静电放电(ESD)及防护基础知识
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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。
esd防护基础知识ESD防护基础知识ESD(Electrostatic Discharge,静电放电)是指由于电荷失衡引起的电流放电现象,是一种常见的电磁干扰问题。
在现代电子产品的制造和使用过程中,ESD对电子元器件和电路板等敏感设备造成的损害是不可忽视的。
为了保护电子设备免受ESD的影响,我们需要了解一些ESD防护的基础知识。
1. 静电的产生和积累静电是由于物体表面电荷的失衡而产生的。
通常,人体和物体与外界摩擦、接触、分离等过程中会发生静电产生和积累。
例如,当我们走动时,鞋底与地面摩擦会导致电荷的积累。
而当我们触摸电子设备时,静电会通过我们的手传递到设备上,造成潜在的风险。
2. 静电放电的危害静电放电可能对电子设备造成直接或间接的损害。
直接损害包括电子元器件的烧坏、损坏或功能失效;间接损害包括数据丢失、系统崩溃等。
特别是在微电子制造过程中,即使微小的ESD放电也可能对电子芯片造成不可逆转的损害。
3. ESD防护措施为了防止静电放电对电子设备造成损害,我们可以采取以下ESD防护措施:3.1 防止静电产生和积累静电产生和积累是ESD发生的前提条件,因此我们可以通过减少或避免静电产生和积累来预防ESD。
例如,穿防静电服、鞋,使用防静电垫和地板,避免使用带电的工具等。
3.2 接地和屏蔽将设备和工作环境进行接地,可以将静电荷释放到地面,从而减少ESD的发生。
另外,对于特别敏感的设备,可以采用屏蔽措施,如金属外壳、金属网罩等,来防止ESD的影响。
3.3 ESD保护器件在电子设备的设计和制造中,可以使用ESD保护器件来吸收和分散静电放电的能量,从而保护敏感的电子元器件。
常见的ESD保护器件包括二极管、TVS(Transient Voltage Suppressor)二极管、ESD防护芯片等。
3.4 培训和教育为了提高员工和用户的意识,可以开展相关的ESD防护培训和教育活动。
通过培训和教育,可以使人们了解ESD的危害和防护措施,从而减少ESD对电子设备造成的损害。
2023-11-07CATALOGUE目录•ESD防护的基本概念•ESD防护的硬件设施•ESD防护的软件措施•ESD防护的培训与教育•ESD防护的日常管理与维护•ESD防护的应用案例分析01ESD防护的基本概念ESD的定义ESD可在干燥或湿润的环境中发生,通常在工业制造、电子设备使用、医疗和日常生活中遇到。
ESD可能对电子设备造成不同程度的损坏,甚至导致系统级的故障。
静电放电(ESD)是指两个具有不同静电电位的物体之间,由于直接接触或静电场感应而引起的电荷转移现象。
ESD防护的重要性ESD防护对于保护人员安全和电子设备的正常运行至关重要。
ESD对电子设备的损害可能导致产品性能下降、系统故障甚至突然停机。
ESD防护措施可以减少意外事故的发生,同时保障员工和设备的安全。
010203ESD防护的基本原则确保人员接受ESD培训,了解ESD风险和防护措施。
使用防静电工作台面、防静电手环等防护设备。
定期检查和维护防静电设备,确保其正常工作。
保持工作区域和设备的清洁和干燥,以减少静电产生和积累。
了解和识别静电敏感设备(ESD)和静电敏感区域(ESA)。
02ESD防护的硬件设施用于将雷电引入地下,避免雷电对建筑物和设备造成损害。
防雷接地工作接地保护接地为设备提供一个公共的参考电位,确保各设备之间的电位差尽可能小。
将设备外壳接地,以避免人员因接触带电体而发生触电事故。
03接地设施0201用于阻挡电磁辐射的传播,降低电磁干扰对设备的影响。
电磁屏蔽通过将带电体包裹在静电屏蔽材料中,避免静电荷的积累和放电。
静电屏蔽屏蔽设施电源滤波器用于滤除电源线中的干扰信号,提高设备的电源质量。
信号滤波器用于滤除信号线上的干扰信号,提高设备的信号质量。
滤波设施光电隔离通过光电转换器件将输入输出信号进行隔离,避免电路之间的直接电联系。
机械隔离通过物理隔离装置将不同电路或设备进行隔离,避免相互之间的直接接触。
隔离设施03ESD防护的软件措施防静电软件静电放电(ESD)对电子设备造成的损害不容忽视,电子设备中最容易受到静电危害的是半导体器件。
ESD基础知识培训资料一、ESD 是什么ESD 是 Electrostatic Discharge 的缩写,即静电放电。
简单来说,静电放电就是指具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移现象。
在我们的日常生活中,静电现象十分常见。
