静电理论及防护讲课提纲资料.ppt

第三部分、防静电基本知识
（1）从防静电危害的角度考虑，凡电阻率在以下的材料，对于静电而言就已经是导体，或称静电导体；体电阻等于或大于的材料为静电的非导体；体电阻率介于～的材料为静电的亚导体。对于材料的这种划分与通常情况下对导体、绝缘体的划分是不同的。图1给出了材料的分类。
（2）在一般工业生产中，静电具有高电位、低电量、小电流（脉冲电流，有争议）和作用时间短的特点，设备或人体的静电位最高可达数万伏以至数十万伏；这要比市电220v、380v高得多。但所积累的静电量却很低，通常为微库仑级；静电电流多为毫安级；作用时间多为毫秒级。
（3）静电较之流电受环境条件、特别是湿度的影响较大；静电测量时复现性差、瞬态现象多。
静电通世界上任何事物一样具有两重性：既能为人类造福，如静电复印、静电涂敷、静电除尘等静电应用技术；亦会带来许多危害，诸如石化、电子及电工领域。就电子元器件的生产及电子设备的装联、调试作业而言，因接触摩擦起电、人体静电与接地问题能造成很大经济损失。初步研究发现，摩擦起电、人体静电乃是电子。微电子工业中之间两大危害源。
Ⅱ、工业静电现象
这里涉及的静电现象是指：同种或异种物质的机械分离（流动、摩擦、粉碎等），或感应在导体上所积累的电荷。
工业中存在的静电现象介绍如下：
（7）粉碎工业中，大多数粉体的体电阻率，在传输加工中都会起电，如煤粉、面粉及塑料粉加工厂之粉粒悬浮在空气中形成了气溶胶的胶状溶液，从而产生静电（煤粉涡流与金刚砂混合带电5.4kv）
（8）电子工业中，摩擦起电和人体带电常有发生，如电子器件在生产及组装成电子设备的焊接、搬运与检测等工序中，难免相互碰撞和接触摩擦而形成很高的表面电位。再如操作者与大地绝缘时，人体的静电电位高达1.5～35kv，无论是摩擦起电或是人体静电产生如此高之高的静电电位，均能招致耐压不高的电子器件毁坏或软击穿。
3.2静电的产生、来源
由于材料表明电荷的不平衡引起静电荷，这种电荷的不平衡产生了可以测量到的电场，该电场能够在远处影响别的物体，此时物体带有静电。静电放电是指在不同电势的两个物体之间静电电荷的转移。
静电起电最常见的原因是两种材料的接触和分离。
正常情况下，物体的正、负电荷平衡，物体是不带电的。当两种不同物体相互摩擦时，如图2所示，人的鞋子与地毯摩擦时，各自带上极性相反、数量相同的电荷。实际上，人体在充电过程中，电荷发生了转移。
3.2.2金属间的接触起电理论
在日常生活中，静电问题多数与绝缘材料有关。因此，通常认为静电材料尤其是金属材料不会产生静电。事实并非如此，两种金属接触－分离时也会发生电荷的转移，从而产生静电。只是分离过程中，由于金属的导电性良好，常常很快将电荷带走，分离后金属上几乎没有静电荷，从而在通常条件下不显示出静电带电现象。
3.2.4粉体起电
粉体是固体的一种物质形态，粉体由分散性固体颗粒组成。每一个颗粒都是体积很小的固体介质。粉体物质因静电影响生产速度和产品质量。影响人们的正常生活，甚至引起灾害性事故等问题。所以，无论静电应用技术的研究，还是静电危害的防治，都非常重视粉体静电问题。
粉体是处于特殊状态下的固体。与大块的固体相比，粉体本身具有分散性和悬浮性两大特点。
粉体的悬浮性使粉体很容易悬浮在空气中形成烟尘，或悬浮于液体中，很难沉淀析出。不管粉体是金属还是绝缘体，粉体悬浮使得粉体颗粒与大地总是绝缘的每一颗粒都可能带电。
粉体起电是由于粉体与器壁、粉体与粉体间相互碰撞、接触分离、摩擦引起的。这时起电量与其分散度、电导率、速度、周围空气湿度、碰撞时的接触程度及接触面积等有关。颗粒越小，碰撞面积越大，起电愈剧烈。
把液体静电起电现象统一起来的传统理论，是以在液体中的带电离子所形成的边界层上的偶电层学说为根据，这种偶电层由于理学的（机械的）作用力而分离，从而导致了静电起电。

3.3静电效应
静电荷所产生的静电场有三种物理效应对于电子工业危害最大：
（1）静电荷产生的电场力
物体产生静电后，在其周围形成静电场。位于静电场中的任何其它带电体都会受到电场力的排斥或吸引。实验表面，一般绝缘体或电介质产生静电后，每平方厘米静电力仅为几百毫克力。这样小的力对重物则毫无作用。但对重量仅为几毫克的毛发、纸片、尘埃的吸附作用非常明显。
（2）静电放电（ESD）
3.4、ESD对电子设备的危害
3.4.1概述
通常任何物体所有的正负电荷是等量的。当与其它物体摩擦、接触、并由于机械作用分离时，在一种物体上积聚正电荷，另一种物体上则积聚负电荷，在各物体上产生静电，并在外部形成静电场。两种物质相互摩擦是产生静电的一种方式，但不是唯一方式。像喷涂作业水滴吸附空气中的负离子促成其表面双电层的形成，也可以产生静电。现代科学研究的结果表明：电效应、压电效应、导体（或电介质）的静电感应都可以产生静电