摘要：就是物质表面电子不均衡分布引起的一种电荷，通常是由两种物体先接触后再分离而产生的。

静电(Electrostatic)：就是物质表面电子不均衡分布引起的一种电荷，通常是由两种物体先接触后再分离而产生的。

静电放电（ESD—ElectrostaticDischarge）：带有不同静电电势的物体或表面之间的静电电荷转移。有两种形式：接触放电，电场击穿放电。

静电产生的途径：接触分离；摩擦；剥离；断裂；传导；感应；其他：热电、光电、压电。

接触分离带电：

不同物质接触分离都会产生静电。

摩擦带电：

摩擦可以看作反复的接触分离过程。

工作中因摩擦或接触分离产生静电的地方：

工作中的人体走动，取放物品都会产生静电；

设备中的运动也有摩擦或接触分离的动作，因此也会产生静电；

移动的设备如推车，也会因摩擦产生静电。

决定摩擦电压的因素：

接触的程度、表面的均匀度、接触压力、磨力、分离速度等因素都会影响到摩擦电压的大小。

材料的不同摩擦电压不同。

环境温度湿度的不同对摩擦电压也有重大的影响。湿度越小摩擦电压越大。

剥离带电：

物质原有的电荷平衡被打破，两边带上相反的电荷；同种物质的剥离和不同物质间的剥离都会产生静电。例如：不干胶带、胶贴、传送带等都会因为剥离带电。

断裂带电：

物体断裂成后，各部分会带上不同的电荷。

一个不带电的物体接触带电的物体会通过传导带上相同的电荷。

感应带电：

带电体产生电场，电场中的导体因电荷转移而带电。

静电敏感度（ESDS—ElectrostaticDischarge Sensitivity）

静电敏感器件（ESSD—ElectrostaticSensitive Devices）

EPA：ESD Protect Area(ESD防护区域)：抑制静电荷的积累和静电压的产生；安全、迅速、有效的消除已产生的静电荷。

ECA：ESD Control Area（ESD控制区域）。

EOS：Electrostatic Over Strength（电过应力）。

静电的特性：

高电位：可达数万至数十万伏，操作时常达数百至数千伏（人通常对3.5KV以下静电不易感觉到）。

低电量：静电流多为微安级（尖端瞬间放电例外）。

作用时间短：微秒级。

受环境影响大：特别是湿度，湿度上升则静电积累减少，静电压下降。

静电序列：

两物体接触分离或摩擦后，排在前面的带正电，后面的带负电；距离越远，摩擦电压越高；

人类认识的不足：不同列表有所差异；循环现象；反向现象；应用时不可作为硬标准。

典型的工业静电放电特性：

放电时间≈数纳秒~数微秒 (∝RC )

放电电流量≈数安培（I= Q/t)

峰值功率≈数KW (∝IorV )