比如,在干燥的冬天,我们脱毛衣时会听到“噼里啪啦”的声音,甚至能看到火花,这就是静电放电。
但在一些对静电敏感的环境中,如电子工厂、实验室等,静电放电可能会造成严重的危害。
二、ESD 的产生静电的产生主要有三种方式:摩擦起电、感应起电和传导起电。
摩擦起电是最常见的一种方式。
当两个物体相互摩擦时,它们表面的电子会发生转移,从而使一个物体带正电,另一个物体带负电。
例如,用塑料梳子梳头发,梳子和头发之间的摩擦会使梳子带上负电,头发带上正电。
感应起电是指一个带电体靠近一个不带电的导体时,在导体靠近带电体的一端会出现与带电体相反的电荷,而在另一端则会出现与带电体相同的电荷。
传导起电是指一个带电体与一个不带电的物体接触时,电荷会从带电体转移到不带电的物体上。
三、ESD 对电子设备的危害在电子行业中,ESD 可能会导致电子设备的损坏或故障。
对于集成电路(IC)来说,ESD 可能会造成芯片内部的电路短路、开路或者参数改变。
即使ESD 能量较小,也可能会使芯片的性能下降,缩短其使用寿命。
对于印刷电路板(PCB),ESD 可能会引起线路之间的短路,导致电路功能失效。
在显示屏等器件中,ESD 可能会造成亮点、暗点等缺陷,影响显示效果。
四、ESD 防护的重要性由于 ESD 可能对电子设备造成如此严重的危害,因此进行 ESD 防护就显得尤为重要。
首先,有效的 ESD 防护可以减少产品的次品率,提高生产效率和产品质量。
其次,能够降低维修成本。
一旦电子设备因 ESD 而损坏,维修成本往往较高,而且可能会延误生产和交付。
再者,良好的 ESD 防护有助于提升企业的声誉和市场竞争力。
客户通常更愿意选择能够提供可靠产品的供应商。
esd介绍及防护报告ESD(Electrostatic Discharge)是指静电放电的现象,它可以对电子设备和元器件产生损坏或干扰。
ESD对于电子设备制造和使用过程中的防护非常重要。
本文将介绍ESD的基本概念和防护措施,并提供一份防护报告。
一、ESD的基本概念静电是指物体表面带有电荷,而静电放电则是电荷在物体间或物体与地之间的突然放电。
静电放电可以产生高达数千伏的电压,对电子设备和元器件造成破坏。
静电放电的主要来源包括人体、设备、工作环境等。
二、ESD的危害ESD对电子设备和元器件的危害主要表现为以下几个方面:1. 直接损坏:ESD放电会瞬间产生高能量,直接损坏电子设备的元器件,如芯片、电容、电阻等。
2. 功能失效:ESD放电会使电子设备的功能受到干扰,导致设备无法正常工作。
3. 隐性故障:ESD放电不会立即造成设备失效,但会导致设备的寿命缩短,隐性故障逐渐积累,最终引发设备故障。
4. 数据丢失:ESD放电会对存储介质造成影响,导致数据丢失或损坏。
三、ESD的防护措施为了防止ESD对电子设备和元器件造成损坏,需要采取一系列的防护措施:1. 静电屏蔽:在生产和使用过程中,要使用防静电工作台、静电垫、静电手套等静电屏蔽材料,减少静电放电的机会。
2. 接地保护:合理设置接地系统,将设备和人体的静电电荷导入地,避免静电放电的积累。
3. 防静电衣物:使用防静电服装,减少人体静电的产生和积累。
4. 防静电包装:在运输和存储过程中,采用防静电包装材料,保护电子设备和元器件免受静电损害。
5. 静电排除:定期对设备和工作环境进行静电排除,清除静电积累,降低静电放电的风险。
四、防护报告为了更好地了解和控制ESD的风险,下面给出一份防护报告,包括以下内容:1. 风险评估:对工作场所和设备进行风险评估,分析ESD的潜在风险和可能造成的损害。
2. 防护策略:制定合理的防护策略,包括静电屏蔽、接地保护、防静电衣物等措施,根据实际情况制定详细的操作规程。
静电放电(ESD)及防护基础知识一. 术语及定义1.静电:物体表面过剩或不足的静止的电荷2.静电场:静电在其周围形成的电场3.静电放电:两个具有不同静电电位的物体,由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。
静电电场的能量达到一定程度后,击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。
4.静电敏感度:元器件所能承受的静电放电电压5.静电敏感器件:对静电放电敏感的器件6.接地:电气连接到能供给或接受大量电荷的物体,如大地,船等.7中和:利用异性电荷使静电消失8防静电工作区:配备各种防静电设备和器材,能限制静电电位,具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地二、静电的产生: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,越容易是使用摩擦生电。
