静电培训教程060302

静电—古老而年轻的命题在公元前的希腊，人们发现摩擦过的琥珀能吸引小物体。我国东汉时期王充所著《论衡·乱龙篇》里“顿牟掇芥，磁石引针”新技术、新工艺的要求，将基本停顿研究的静电又重新捡起。—静电是相对生产、生活中广泛应用的流电来说的，宏观上指暂时停留在某处的电。标准术语是：物体表面不足或过剩的静止电荷。（ST/T10533-94）一种处于相对稳定状态的电荷.(GB/T15463-95)静电现象和静电技术•静电现象⒈静电放电现象。⒉静电力学现象。•静电技术1.静电防护技术。2.静电应用技术。静电的产生一.接触分离带电•不同物质，其原子的得失电子的能力不同。•不同的原子(包括原子团和电子)外层电子的能级不同。•当两种物质紧密接触时，其间会发生电子转移，并包含着能量的传递。因此，两种物质接触时，界面两侧会出现大小相等符号相反的两层电荷（双电层），它们的电位差，就叫接触电位差。•摩擦带电:就是通过实现较大面积的紧密接触而产生双电层，使之带电。静电(Electrostatic)的产生•吸附带电—水滴吸附空气中的负离子而带电。•感应带电—不仅导体在电场中会感应起电，电介质在电场中也能感应起电。•压力起电—压电效应；压电陶瓷。•热起电—热电耦。•电解起电—电化腐蚀；电池。带电序列•按照两种接触物质间双电层的极性，把带正电的排在前面，带负电的排在后面。依次排列下去，可以排成一个长长的序列，就叫做静电起电序列。•如：⑴.＋玻璃—头发—尼龙—羊毛—人造纤维—绸—醋酸人造丝－⑵＋石棉—玻璃—云母—羊毛—铅—镉—锌—铝—铬—铁—铜—镍—银—金—铂－人体静电•人在活动过程中，衣服、鞋、携带的工具等与其他材料（如空气）摩擦等都可能产生静电。•人在活动或工作产生的电压值：(见下页附图)•人体是导体，仍然遵循导体带电的一般规则。•感应带电、摩擦带电、传导带电、吸附带电等是一个独立的，电压经常在变化的，随时会引起破坏力的带电体。人在无防静电防护活动时的电压值静电产生方法静电电压·V相对湿度：10％~20％相对湿度：65％~90％在地毯上行走3,5001,500在乙烯树脂地板上行走12,000250工作台上操作6,000100说明书的乙烯树脂封面7,000600在工作台系起聚乙烯袋子20,0001,200聚氨脂泡沫垫子18,0001,500备注:在相对湿度RH30％以下时,纯棉纺织品也是静电源.静电的消失（带电体自身消失静电）任何物体所带的静电如果没有外来的补充，终将会消失。•静电中和①常温常压下，空气中所具有的带电粒子所中和。②带电体本身与周围导体的放电。•静电泄漏绝缘体表面泄漏和绝缘体内部泄漏。二、静电危害的特点及作用机理1.静电力学效应造成的危害—生产的障碍2.ESD(ElectrostaticDischarge)热效应造成的危害—危险场所的点火源和引爆源，微电子器件的损伤源3.高压静电场引起的介质击穿和潜在危害4.ESD的电磁效应是信息化时代电子装备的主要危害源之一5.ESD对人体电击可造成“二次”危害事故6.静电感应放电引发事故形成静电危害的条件1.产生并积累起足够的静电，形成了“危险的静电源”，以至局部电场强度达到或超过周围介质的击穿场强，发生静电放电；2.危险静电源存在的场所有易燃易爆气体混合物并达到爆炸极限，或有电火工品、火炸药之类爆炸危险品，或有静电敏感器件及电子装置等静电易爆、易损物质；3.危险静电源与静电易爆、易损物质之间能够形成能量耦合并且ESD能量等于或大于前者最小点火能或静电敏感度。以上三个条件缺一不可，其中一个不成立，就不会有静电危害发生。静电危害形态种类比较051015202530354045一次调查二次调查生产障碍电击火灾爆炸日本静电事故分类静电危害来源百分数粉末摩擦带电23.0管中液体流动带电12.2管中喷出气体带电10.8橡胶或皮革牵引带电8.6造纸用摩光机带电1.5滚动带电21.6其它22.3三、静电防护•静电积累并达到足以引起火花放电，引起爆炸。