何謂ESD (靜電放電)?

首頁 > 訊息公告 > 何謂ESD

靜電的定義:由於物體表面的不平衡電荷發生轉移,至使物體表面出現過剩或不足的靜止電荷,稱之為靜電。

ESD (Electro Static Discharge),即靜電放電的意思,靜電放電會引起電流熱效應,像是火花 (如引起著火與爆炸,零件擊穿或燒毀) 和電磁場效應 (電磁干擾)。


何謂靜電放電呢?

舉例來說:
1. 用手去撫摸家裡的貓,您會發現貓竟然怒髮衝冠。
2. 在做人體靜電測試時我們可以看到“怒髮衝冠”的現象。


3. 嚴寒的冬天,當您脫下暖和的毛衣,您會聽到嗶嗶啪啪聲 (發出放電的聲音可產生大於5000V的電壓)。
4. 乾燥的冷天,當伸手去開車門或窗戶,會感到觸電的感覺 (當手指有輕微的感覺時己產生大於3000V的電壓)。

以上這些就是靜電瞬間泄放 (ESD) 所主導產生的現象。


靜電如何產生?

靜電的產生方式,有以下幾種方式:

步行起電

摩擦起電

靜電感應起電

人體靜電主要是由人的行動,包括人體與衣服、鞋襪等其他物體摩擦、接觸、分離、靜電感應或直接接觸靜電體而產生。

其實靜電並不是僅由人為才會產生,例如:空中對流的雲層、沙漠中隨風飄起的砂。


靜電的危害

靜電的放電會使元器件的性能劣化甚至失效,並且會干擾鄰近儀器及設備的正常工作。

靜電對元器件的損害會導致其硬擊穿,也可能會導致軟擊穿硬擊穿是一次性造成晶片介質擊穿、燒毀等永久性的失效。軟擊穿是指ESD造成元器件的性能劣化或參數指標下降,因此軟擊穿比硬擊穿隱患性大。


做好靜電防護的三原則有:

    原則一:把所有導電物接地。

    原則二:把絕緣的東西變成抗靜電或靜電消散材料。

    原則三:與敏感元件保持一定的距離在原則一和原則二都做不到的情況下使用原則三


靜電控制的三原則

    原則一:制止電荷的產生。

    原則二:預防靜電電荷存儲。

    原則三:降低放電的速度。


工廠常見靜電量測設備

一、靜電電壓表 (非接觸式):量測時不與被測物體直接接觸所以對待測物體靜電影響很小且不會有放電引燃的危險,使用上較為方便安全,目前工廠常使用此型靜電電壓表。

靜電電壓表

二、人體靜電綜合測試儀:量測人體靜電綜合電阻,包括人體、鞋、襪等的電阻,當人體綜合靜電電阻大於 109~1010 ohm,導致靜電不能洩漏進入大地,而有靜電放電危險時,此儀器會顯示紅燈警示。

人體靜電綜合測試儀

三、表面阻抗測試儀器

表面阻抗測試儀器

表面阻抗測試儀器


工廠常見靜電防護器材

靜電環:用以泄放人體靜電,由靜電鬆緊袋、活動按扣、彈簧軟線、保護電阻及夾頭組成。鬆緊帶內層由防靜電紗線編織,外層用普通紗線編織,洩漏電阻:106~107 ohm,靜電電位可於 0.1 秒內衰減到 100V 以下。

注意事項:

  • 保持與皮膚良好的接觸。

  • 定期測試,保證1MΩ電阻接觸良好,不致開路。

  • 維持接地良好。

靜電環

靜電環

 

防靜電鞋

防靜電鞋

防靜電鞋

穿防靜電鞋並使用防靜電地板 (防靜電地墊、地毯) 和防靜電襪防靜電鞋墊等,能將靜電從人體導向大地:106~107 ohm 從而消除人體靜電、鞋底電阻:105~108 ohm。

 

防靜電衣

防靜電衣

布料紡紗含一定比例的不鏽剛纖維或導電纖維,透過導電纖維的電暈放電與洩漏消除服裝上的靜電。洗滌次數:A級 > 100次;B級 > 50次。

 

防靜電手套

防靜電手套

用防靜電布或防靜電針織物製成用於需用手套操作的防靜電環境。洗滌次數:A級 > 100次;B級 > 50次。

 

防靜電遮罩袋

防靜電遮罩袋

與防靜電袋相比除有防靜電功能外,還有電磁遮罩功能,由多層材料組成,通常是不透明,價格比防靜電袋高,用於包裝重要的靜電敏感元件。

 

防靜電氣泡袋

防靜電氣泡袋

 

防靜電海綿

防靜電海綿

 

防靜電地板

防靜電地板

導電物質為性能穩定的碳黑,導電網路從上表面直通下表面,基材為半硬質 PVC 塑膠,耐磨不發火,系統電阻:105 ~ 108 ohm。

 

防靜電工作椅

防靜電工作椅

防靜電工作椅

 

靜電桌接地

靜電桌接地


尖端放電

在強電場作用下,物體表面曲率大的地方 (如尖銳、細小物的頂端),等電位面密,電場強度劇增,致使它附近的空氣被電離而產生氣體放電,此現象稱為電暈放電。而尖端放電為電暈放電的一種,專指尖端附近空氣電離而產生氣體放電的現象。注意:在我們作業過程中要避免尖端放電或快速放電對產品帶來的影響!


靜電規範簡介

ESD 2001 S11.11

把物體分為:

導電材料
< 1.0 * 106
靜電消散材料
1.0 * 106 - 1.0 * 1011
抗靜電材料
> 1.0 * 1011

EIA541 (靜電消散時間測試)

對受測物施加5000V電壓

靜電消散測試

防靜電標示

防靜電標示

 

靜電標籤樣本

靜電標籤樣本

 

共同地點

共同地點

 

靜電區標示

靜電區標示


為何要提高 ESD 防護意識

在 20 世紀 70 年代以前,很多靜電問題都是由於人們沒有 ESD 意識造成,即使現在也有很多人對 ESD 會對電子產品造成損壞。這是因為大多數 ESD 損害發生在人的感覺以下,因為人體對靜電放電的感知電壓約為3KV,而許多電子元件在幾百伏甚至幾十伏就會損壞,通常電子元件被 ESD 損壞後外觀沒明顯的痕跡,但把元件裝在 PCB 上功能已不良或功能 Pass 但存在可靠性下降的風險,對於此潛在的損壞,工程或設計人員即使用精密儀器也很難量測其性能的變化,分析亦相當困難。


如何控制人體的靜電 (人體靜電防護)

1. 使用防靜電地板,防靜電鞋將人體的靜電從腳導入大地。

2. 佩帶防靜電手環並接地將人體的靜電從手導入大地。

人體靜電防護


靜電對電子產品的損害形式有:

1. 靜電吸附灰塵,降低元件絕緣電阻 (縮短壽命)。

2. 靜電放電破壞,使元件功能失效 (完全破壞)。

3. 靜電放電電場或電流產生的熱,使元件受傷,但功能暫時正常 (潛在損傷) 對電子產品造成干擾或損傷 (電磁干擾)。如果元件被完全破壞,必能在生產過程中被查覺及排除影響較小。如果元件輕微受損,在正常測試下不易發現,這種情形下,常會因多次加工,甚至 User 已在使用時才發現功能不良。

4. 靜電放電電場幅度很大,頻譜極寬。

如果您對於ESD靜電放電有任何疑問,或想知道該如何選購防靜電設備 - 如: 靜電噴台,都歡迎您聯繫名豐科技服務團隊,或是直接來電諮詢: 886-3-4332376886-3-4335903