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. 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,正负离子就会转移。
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。
三、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类的晶片才对静电敏感,实际上,集成度高的元器件电路都很敏感。
A.静电对电子元件的影响A)静电吸附灰尘,改变线路间的阻抗,影响产品的功能与寿命。
B)因电场或电流破坏元件的绝缘或导体,使元件不能工作(完全破坏)。
C)因瞬间的电场或电流产生的热,元件受伤,仍能工作,寿命受损。
B、静电损伤的特点: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2-3KV。
2.潜伏性有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显的下降,但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患,而且增加了器件对静电的敏感性。
已产生的问题并无任何方法可治愈。
3.随机性电子元件什么情况下会遭受到静电破坏呢?可以这么说,从一个元件生产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。
由于静电的产生和放电都是瞬间发生的,及难预测和防护。
4.复杂性静电放电损伤分板工作,因电子产品的精细,微小的结构特点而费时、费事、费钱,要求较复杂的技术往往需要使用扫描电镜等精密仪器,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它失效,这是对静电放电损害未充分认识之前,常常归咎于早期失效或情况不明的失效,从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。
5.严重性ESD问题表面上看来只影响了制成品的用家,但实际上亦影响了各层次的制造商,如:保用费、维修及公司的声誉等等。
四、ESD三种型式1. 人体型式即指当人体活动时身体和衣服之间的摩擦产生摩擦电荷。
当人们手持ESD敏感的装置而不先拽放电荷到地,摩擦电荷将会移向ESD敏感的装置而造成损坏。
2.微电子器件带电型式既指这些ESD敏感的装置,尤其对朔料件,当在自动化生产过程中,会产生摩擦电荷,而这些摩擦电荷通过低电阻的线路非常迅速地泻放到高度导电的牢固接地表面,因此造成损坏;或者通过感应使ESD敏感的装置的金属部分带电而造成损坏。
3.场感类型式即有强电场围绕,这可能来之于塑性材料或人的衣服,会发生电子转化跨过氧化层。
若电位差超过氧化层的介电常数,侧会产生电弧以破坏氧化层,其结果为短路。
4.其它还有:机器模式、场增强模型、人体金属模型、电容耦合模型、悬浮器件模型。
五、静电防护1. 接地接地就是直接将静电过一条线的连接泄放到大地,这是防静电措施中最直接最有效的,对于导体通常用接地的方法,如人工带防静电手腕带及工作台面接地等。
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,地垫接地。
6)防静电转运车,箱,架尽可能接地。
7)防静电椅接地。
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。
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。
因此在防静电材料和防静电设施中,均是按这三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。
A.防静电仪表1.手腕带/脚带/防静电鞋综合检测仪-用途:用于检测手腕带,脚带,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.静电场探测仪-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:用于检测静电屏蔽袋的屏蔽效果。
6.表面电阻测量仪-用途:用于测量材料表面电阻,体积电阻。
B.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。
2.防静电手表:需要其它防静电措施的补救(如:增设离子风机,戴防静电脚跟带等)才能取得较好的防静电效果。
