种用于特殊环境ESDS器件操作，其对地串接的电阻为50千欧左右(见ETS)。

使用腕带时，要保证腕带和人手腕、接地连接线和地线良好的接触。

(4)ESD防护手套/指套操作ESDS的器件的人使用的手套/指套，是用加入抗静电剂的乳胶制成，用于预防ESDS器件不对电位造成损坏。

手套/指套的表面电阻应低于108欧。

2.电子工业生产环境中的ESD防护装备：(1)ESD防护工作台采用ESD防护材料装备并接地的工作台叫ESD防护工作台。

ESD防护要求ESD危害：ESD是物体上积累的电荷产生了电场，当电场强度超过周围介质的绝缘击穿强度时，对附近的介质进行电离击穿导至损伤。

通常电子元器件ESD失效形式有热二次击穿、金属化熔融、体击穿、介质击穿、气弧放电、表面击穿等。

元器件在受到ESD损伤后并不会表现为立即报废，有些仅表现为漏电增加，工作不稳定，甚至有些在出厂测试中都无明显表现，到后期功能失效导致质量问题，影响客户口碑。

防护目的：建立一个良好的ESD控制工作环境，确保公司的电子元器件、部件等，在贮存、运输、生产、包装等过程减少或避免ESD的破坏。

防护范围：能接触到静电敏感电子元器件的SMT车间、DIP车间、电子仓库、各维修区、组装加工区、来料检验区等。

防护方法：主要从“防”、“泄”、“控”三方面进行系统管理，防止生成静电场，有效地抑制或减少静电荷的产生积累，严格控制静电源。

相关细节内容如下：一、工厂静电防护管理方法二、车间静电防护要求（能接触到静电敏感元器件都必须严格防护，如各类IC、薄膜电阻器、二极管等）三、相关材料/工具标准四、细节要求1、非必要所有会产生静电的包装材料等附属材料不能进入生产场地；（如：一般塑料制品、聚苯乙烯泡沫塑料等，因材料无法导电，其本身也为高静电产生源或带静电者，极易产生静电场。

)2、为防止静电与静电场的产生，工作区域必须采取适当的防护措施，如导电地板、导电腊等；人员须穿上具静电消散材质鞋底的静电鞋，穿防静电服装。

特别是金属工具上的塑料材质部份在静电防护区内亦是不被允许。

烙铁、吸锡器、测试器具等须经由特殊安全的防静电设计；且不可携带未经核可之设备进入防护区内。

3、避免宽松、垂悬的衣物饰品碰触到敏感组件–保持静电敏感组件与衣物距离15公分以上。

4、判断哪些器件是否为静电敏感，并在相关可接触及组装的区域贴上静电防护标示，进入对应区域的人必须遵守静电防护要求；较好的做法是将电子组件及组装动作都视为静电敏感是一个良好的工作习惯。

ESD基本原理和防护ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）是在电子元器件的生产、运输、储存、处理和使用过程中，由于静电电荷的积累和释放造成的电子器件的损坏。