产生的高频电场≈1MHz~1GHz

产生的电感电压= L（di/dt）

静电的损伤方式：

电介质击穿：半导体氧化层周围的电压超过了氧化层介质击穿电压氧化层越薄，对静电越敏感。

热击穿：在ESD事件中产生的热量使器件局部过热和使接点融化，过热和短路会损坏器件；热是由放电电流产生的，热能与放电电流的平方成正比。

ESD能引起电过应力（EOS），熔化器件的金属部分。

EOS有下列特点：持续时间较长的大电流；对器件的大面积损伤；损伤可以明显观察到。

半导体是最容易受到静电破坏的器件…

常见的破坏有：氧化层击穿；界面过热烧损；金属熔化；以上的混合模式。

材料的电特性：

绝缘体是个问题，因为静电可以产生和累积其上。而最终造成电晕放电或电感破坏现象。

导体也可能是个问题。因为导体造成快速的放电，以及受到外来感应！

在ESD领域，材料分为绝缘体、导体、静电耗散材料。

绝缘体：

限制电子自由移动；很大的体电阻≥1×1011Ω；很少有电子在物体中移动；能够保持大量电荷；在同一种物体的上的不同地方可以保持正电荷和负电荷。

绝缘体的耗散只能通过环境（离子风机、涂防静电液等），不能通过自己的表面。

注意：纸板和木头在湿度较高时因为吸水具有静电耗散性能，湿度较低（一般小于50%左右）时表现为绝缘性能。

导体：

电子在导体表面和体内流动；体电阻＜1×104Ω；如果连接到地，电荷能被中和；电荷能被积累在没有接地的导体上；在导体上的电荷泻放快。

人体：

最容易产生静电；对地能储存电荷；人在走动时产生静电；产生15千伏的静电很常见；产生35千伏的静电是可能的，但不常见。

静电耗散材料：

电子在材料的表面可以自由移动，但移动的速率由于电阻而受到控制

如果被接地，电荷将被缓慢的释放掉

体电阻≥1×104～＜1×1010Ω

静电屏蔽袋：利用多层多材料技术来对所有静电放电模式进行防护。

ESD防护的基本技术手段：

等电位；接地；中和；阻值控制；静电场屏蔽；湿度控制；材料选择和工艺控制避免产生静电；敏感器件的标注；保护电路和结构设计提高抗静电能力。

1.等电位：

基本原理：让可能接触敏感器件的所有表面处于等电位状态，避免静电放电发生。

做法：所有可能接触器件的物体使用并联连接（共同连接点）。

2.接地：

基本原理：将静电通过接地线或接地装置传导泄放到大地。

做法：

建立静电接地系统；使用静电导电或静电耗散材料并接入ESD接地系统；人体佩戴手腕带，并接入ESD接地系统；人体穿防静电鞋。

3.中和（离子化）：

基本原理：电离空气产生正负离子，中和静电电荷。

使用对象：绝缘体或静电太大接地泄放太慢的情况。

做法：离子风机、离子风枪、离子棒。

4.电阻控制：

基本原理：通过电阻控制，控制过强的静电泄放或放电，同时保证人体安全。

做法：静电耗散材料的使用，连接安全限流电阻。

5.静电场屏蔽：

基本原理：屏蔽静电场，阻隔静电放电电流通过敏感器件。

做法：静电屏蔽材料和屏蔽容器的使用，绝缘材料和阻隔结构。

6.湿度控制

基本原理：增加湿度减少静电的产生，降低摩擦电压。

做法：控制湿度在30～70%。

7.材料选择和工艺控制避免产生静电

基本原理：通过使用不产生或产生静电小的材料，减少静电；材料表面光洁，减少静电；静电序列的应用。

做法：使用抗静电材料，使用抗静电剂。

ESD控制的技术依据：

1.制止静电的产生；

2.通过设计在产品中置入保护；

3.消除产生的静电；

4.控制放电的途径和速度。

ESD控制的环境控制：

生产制造和维修区域属于静电高风险区域（定义为一级EPA）：

温度：20~28℃；相对湿度(RH)：45~75%。

其它防静电工作区环境的温湿度一般要求：

温度：20~30℃；相对湿度(RH)：30~70%。

注：一级EPA应该使区域内静电压控制在100V以下。

ESD控制--接地系统：

接地是静电泻放的关键措施，EPA内必须有独立可靠的防静电接地系统，工作中产生的的静电才能安全有效地泻放，避免静电的累积。防静电接地必须有一个安全可靠的防静电接地母线（防静电地线），所有人体、工作台、台垫、工具等以并联的方式接入防静电接地母线。

EPA内防静电工作台上的所有仪器、AC工具、金属体及等必须连接到公共接地点上，人体腕带、防静电台垫、防静电地垫、导体和静电耗散的材料防静电器具等需要串接1MΩ电阻（或等效串接1MΩ的电阻）后连接到接地系统上。

设施的接地线建议采用黄绿色或黄色线，连接点应该采用螺钉、焊接、双线交绕的紧固连接方式，保证连接点连接可靠、接触电阻小，禁止使用鳄鱼夹、挂接等不可靠的连接方式。

ESD控制--接地方式：

采用三相五线制供电系统中的地线，引入电源零线的同时，单独引出大地地线作防静电接地线，工程上称为“一点引出电阻隔离”。电源主变电箱到大地的接地电阻应小于4Ω。如图所示：

ESD控制--防静电工作台：

防静电台垫的尺寸应不小于工作台面的大小。

防静电台垫均须正面（即防静电面）朝上、背面（即导电面）朝下铺设。

压接静电地线联接端子时应从防静电台垫/地垫的正面压下，使其穿过台垫并紧固，以保证电接触良好。

多个防静电工作台的接地线不能相互串接，应以并联方式与公共接地线连接，每块台垫（地垫）必须且只需接一根防静电地线。

当防静电台垫上附着有绝缘性的油膜、树脂和其他污物时，应及时使用中性清洗剂（酒精）或防静电剂进行清洁。

ESD控制--人员控制：

人体的运动和操作过程是产生静电的主要根源，任何进入防静电区域或接触（包括直接和间接接触）ESSD（静电敏感器件）的人员，必须严格遵循防静电规范，贯彻执行静电防护措施。

接受防静电知识培训和教育是对每位员工的基本要求，是减少静电危害的根本方法和途径之一。

所有人员进入EPA前必须穿好防静电工作服和防静电工作鞋，已配发工作帽的还必须戴好工作帽（将头发盘绕到工帽内，要求头发不等外露）。无防静电工作鞋的，必须穿防静电拖鞋；工作服外部严禁携带除工卡和笔之外的金属物件和塑料物件；更换工作服应在指定地点进行，不允许在生产现场穿、脱工作服。