建议不要大量采用佩带防静电手表的方式。
3.防静电脚带/防静电鞋:厂房使用防静电地面后,应配戴防静电鞋带或穿防静电鞋,建议车间以穿防静电鞋为主,可降低灰尘的引入。
操作人员工再结合配带防静电手腕带效果将会更佳。
4.防静电台垫:用于各工作台表面的铺设,各台垫串上1兆欧电阻后与防静电地可靠连接。
5. 防静电地板:防静电地板分为:PVC地板、聚胺脂地板、活动地板。
防静电蜡和防静电油漆:防静电蜡可用于各种地板表面增加防静电功能及使地板更加明亮干净,防静电油漆可用于各种地板表面,也可涂于各种货架,周转箱等容器上。
C.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.防静电屏蔽袋: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料条及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地连接,手推车上的防静电垫应有金属链与防静电地接触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间,一般应严格要求员工穿戴防静电工作服工作鞋7.防静电手指套:如操作工位员工需经常手拿工件或静电敏感元器件时,有必要戴防静电手指套。
D.中和类设备离子风机、风枪六、防静电的一般工艺规程要求A、防静电的常规工艺规程要求:1、操作者必须戴有线防静电手腕2、涉及到操作静电敏感器件的桌台面须采用防静电台垫3、ESD敏感型器件必须用静电屏蔽与防静电器具转运。
4、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空气发生器清除空气中的电荷.5、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,接地电阻要小.6、电源供电系统要改装用变压器进行隔离,地线要可靠,防止悬浮地线,接地电阻小于10欧姆7、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。
8、凡ESD敏感型器件不应过早地拿出原封装,要正确按操作,尽量不能摸ESD敏感型器件管腿。
9、用波峰焊接时,焊料和传递系统必须接地。
B、在防静电要求严格的场合,下列防静电工艺要求也是常常需要的。
1、凡ESD敏感型整机进行高低温试验或老化试验时,必须先对工作场地及高低温箱进行静电位测试,其电位不能超过安全值,否则,要进行静电消除处理。
2、焊接好的印制电路板要作三防处理时,也要采用防静电措施。
不要用一般的刷光,超声波清洗或喷洗。
3、调试、测量、检验时所用的低阻仪器、设备(如讯号、电桥等)应在ESD敏感型器件接上电源后,方可接到ESD敏感型器件的输入端。
4、在ESD敏感型测试仪器生产线上,应严格使用静电电位测试监视静电电位的变化情况,以便及时采取静电消除措施。
电子元件的防静电损坏措施(运输与存放)运输带引脚的元件时,通常使用导电泡沫材料。
这可以防止元件引脚间出现较高的电势差,对于双列直插式封装的元件,在散装运输过程中常采用静电损耗性管。
对于线路板组件,当位于静电放电保护区外时,应将其置于静电屏蔽袋或导电搬运箱内进行运输。
有的包装袋使用导电材料制成,它可确保所有元件在稳定条件下处于同一电势,同时将偶然跑到袋上的静电荷耗散掉。
这种方法不能用于带电池的电路板,对于这种情况,应采用衬里是静电损耗性材料的,而外层是导电材料的包装袋。
这种袋子的价格更高,但可对加电和未加电的组件提供极好的保护作用。
同样,内部装有固定电路板的导轨的导电箱不能与边缘上有裸露连接器的加电电路板一起使用。
电磁和静电对电脑的干扰一、电磁干扰1.电磁干扰的类型电脑及其周围设备对电磁干扰相当敏感,严重的电磁干扰会使电脑无法正常操作,但什么是电磁干扰?电磁干扰是从哪里产生的?用哪些方法来排除呢?电磁干扰最简单的解释是:电路当中出现了我们不需要的或不期望的电压、电流或数据的随机变化,这可能是一个突发性的电压变化,也可能是比较固定的。
例如:喇叭持续的交流哼声或是显示器屏幕混杂不清。
对电脑而言,电磁干扰的影响有两种:一是电磁干扰对电脑的影响;二是电脑产生的电磁干扰对其他电子设备的影响。
如果是1~10Hz(低频辐射)的电磁干扰,称为电磁干扰(简称EMI),频率超过10kHz(高频)的电磁干扰,称为无线电射辐干扰(RFI)。
(1)电磁干扰。
电磁干扰又分为暂态反应电磁干扰、元件内部电磁干扰和静电放电电磁干扰三种。
暂态反应电磁干扰指的是电气设备对电路里面某个元件打开或关闭所产生的电压脉冲或火花引起不必要的反应,其中以电源线的暂态反应和人体的静电放电两种外来的电磁干扰对电路的危害最为严重。