靜電防治方法
靜電產生的原因：
●磨擦生電 (Triboelectric )
●感應 ( Induction )
●電容變化 (Change in Capacitance )
●光電效應 (Photoelectric Effect )
●粒子波 ( Particle Beam )
●結冰 (Freezing )
●游離輻射衰 (Radioactive Decary )
●場發射 (Field Emission )
影響靜電荷產生量的因素
●相對濕度
●物質材料 ( 磨擦電序列 )
●接觸的面積
●摩擦頻率 / 速度
磨擦電序列
↑正( Positive ) | |
空氣 (Air) | 鋼 (Steel) |
人手 (Hands) | 木 (Wood) |
玻璃 (Glass) | 橡膠 (Rubber) |
毛髮 (Hair) | 金(Gold) |
石英 (Quartz) | 多元脂 (Polyester) |
尼龍 (Nylon) | 聚安脂 (Polyethylene) |
羊毛 (Wood) | 聚乙烯 (Polyethylene) |
絲綢 (Silk) | 聚丙烯 (Polypropylene) |
鋁 (Aluminum) | 乙烯基 (Vinyl) |
紙 (Paper) | 矽 (Silicon) |
棉 (Cotton) | 鐵弗龍(Teflon) |
↓負（Negative） | |
工作區域內易產生靜電的東西
●工作的桌面
●地板
●椅子
●衣服
●紙張及文件夾
●包裝材料
●高速氣流
●工作人員
靜電的能量
l 能量 = 1/2 CV2
Q = CV
若電荷量不變，當電容Ｃ減少
則電壓增加 ＝＝＞ 能量增加
失效的程度
1. 毀壞性失效：
元件不再工作；約佔靜電破壞的10%。
2. 性能減低或電場過早失效：
元件仍然工作，但有存在之隱憂；約佔靜電破壞的90%。
成本分析
●可以馬上發現之靜電破壞所須花費成本：
– Component ： 1
– Board ： 10 ~ 100
– System ： 100 ~ 1000
●若為潛在故障，損失為以上之數倍。
●客戶不滿意之成本則無法衡量。
在任何階段皆可出現裝置失效
●單個元件
●電路板組裝
●產品裝配
●包裝
●最終使用者
ESD的影響
●產生局部高溫或電位差，造成元件損壞
●元件性能失常／衰老／提早老化
●火警或爆炸的危險
●客戶抱怨，商譽損失
●成本問題
相對溼度
●良好靜電安全區域（SSZ )，其相對濕度條件應在50% + 10%，一般工廠作業區域其溼度不宜低於30%。
●若低於30%時可考慮使用離子中和設備或是加濕器。
一般的靜電電壓
溫 度：21°C | 靜 電 電 壓 (V) | |
靜 電 產 生 的 途 徑 | 百份之十至二十的相對濕度 | 百份之六十至九十的相對濕度 |
1. 在地毯上走過 | 35,000 | 1,500 |
2. 在乙烯基地皮上走過 | 12,000 | 250 |
3. 工人在工作台工作 | 6,000 | 100 |
4. 乙烯基包封的施工說明 | 7,000 | 600 |
5. 從工作台檢來普通聚乙烯袋 | 20,000 | 1,200 |
6. 墊以聚氨基甲酸酯海綿的工作椅 | 18,000 | 1,500 |
靜電名詞定義
●導電材料 (Conductive )表面阻抗率 < 1*105 ohm/square
●靜電消散材料 (Disspative ) 1*105 < 表面阻抗率 < 1*109 ohm/square
●抗靜電材料 (Anti-Static )1*109 < 表面阻抗率 < 1*1012 ohm/square
●絕緣材料 (Insulative )表面阻抗率 > 1*1012 ohm/square
靜電防制主要途徑
1.發散方式 (接地) :
●藉由通路建立，將導體上的靜電排除（接地）
●藉由通路電阻，限制電流速率大小
●藉由通路電阻，控制靜電消散時間長
接地須知
1. 建議使用共同接地同點。
2. 電氣系統接地較獨立系統或樓房的地面有效。
3. EOS/ESD協會標準6.1是最廣為人接受的接地準則。
2. 中和方式 :
●利用吹出大量之正負離子將非導體(絕緣體)表面上的靜電荷中和。
●e 離子風扇 / 離子槍
3. 遮蔽方式 :
●當一靜電敏感元件由一個靜電安全區域移送至另一個區域時，為避免運送途中可能產生之靜電破壞，必需須給予遮蔽保護。→遮蔽袋 / 導電盒
4. 預防方式 :
●在靜電防護工作區域內盡可能使用抗靜電 / 導電或是阻抗值較低之材料。
→抗靜電桌 / 地墊
●靜電無法完全避免，只能予以限制
摘要
●每當不同的物質分離時會產生靜電
●電場引起電感效應
●靜電釋放導致能量轉移(由靜止電壓轉為流動之電流)，要控制放電的速度
●導體上的靜電可用接地技巧所控制
●非導體上的靜電可用離子化作用所中和
●運送可用靜電屏蔽產品來防護
●最重要的靜電防護工作：完整的接地系統！！
靜電防護材料測試標準
1. TRAY/TUBE：
Conductive Material-
Surface resistivity <105 ohms / square
Anti-Static Material-
Surface resistivity <1012 ohms / square
Static decay time < 2 sec
Anti-Static formed Aluminum Material-
Surface resistivity <1012 ohms / square
Static decay time < 2 sec
Static shielding < 30V (charge 1KV )
2. 靜電遮蔽袋：
Inner surface resistivity: 1 * 105 ~ 1 * 1012 ohms / square
Outer surface resistivity < 1 * 1012 ohms / square
Static decay time < 2 sec
Static shielding < 30V(peak)
3. 抗靜電手／腳環：
1M ohms + 1%
4. 靜電消散桌墊／地板：
1 * 106 ~ 1 * 109 ohms (表面對地電阻)
>= 106 ohms (表面對表面)
導體及非導體
導體→容許電子在物體表面流動.
非導體→阻止電子在物體表面流動.
因此, 將導體接地以消除其上的電荷及以離子化空氣中和非導體上的靜電荷.
ESD三大類標準
●ESD防制準則或要求
●特定產品或程序之要求
●測試方法
–ASTM D 257：DC R or C of Insulating Material
–ANSI / ESD S5.1：HBM
–ANSI / ESD S7.1：Flooring Resistive
測試標準及週期
抗靜電手環 | 導電鞋 | 鞋環 |
靜電桌／地墊 | 導地板 | 電離子中和作用 |
