ESD培训教材资料
一、ESD 基础知识
1、 什么是 ESD
ESD 是 Electrostatic Discharge 的缩写，即静电放电。它是指具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移现象。静电放电可能会对电子元件、集成电路、半导体器件等造成损害，导致产品性能下降、失效甚至完全损坏。
2、 静电的产生
静电的产生主要有以下几种方式：
摩擦起电：当两个不同的物体相互摩擦时，电子会从一个物体转移到另一个物体，从而使物体带上静电。
感应起电：当一个带电体靠近一个导体时，导体内的自由电子会在电场的作用下重新分布，导致导体的一端带上与带电体相反的电荷，另一端带上相同的电荷。
剥离起电：当两个紧密接触的物体被分开时，会产生静电。
3、 静电的危害
静电放电对电子产品的危害主要表现在以下几个方面： 直接损坏：静电放电产生的高电压和大电流可能会直接击穿电子元件，导致其损坏。
潜在性损坏：静电放电可能会对电子元件造成潜在性的损伤，使其性能逐渐下降，缩短产品的使用寿命。
误动作：静电放电产生的电磁干扰可能会导致电子设备的误动作，影响其正常工作。
二、ESD 防护措施
1、 静电接地
静电接地是将静电通过接地导线导入大地，从而消除静电的一种方法。在电子生产车间、实验室等场所，应确保所有的设备、工作台、工具等都进行有效的接地。
2、 静电屏蔽
静电屏蔽是利用金属外壳或金属网将带电体包围起来，从而阻止静电场的对外影响。对于一些敏感的电子元件和设备，可以采用静电屏蔽包装来保护。
3、 增加湿度
适当增加环境的湿度可以降低静电的产生。一般来说，环境湿度保持在 40% 60%之间，可以有效地减少静电的积累。
4、 穿着防静电服装和鞋 工作人员应穿着防静电工作服、工作帽、手套和鞋，以防止人体静电的产生和积累。
5、 使用防静电工具和材料
在电子生产和维修过程中，应使用防静电的工具和材料，如防静电镊子、防静电吸锡器、防静电包装袋等。
2024/3/231ESD培训教材
2024/3/232目录•ESD概述与基础知识•ESD防护设施与器材•生产过程中的ESD控制方法•案例分析：典型ESD事件解析与教训总结•持续改进方向及挑战探讨
2024/3/23301ESD概述与基础知识
2024/3/234指电荷在静电场中的突然释放，导致电流的瞬间流动。ESD（静电放电）定义造成电子设备损坏、性能下降、数据丢失等。对电子设备的危害产生电击感、造成皮肤刺痛、引发心律失常等。对人体的危害引发火灾、爆炸等安全事故，影响生产安全。对生产环境的危害ESD定义及危害2024/3/235物质接触起电、摩擦起电、感应起电等。静电电压可高达数千伏甚至上万伏。静电电量通常很小，但足以对敏感设备造成损坏。温度、湿度等环境因素对静电的产生和积累有很大影响。静电产生原理高电压低电量易受环境影响静电产生原理与特性2024/3/236人体静电模型衣物材质空气湿度人体活动人体是一个复杂的静电系统，包括衣物、皮肤、头发等部分。合成纤维衣物容易产生静电，而棉质衣物则相对较少。干燥的空气容易导致静电的产生和积累。行走、摩擦等活动会使人体产生静电。0401人体静电模型及影响因素0203
2024/3/237保护电子设备免受静电放电的危害，确保生产安全和产品质量。ESD防护目标通过改善生产环境、使用防静电材料等措施减少静电的产生。控制静电产生采用接地、离子风机等设备消除静电积累。消除静电积累对敏感设备进行屏蔽、使用防静电包装等措施防止静电放电对设备造成损坏。防止静电放电ESD防护目标与原则
2024/3/23802ESD防护设施与器材
2024/3/239010203区域划分将工作区域划分为静电安全区、静电防护区和静电敏感区，采取不同等级的防护措施。环境控制保持工作区域内温度、湿度适宜，减少静电产生和积累。接地系统建立可靠的接地系统，确保所有防静电设备和器材有效接地。防静电工作区域设计
2024/3/2310采用导电性能良好的防静电地板，有效泄放静电。防静电地板防静电桌椅其他防静电设施使用防静电材料制成的桌椅，减少静电产生和积累。配置防静电窗帘、防静电门等，进一步降低静电风险。030201防静电地板、桌椅等配置