防静电工作服、工作鞋等要勤洗勤换，建议洗换频次1次/周，员工着装工衣、工鞋、工帽无破损污秽现象。

进入防静电区域的所有作业人员、接触产品的其他人员，每天上岗前应使用腕带测试仪对所配发的防静电腕带进行测试，并做好测试记录；进入生产区域前必须经人体综合电阻测试三辊闸机。

接触ESSD及组件之前应戴好防静电腕带，防静电腕带插入香焦插孔中，要保证腕带与皮肤接触良好，在戴腕带处皮肤上不得涂护肤油、防冻油等绝缘物质。

工服外部严禁携带除工卡和笔之外的金属物件，防静电鞋内不得垫鞋垫。

防静电手套或棉质手套较脏时应及时清洗干净，通常情况下手套使用期限为一周，在污损较少的场合最长使用期限不超过半个月，逾期一律以旧换新。

每日上班ESD自查十步：

1、测试腕带和人体电阻并做记录。

2、视查工作区所有ESD敏感器件、单板都放置在防静电周转工具或包装中。

3、确定工作区内防静电周转工具或包装中没有静电源。

4、确认工作区域内所有防静电工具都有ESD标识。

5、确认工作区内的静电源例如：非防静电塑料袋、非防静电泡膜、橡胶等远离ESD敏感器件和敏感单板（至少30CM）。

6、确认你的工作台的台垫为防静电台垫，工具为防静电工具。

7、确认在你的工作台上的清洁用品、溶剂、喷雾器等工具已被EPA区域责任人确认可以使用。

8、确认你的工作区域内的工作台、设备和仪器安全、可靠接地，尤其对那些经常移动的设备要特别注意。

9、不允许人体电阻没通过测试的人员进入EPA控制区域。在操作ESD敏感器件和单板时必须带防静电腕带。

10、如果你的工作台装了离子风机，在工作时应打开，并保证其位置正确。

ESD控制--人员控制方式：

ESD控制--设备/仪器/工具/工装：

防静电工作区内的各种设备、仪器、工具、工装都应实施静电防护措施，例如接触或靠近静电敏感器件（ESSD）的部分应尽可能使用防静电材料，对特殊情况下不可避免须使用非防静电材料（表面电阻RS≥1.0×1011Ω）时应采用静电中和（离子风机）或定期涂抹抗静电剂、涂层等其他防护措施，有效地消除、抑制或泄放静电。

使用高压电源具有金属外壳的设备、仪器、工装、工具必须选用三芯电源插座，并确保其已可靠连接到保护地线上，以使其配接时设备、仪器、工装、工具的金属外壳能够自动接保护地。

工衣的穿着：扣好衣扣，保证覆盖内部衣物；保证袖口松紧完好，并避免内部衣物露出袖口。

ESD控制--设备：

落地设备如SMT、波峰焊机、流水线等，台式设备如元器件成型机等都应直接与电气保护地线相连。

设备上接触ESSD的部件和靠近ESSD的运动摩擦部件必须采用防静电材料或导体材料制作，并保证这些部件具有可靠的接地通路，这些部件禁止使用非防静电材料。设备上的导体部件必须采用硬接地。

设备上的台面根据实际需要可以铺设防静电台垫并进行软接地，但是台垫的铺设不得影响设备的正常运行或带来其他危害。

ESD控制--仪器：

防静电区域内使用的测试仪器应具有防静电性能，仪器的电源线必须具有电气保护地线并通过插座与电气保护地连接，仪器的外壳需要采用导线与电气保护地直接连接，实施加强接地措施。

测试仪器系统必须具有公共接地点，并且并联接地（禁止串连接地）保证仪器等电位接地。

ESD控制--工具：

防静电烙铁、防静电真空吸锡器等电动、气动手工工具在使用前应首先接地。防静电烙铁的金属外壳应接保护地，烙铁头必须具有硬接地通路，烙铁头的接地电阻要求＜1.0Ω，由于烙铁头的高温氧化问题，日常检查测试时烙铁头接地电阻＜20Ω可以接受。

清洁单板和产品的毛刷必须使用防静电毛刷，材料的电阻满足1.0×104Ω≤R＜1.0×1011Ω，摩擦电压小于100V或静电电压耗散到100V以下的时间小于2秒。禁止使用普通塑料毛刷。清洗时应带好防静电腕带。

工具上需要接触ESSD的部分应避免使用导体和绝缘材料，接触静电敏感元件的工具如IC起拔器、镊子、吸锡器等必须是不易产生静电、易于泻放静电的防静电材料，如果由于特殊原因选取了非防静电材料，使用时应进行静电中和处理。