电击工作人员、影响生产和产品质量时才去控制,否则也没有必要。1.控制静电起电量和电荷积聚，防止危险静电静电源的形成；2.使用静电感应度低的物质，降低场所危险程度；3.采用综合防护加固技术，防止ESD能量耦合。静电安全防护原则１.遵照静电防护原则，为防止静电危害，可采取如下对策：•⑴.控制静电起电率防止危险静电源的形成、减小静电起电率的主要方法有：①减少物体间摩擦；②控制物体间的接触分离速度和次数，同时使物体的速度缓慢变化③缩小接触分离物体间的接触面积，减小接触压力；④不要急剧剥离处于紧密接触状态的物质；⑤物体表面应保持清洁、光滑的状态；⑥合理搭配使用摩擦带电序列中位置靠近的材料；⑦纯净气体避免混入杂质等异物微粒。2.增大电荷消散速率防止电荷积聚•增大电荷消散速率的主要方法有：•①提高环境的相对湿度；•②合理的静电接地和搭接,使物体保持有静电泄露通道；•③使用导电或防静电材料或使用抗静电剂使物体表面电阻减小，电荷能够通过接地装置很快泄漏；•④使用离子风等静电消除器，中和带电体上的电荷，以提高电荷的消散速率，使危险静电源不能形成。３.其他对策：•采用抗静电火工品和元器件降低场所危险程度；•控制气体混合物浓度防止爆炸事故发生；•采用ESD设计和防护加固技术提高电路抗电磁干扰能力；•加强静电安全管理。静电防护措施之㈠——控制静电的产生（工艺控制）⒈材料选用，根据带电序列，可调整生产物料与不同材料制成的设备发生摩擦，所带电的正负不同而抵消。⒉降低摩擦速度或流速。静电防护措施之㈡——接地•导体直接接地•绝缘体表面加一导电性覆盖层。•采用导电性地面。•工作人员穿戴防静电衣裤、鞋袜、手套。静电防护措施之㈢——增湿•用于绝缘体表面消除静电•随着湿度的增加，绝缘体表面形成薄薄的水膜。水膜中含有的杂质和溶解物质，有较好的导电性，能加速静电的泄漏。方法：喷雾加湿、挂湿布条……静电防护之㈣——用静电中和器(静电消除器•静电中和器就是能产生电子和离子的装置.⒈感应式中和器。生产物料上的静电在放电针上感应出相反的电荷，在针尖附近形成很强的电场。当局部电场强度超过30kv/cm时，空气被电离，并形成电晕放电；产生正离子和负离子，而达到中和。主要性能：电晕电流，临界电压。电晕电流越大，消除静电的效果越好；临界电压越低，说明物料上残留的静电电压越低。影响因素：⑴放电针：形状、材质⑵结构：针内距离、电容量⑶安装局限性：低于临界电压时，就不起作用。⒉高压中和器⑴原理和种类：高压中和器是利用高电压在放电针尖端附近形成强电场，使空气电离来进行工作的。（如右图）种类有：①交流高压中和器（又分工频交流和高频交流②直流高压中和器高压电源⑵工频高压中和器•有直接式和感应式•工频高压中和器的优点：结构简单、坚固耐用。缺点：由于自身的交变电场产生的交替的正负离子自身会复合，所以效率较低。⑶高频高压中和器。•优点：防爆性能较好，可以做成电容间接耦合式。•缺点：结构复杂，效率较低。⑷直流高压中和器•优点：效率高、作用距离远，较容易控制。•缺点：结构复杂。⑸静电中和器的重要指标•①消除静电时间•②残余电压•③臭氧浓度(IEC60335-2-65:2003)•④电气安全(IEC60335-1:2003)、(GB4706.1-1998)•⑤测试标准：参照IEC61340-5-1⑹放射线中和器•放射线中和器是利用放射性同位素产生的射线使空气电离，来达到消除生产物料上的静电。•放射线中和器结构简单，不需要外部电源，可工作在易燃易爆的环境中。•但要注意存放、保管、使用，防止射线对人体的伤害和对产品的污染，需向国家原子能机构申请审核。高频交流离子风机——FC-001特点：应用当今国际最新技术，具有独特的高频放电形式。具有高压异常报警及指示功能；特殊合金材料制成放电针，使放电稳定；体积小、重量轻、功能齐、除电性能强。