第一章：名词解释
1. 静电（Electrostatics）：
物体所带过剩或不足的相对静止不动的电荷。
2 . 静电放电ESD（Electrostatic discharge-ESD）：
具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电感应引起物体间的静电电荷转移。
3. 静电感应（Electrostatic induction）：
当带静电的物体靠近某一介质时，在该介质表面因感应而带电荷，并形成感应电场。
4. 静电敏感器（Static sensitivity device-SSD）：
对静电放电敏感的器件
5. 中和（Neutralization）：
利用异性电荷使静电消失
6. 接地（Grounding）：
电气连接到能提供或接受大量电荷物体上（如大地、船舰或运载工具外壳）
7. 泄放（Leakage）：
将静电荷安全泄放到大地
8. 硬接地（Hard ground）：
直接与大地电极作导电性连接的一种接地方式（R〈 10Ω）
9. 软接地（Soft ground）：
通过一足以限制流过人体的电流达到安全值的电阻连接到大地电极的一种接地方式
（100 ,000Ω〈 R〈 1,000,000Ω）
10. 防静电工作区（Electrostatic discharge protected
area）：
配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位具有确定边界和专门标记的适于从事静电防护操作的场所
11. ESD保护材料（ESD-Protected materials）：
具备下列特征的材料：
a、 防止产生摩擦起电
b、 免受静电场的影响
c、 防止与带电人体或与带电物体接触而产生直接放电
第二章：静电的来源及其危害
1、 静电的产生：
两种不同起电序列的物体通过摩擦、碰撞、剥离等方式在接触又分离之后在一种物体上积聚正电荷，另一种物体上积聚等量的负电荷而形成的。这是由于两种不同的物体相互紧密接触时，它们最外层电子的逸出功不同，电子从逸出功较小的物体跳逸到逸出功较大的物体中去。此外，导体静电感应、压电感应、电磁辐射感应等也能产生很高的静电压。
ESD防静电培训教材
每个从地毯走过再接触门把的人都会感触到静电效应。这种从门把手传到人体的冲击电压，有时会高达5000伏。它是以熔化许多集成电路芯片中的导电通路。静电放电可以以多种方式轻易的破坏敏感的电子器件。静电影响到生产进度和产品质量，从而降低效益，从部件到成品生产过程中由静电污染物或产品处理过程所造成损坏的可能性总是存在。这些问题所引起的成本提高，随着产品在通过其制造流程中的推移而增加。在生产线上，没有测试出来的部件故障，可能会导致对可靠性要求甚高的应用系统全面瘫痪。虽然我们不能完全消除静电荷，但我们可以控制它。教材的目的就是要解释如何实现这种控制。
第一节 静电的产生
静电并不是静止的电荷，自然规律总是试图将正电荷和负电荷保持平衡。理想的物体是应保持不带电的中性状态。所带的正电子和负电子数目相等，当物体表面的分子带有电荷或被极化时，带电现象就产生了，电荷可同其带电表面带有多余电子或缺乏电子而呈负极性或正极性。根据材料允许电荷在其中运动的能力，通常可分为导体或静电耗散材料。相反非导体或绝缘体不允许电荷运动。天然水和大部分金属都是很好的导体，而塑料、石英和玻璃都是非导体。任何一种材料都可能带静电，而产生静电最普通的方式就是感应和摩擦起电。
一、 感应起电
在实装车间里，有很多带电操作过程，这难免在其周围产生强电场，当一块印制板置于电场时，板子上的某中性导体就会在电场力的作用下，电子定向移动。若是在正电荷形成的电场中，靠近正电荷方向感应出负电荷，而另一端则是感应出正电荷，这时若将该导体移出外电场并将它们分成两部分。则一部分会因缺少电子而感应出正电荷，相反另一部分则为感应出负电荷，过程表示如图1 所示：
图1 正负荷示意图
当然，我们也可以将上述已置于外电场的导体一端接地。接地端电荷会被大地中和，然后接地线断开，再去掉外电场，这时孤立导体带上了电荷（这电荷极性与外电场极性相反）。如图2 所示：
