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防静电原理及工艺纪律要求.ppt

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防静电原理及工艺纪律要求,,2019年4月15日,第一部分:防静电基础知识,引 言,随着电子元器件技术的发展,静电对元器件应用造成的危害越来越明显。元器件的尺寸越来越小,尤其是微电子器件。 新型特种器件多数也都是静电敏感元器件 。 作为静电主要来源的各种高分子材料被广泛采用。,主要内容,1.1 静电和静电放电的定义和特点 1.2 静电的产生 1.3 静电的来源 1.4 静电放电的三种模式 1.5 静电放电失效,1.1 静电和静电放电的定义和特点,什么是静电(Electrostatic,static electricity)?通俗地来说,静电就是静止不动的电荷。它一般存在于物体的表面。是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。静电是通过电子或离子转移而形成的。静电可由物质的接触和分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等物理过程而产生。,1.1 静电和静电放电的定义和特点,那什么是静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)呢?处于不同静电电位的两个物体间的静电电荷的转移就是静电放电。这种转移的方式有多种,如接触放电、空气放电。 一般来说,静电只有在发生静电放电时,才会对元器件造成伤害和损伤。如人体带电时只有接触金属物体、或与他人握手时才会有电击的感觉。,1.1 静电和静电放电的定义和特点,静电放电现象虽然是过电应力一种,但与通常所说的过电应力相比有其自身的特点:首先,电压较高;其次,持续时间短;第三,释放的能量较低。,1.2 静电的产生,1.2.1 摩擦产生静电 1.2.2 感应产生静电 1.2.3 静电荷 1.2.4 静电势 1.2.5 影响静电产生和大小的因素,1.2 静电的产生,如果两种不同材料的物件因直接接触或静电感应而导致相互间电荷的转移,使之存在过剩电荷,这样就产生了静电。带有静电电荷的物体之间或者它们与地之间有一定的电势差,称之为静电势。静电产生的方式有很多,如接触、摩擦、冲流、冷冻、电解、压电、温差等。主要是两种形式,即摩擦产生静电和感应产生静电。,1.2.1 摩擦产生静电,只要两种不同的物体接触再分离就会有静电产生。 摩擦生电主要发生在绝缘体之间。 摩擦产生静电的大小主要与摩擦物体本身的材料性质有关; 此外也受到许多因素的影响,如环境的湿度、 摩擦的面积、分离速度、接触压力、表面洁净度等。,1.2.2 感应产生静电,当一个导体靠近带电体时,会受到该带电体形成的静电场的作用,在靠近带电体的导体表面感应出异种电荷.显然,非导体不能通过感应产生静电。,1.2.3 静电荷,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。 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(C)=106微库(μC) 1微库(μC) =103纳库 (nC),1.2.4 静电势,带有静电电荷的物体之间或者它们与地之间有一定的电势差,称之为静电势,也叫静电电压。实际环境中产生的静电电压通常是指带电体与大地之间的电位差。,静电压可表示为V=(Q×d)/(A×ε) (1.3),1.2.5 影响静电产生和大小的因素,静电的产生及其大小与环境湿度和空气中的离子浓度有密切的关系。 与普通场所相比,在空气纯净的场所(如超净车间)内,因空气中的离子浓度低,所以静电更加容易产生。见下页表1.4。,表1.4 电子生产中产生的静电势的典型值(单位:V),1.3 静电的来源,1.3.1 人体静电 1.3.2 仪器和设备的静电 1.3.3 器件本身的静电 1.3.4 其它静电来源,1.3.1 人体静电,人体是最重要的静电源,这主要有三个方面的原因。其一,人体接触面广,活动范围大。其二,人体与大地之间的电容低,少量的人体静电荷即可导致很高的静电势。其三,人体的电阻较低,相当于良导体,人体某一部分带电即可造成全身带电。,1.3.2 仪器和设备的静电,仪器和设备也会由于摩擦或静电感应而带上静电。仪器设备带电后,与元器件接触也会产生静电放电,并造成静电损伤。,1.3.3 器件本身的静电,电子元器件的外壳(主要指陶瓷、玻璃和塑料封装管壳)与绝缘材料相互摩擦,也会产生静电。器件外壳产生静电后,会通过某一接地的管脚或外接引线释放静电,也会对器件造成静电损伤。,1.3.4 其它静电来源,除上述三种静电来源外,在电子元器件的制造、安装、传递、运输、试验、储存、测量和调试等过程中,会遇到各种各样的由绝缘材料制成的物品,如表1.6所列。这些物品相互摩擦或与人体摩擦都会产生很高的静电势。表1.6 电子元器件操作环境的其它静电源,1.5 静电放电的三种模式,1.5.1 带电人体的放电模式 1.5.2 带电机器的放电模式 1.5.3 充电器件的放电模式,图1.3 人体放电实例
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