ESD控制--包装：

静电敏感器件和单板的周转包装材料应是防静电材料，主要的周转包装有防静电屏蔽袋、防静电袋、吸塑盒、防静电器件盒、防静电泡沫、防静电箱、防静电周转车。

单板包装的主要方式有：

A、防静电屏蔽袋+粉红色气珠袋。原则是：屏蔽袋在宽度满足单板的要求下，长度要比单板长至少10cm。

B、吸塑盒+防静电填充材料（防静电气泡带、防静电泡沫（可选））+纸箱。

ESD控制-包装操作：

进行包装操作之前应检查是否已采取必要的防静电措施，如穿防静电工作服、防静电鞋，戴防静电腕带或防静电手套、指套等。

正确的持拿方法如图所示：

屏蔽袋（吸塑盒）操作指引：

检查防静电屏蔽袋内外层及隔震外套（气泡袋）是否完好无损；

将静电敏感器件或组件放入指定规格的屏蔽袋（吸塑盒）中；如要转运，须使用防静电胶带将屏蔽袋口封上，吸塑盒需将其啮合处扣紧。注意：

A.防静电屏蔽袋若无严重破损，应回收供循环使用

B.防静电袋屏蔽层若出现较严重破损，如穿孔、破裂、复合层分离等，则应停止循环使用，作报废处理。

C.每个防静电屏蔽袋原则上只能装一块单板组件，特殊情况下需同时装多块小板时必须用内袋层或其它防静电材料相互隔开，不得直接接触混放。

ESD控制--存储/周转/运输：

静电敏感器件及其组件在存储、周转、运输过程中都必须采用防静电包装，即采用法拉第笼的包装形式，避免器件受到静电损伤。在存储、周转、运输过程中都不得对ESSD进行拆包等直接操作，只能在EPA内的防静电工作环境中进行对ESSD的直接操作。

静电敏感器件在周转过程中，勿靠近强静电、强电场、磁场或辐射场，如电脑显示器上方等。

禁止使用拉伸膜、普通粘胶带等易产生高压静电的绝缘材料包裹静电敏感器件及其组件。必要时请选择或设计其它不易产生静电的辅助工具或材料用于这些物料的防倒等。

任何时候都不得将静电敏感器件及其组件堆叠裸放在一起存放和周转。

转运静电敏感器件及其组件应轻拿轻放，严禁摔打、碰撞、剧烈摩擦或跌落。

静电敏感器件及其组件不得直接放置于货架或不具防静电功能的周转箱内或周转车上，应通过防静电袋或防静电周转箱储放。

静电敏感器件尽量保持原包装状态，严禁随意拆封。

用于静电敏感器件散装清点和发料的工作台必须铺设防静电台垫，并可靠接地。操作人员应佩带防静电手套、指套或将有绳防静电腕带接入防静电接地系统。

保持周转工具干净。如果有明显灰尘或污渍，请用中性清洗剂清洗；周转车底部金属架应焊接一根金属链条，链条须能自然下垂，确保能可靠触地。

在两个包装容器之间传递IC类静电敏感器件时，宜直接将防静电容器对接进行，如将管装IC直接伸入防静电屏蔽袋中再将IC倒出或者两个IC管对接传递等，避免用手接触静电敏感器件，戴有防静电手套或指套时也应尽量减少直接触摸静电敏感器件的次数。

工作区静电源的防范：

注意可能产生静电的绝缘材料：普通塑料包装袋、文件袋、泡棉等；塑料凳子、笔、键盘、鼠标；CRT显示器。

纸张：有可能是也有可能不是，因此首先要有ESD协管员评估；

有时黑色的包装材料也可能是绝缘材料。

不符合ESD控制规范实例：

这是一种常见的现象：用防静电屏蔽袋装着的和没装的单板放在一块，再将不能防静电的白色泡沫放在里面，而且单板有横有竖，这样不但静电损坏器件而且容易将一些器件碰掉。

徒手/单手拿单板是一种很严重的问题，人体上带有很高的静电电压很容易地损坏器件，在拿单板时一定要戴防静电手套和腕带。

由于纸是一种特殊的材料只有湿度在一定范围时它才是静电耗散材料，所以单板一般不能裸放在纸箱上面，更何况放在纸箱上的胶带上面是万万不可的。

装有单板的防静电周转箱不能直接用拉伸膜捆扎。

说明：拉伸膜在缠绕过程中将产生数万伏甚至几十万伏的静电。

不能使用非防静电的吸锡枪。直接对元器件造成损伤。

无防静电包装的单板不能随意叠放。

危害：静电损伤；元器件碰坏。

防静电采用标识：

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，甚至灾难性的后果。

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来源：暖通南社