技术参数工作点电源AC90-264V输入电源220VAC/0.04A功率≤10W出风量90-120CFM工作温度32°F(0℃)-122°F(40℃)工作湿度10-85％RH外形尺寸140(L)×75(W)×200(H)mm重量0.8Kg离子平衡0V±5V台式直流离子风机——DC-001B特点：快速中和静电。离子平衡良好；小型轻量，可用于设备；技术参数操作电压AC110/60Hz；220V/50Hz输入电流0.28A-0.14A功率≤30W出风量高速：110CFM4.0M/s低速:50CfM2.5M/s操作温度32°F(0℃)-122°F(40℃)覆盖面积300mm×３００mm外形尺寸180(L)×75(W)×200(H)mm重量1.5Kg离子平衡0V±5V交流离子风机——SL-001特点：快速消除静电；小巧、精致、易操作；连续风速调节；离子平衡指示灯；可加热风功能；离子针清洁毛刷；可适合三种安装方式∶台式悬挂式和底架式技术参数操作电压AC110V/60Hz；AC220V/50Hz输入电流0.4Aor0.2A操作温度0℃-50℃重量3Kg残余电压0V±10V风量45~110CFM外形尺寸170(L)×90(W)×260(H)mm交流离子风机——SL-002特点：大范围离子风区,风速可调节；带灯光照明；可加装暖风功能；二、三束离子风输出；使用范围广:主要应用于电子产品的加工和组装、手表和其他精密仪器的组装、塑料薄膜的剪切；覆膜以及模具产品的脱模等过程.技术参数操作电压AC110V/60Hz；AC220V/50Hz输入电流0.5Aor0.25A出风量80-220CFM工作温度0℃-50℃外形尺寸610(L)×170(W)×125(H)mm重量8Kg离子平衡0V±10V交流离子风机——SL-010特点：大范围离子风区，风速可以调节；吹风角度可以上下调节，桌上型和悬挂式可供选择；离子平衡指示灯；可加暖风功能。技术参数操作电压AC110V/60Hz；AC220V/50Hz输入电流3.3Aor1.65A出风量45-190CFM操作温度0℃-50℃外形尺寸680(L)×230(W)×171(H)mm重量8.8Kg离子平衡0V±10V交流离子风机——SL-020技术参数操作点电压AC110V/60；AC220V/50Hz输入电流3.2Aor1.6A出风量70-120CFM工作温度0℃-50℃外形尺寸460(L)×225(W)×190(H)mm重量8.0Kg离子平衡0V±10V特点：大范围离子风区，风速可以调节；吹风角度可以上下调节，桌上型和悬挂式可供选择；离子平衡指示灯；可加暖风功能。可加装报警功能,平衡电压超过±25V(标准)时，会自动报警，报警范围也可以根据客户要求设置.交流离子风枪系列SL-004A特点：斯莱德离子风枪是一种可提供强力风带物体上的手持式静电消除器。设计应用于大风量除尘和中和静电。广泛用于精密产品，电子组装生产线，医药制造等.离子的作用距离可达一米。需要和相配电源供应器一起使用(电源供应器需另外购买)。工作电压SL-0044.6KVSL-007SL-004A4.6KVSL-007SL-004H4.6KVSL-007SL-004AA4.6KVSL-008A工作气流压力40-100psi输入电流350μA重量0.5Ｋg操作温度0℃-50℃高压电线长度3meters工作气流速度１０m/1secSL-004SL-004HSL-004AA交流离子风嘴系列SL-005A特点：斯莱德离子风嘴是一种可使用压缩空气来消除静电和灰尘的消除装置。特别适合于人手无法接近的场合和环境。离子的作用距离可达一米。需要和相配电源供应器一起使用(电源供应器需另外购买)。SL-005SL-005BSL-005CSL-0054.6KVSL-007工作电压SL-005C4.6KVSL-007技术参数10m/1sec工作气流速度8.0Kg40~70psi工作气流压力3Meters高压电线长度0℃-50℃操作温度350μA输入电流SL-005B5.6KVSL-008SL-005A7.0KVS