静电放电可能引发火花或电弧，产生高能量电磁波，从而导致故障甚至损坏电子设备。

ESD产生的原理主要与静电的产生和电荷的积累有关。

在物体摩擦、与其他物体接触、电阻和电容效应以及电场感应等过程中，会产生静电。

当电子器件表面及接触物之间的电位差超过其抗静电损伤能力时，就会发生静电放电。

一般来说，ESD产生的主要原因有：人体和电子设备的摩擦和接触、静电电场的感应、电子设备与静电环境之间的电位差。

为了防止静电放电对电子器件的损坏，需要采取一系列的防护措施。

下面是一些常见的ESD防护方法：1.提高空气湿度：由于空气湿度的增加可以降低物体表面的电阻，从而减小静电的积累。

适当提高室内湿度可以有效减少静电带来的危害。

2.使用抗静电工作台和防静电地板：抗静电工作台和防静电地板是防止静电积累和放电的重要手段。

抗静电工作台是通过接地来消除电荷的积累，保护电子器件不受静电损害。

防静电地板通过导电性材料和接地来防止静电的积累，并将静电释放到地面。

3.使用符合标准的防静电材料：在生产和储存过程中，应使用符合防静电特性标准的容器、包装材料和工具。

这些材料往往具有抗静电性能，能够减少静电积累和放电的发生。

4.穿戴适当的防静电服装和手套：防静电服装和手套可以有效地将电荷导入地面，减少静电放电的发生。

这些服装和手套通常由导电纤维或导电材料制成。

5.使用ESD安全工具：在操作电子器件时，应使用符合防静电要求的工具，如防静电钳子、防静电螺丝刀等，以减少静电的积累和放电。

在电子设备的生产和使用过程中，ESD的防护是非常重要的。

适当的ESD防护可以保护电子器件的品质和寿命，减少故障率和维修成本。

因此，大家在使用电子设备时，特别是对于静电敏感的电子器件，都应注意静电的产生和释放，采取相应的防护措施，以保障电子设备的正常运行。

esdESD的意思是―静电释放‖的意思，它是英文：Electro-Static discharge 的缩写，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、危害及静电防护等的学科。

因此，国际上习惯将用于静电防护的器材统称为―ESD‖，中文名称为静电阻抗器。

一.ESD知识介绍静电是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦等。

静电的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。

人体自身的动作或与其他物体的接触，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。

生产过程中静电防护的主要措施为静电泄露、耗散、中和、增湿，屏蔽与接地。

人体静电防护系统主要有防静电手腕带，脚腕带，工作服、鞋袜、帽、手套或指套等组成，具有静电泄露，中和与屏蔽等功能。

静电防护工作是一项长期的系统工程，任何环节的失误或疏漏，都将导致静电防护工作的失败。

静电的危害：静电在我们的日常生活中可以说是无处不在，我们的身上和周围就带有很高的静电电压，几千伏甚至几万伏。

平时可能体会不到，人走过化纤的地毯静电大约是35000伏，翻阅塑料说明书大约7000伏，对于一些敏感仪器来讲，这个电压可能会是致命的危害。

静电学主要研究静电应用技术，如静电除尘、静电复印、静电生物效应等。

更主要的是静电防护技术，如电子工业、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及兴航与军事领域的静电危害，寻求减少静电造成的损失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，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，已经成为一个迫切需要解决的问题。

一方面，一些电阻率很高的高分子材料如塑料,橡胶等的制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化, 使得静电能积累到很高的程度,另一方面，静电敏感材料的生产和使用, 如轻质油品, 火药, 固态电子器件等, 工矿企业部门受静电的危害也越来越突出,静电危害造成了相当严重的后果和损失。

电子产品生产过程中的ESD防护静电，一种自然存在的物质，对我们的生活有很大的影响，尤其是现代所用的电子产品。

一．引言静电，是物体表面过剩或不足的相对静止不动的电荷，是一种电能，它留存于物体表面，是正电荷与负电荷在局部范围内失去平衡的结果。

其特点是高电位，低电量，极小的电流以及作用时间短；受环境条件，特别是湿度的影响较大，静电测量时复现性差，瞬态现象多等。

因此人们只能从一些特殊的效果中才能感觉到静电。

随着半导体器件遵循摩尔定律的倍增规律的发展，器件变得越来越小，芯片集成度越来越高，静电的高电位对电子产品的危害也就越来越大，因此静电防护势在必行。

静电和工业电荷一样，也遵循普通电学规律。

它在物体上不会永久地存在，会随着时间的流逝而消失，静电荷通过中和与泄漏自行消失的现象称为电荷的消散或衰减，电荷一般按指数规律衰减。

在电子产品SMT生产过程中静电荷的衰减和起电这两个相反的过程往往是同时存在，一般把静电荷的起电与衰减达到的动态平衡称为静电荷的净积累。

二．静电放电，静电的危害及静电源当带电体上的电荷产生了电场，且电场强度超过周围介质的绝缘击穿强度时，带电体表面附近的介质就发生电离，引起静电电荷的转移，从而使带电体上电荷趋向减少或消失，这时就会出现静电放电（ESD）。

ESD对电子产品所造成的危害主要表现为损伤，击穿是损伤的一种。

通常电子元器件ESD失效形式有1)热二次击穿、2)金属化熔融、3)体击穿、4)介质击穿、5)气弧放电、6)表面击穿。

前三者的失效与能量有关，后三者的失效与电压有关。

在日常操作、贮存、传递、测试等过程中容易因ESD而引起损伤的器件称为静电敏感器件，简称SSD。

静电起电的过程可归纳为：接触→电荷转移→偶电层的形成→电荷分离四步。

消除静电，当首先找其产生地根源，在电子产品SMT生产过程中生成静电的环节有很多，比如SMT电子设备对产品的电磁感应起电，物体间的摩擦起电，粉尘起电等等，摩擦起电是最主要的。