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防静电知识.ppt

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防静电知识,日常生活中的静电,从地毯上走过,抓住门的把手,梳头,脱毛线衣,火花产生了。这个现象就是人们所知的静电放电(ESD)。人类通过日常活动可产生高达25,000V的静电放电。人类手的神经可感觉到低至大约3,000V的静电放电。只需要10V的ESD就可毁坏今天IC内部的某些极小零件和迹线。其结果是,虽然ESD看不见、听不到或感觉不到,但可重大地损伤或毁坏电子产品。,人类对静电的认识,静电学是电学中最古老的学科 据有资料记载,古希腊哲学家塔勒斯(Thales)公元前640-546年在研究天然磁石的磁性时发现用丝绸、法兰绒摩擦琥珀(Amber)之后也有类似于磁石能吸引轻小物体的性质。电这个词起源于希腊语(琥珀),二十世纪中后期静电危害震惊世界,美国从1960年到1975年由于静电引起的火灾爆炸事故达116起。 1969年底在不到一个月的时间内荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时产生的静电引起相继发生爆炸以后引起了世界科学家对静电防护的关注。 我国在石化企业发生了30多起较大的静电事故,其中损失达百万元以上的有数起。,高科技工业生产中静电危害的形成,高工业生产的高速发展以及高分子材料的迅速推广应用,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。,静电放电防护意义,,,1、减少损失(例如:美国一年的损失达200多亿美金,仅电子工业的损失超过100多亿美金) 2、提高产品质量和可靠性 3、提高生产效率 4、静电防护回报达1:95以上,代表性的内容,,,基本知识与基本原理 静电防护操作要求 防护器材 测量与标准 敏感度分类 包装、标志 防静电工作区,静电起电定义,,,静电起电包括使正、负电荷发生分离的一切过程,如通过固体与固体表面、固体与液体表面之间的接触、摩擦、碰撞,固体或液体表面的破裂等机械作用产生的正、负电荷分离。也包括气体的离子化、喷射带电以及在粉尘、雪花和暴风雨中的带电现象。,金属与金属的接触起电,,,两种不同的金属I和II相接触时,当它们之间的距离小于25×10-10m时,由于量子力学的隧道效应,两种金属内的电子穿过界面而互相交换。 由于两金属的功函数不同,对电子的吸引力不同,当达到平衡时,一种金属失去电子带正电,另一种金属得到电子带负电,界面两侧出现了等量异号电荷(偶电层),两金属之间产生了一定的电位差(接触电势差)。,摩擦起电的实质,,,接触分离起电任何不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,静电是如何产生的,接触分离起电(本质) 摩擦起电摩擦实质上是一种接触分离造成正负电荷不平衡的过程 工作时常接触到的物体有:桌面、地板、椅子、衣服、纸张、卷宗、包装材料、流动空气。,,,1.3静电带电序列,,,,序列表中的物质离得越远,各自所带的电荷数量也越大。 常见物质的磨擦起电序列如下表所示:,,感应静电起电 物体不接触也能起电,当带电物体A接近不带电物体C时 在导体C的a端和b端分别感应出负电和正电A C B静电感应引起放电,,,,,,,,,,,,,,,,,,,+,+ + + +,+++ ++,图1,其他起电方式,热电起电 压电起电 断裂起电 电解带电 亥姆霍兹层 喷射起电等,,,人活动产生的静电电压 (参考数据),,,,,,几十伏到几百伏,几千伏到几万伏,器件,人体静电电压,要密切注意元件在不易察觉的放电电压下发生的损坏,这一点非常重要。人体有感觉的静电放电电压在3000 — 5000V之间,然而,元件发生损坏时的电压仅几百伏。,生产场所中的静电危害源,,,,静电是如何产生的 小 结,任何两个不同材质的物体接触后现分离即可产生静电。 摩擦的实质是一种接触分离过程。 当带电物体接近不带电物体时会感应静电。 大部分器件的静电破坏电压都在几十至几百伏,而在干燥的环境中人活动所产生的静电可达几千伏到几万伏。,,,静电放电造成火箭飞行失败统计表,,,电子工业中静电问题的产生,,静电是时时刻刻到处存在的,但是在二十世纪40-50年代很少有静电问题,因为那时是晶体三极管和二极管,而所产生静电也不如现在普遍存在。在60年代,随着对静电非常敏感的MOS器件的出现,静电问题也出现了,到70年代静电问题越来越来严重。80-90年代,随着集成电路的密度越来越大,一方面其二氧化硅膜的厚度越来越薄(微米-纳米),其承,承受的静电电压越来越低,另一方面,产生和积累静电的材料如塑料,橡胶等大量使用,使得静电越来越普遍存在,仅美国电子工业每年因静电造成的损失达几百亿美圆,因此静电防护已成为电子工
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