家电产品生产静电防护培训教材			一．什么是静电静电就是指物体上所带的相对静止不动的电荷。二．与静电相关的几个物理量1．电荷和电量电荷是指带电的质点，电荷及其相互的作用是一切电磁现象产生和存在的基础。电荷的数量称为电量，其单位是C（库仑）静电现象的形成在于物体上静电荷的积累，静电荷积聚的越多，物体所带的电量越大。2．库仑定律和库仑力处于无限大均匀电介质中的两个电荷，若其电荷量分别为q1和q2，它们之间的相互作用力（即库仑力，同性电荷相斥，异性电荷相吸）的大小与q1、q2的乘积成正比，与两者间的距离r的平方成反比，与所在介质的介电常数成反比。即：F=K×q1×q2÷(r2×ε)? ?? ???其中：F：电荷间的静电作用力? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???K：比例常数，K=9×109,m/F? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???ε：介质的相对介电常数3.电压也称电位差，是电场内a、b两点之间的电位差，在数值上等于单位正电荷从a点移动到b点时，电场力所作的功。4.电场强度是用来定量描述电荷周围空间中各点电场强弱的的物理量。电场中任意一点的电场强度，其数值上等于单位电荷在该点所受的作用力`。即：E=F/q5.电容电容是导体储存电荷的能力的一种表征，如使空间中某一个被绝缘的导体带上电荷，该导体就具有电位，该导体的电荷和电位之间存在某种固定的关系。即：C=Q/U由于种种原因，一旦存在与地绝缘的金属导体，因为它与地之间的静电电容相对来说数量很小，所以即使只有少量的静电电荷积聚，也会出现很高的静电电压。 6.逸出功又称功函数，定义为使一个电子克服原子核的吸引力和物体表面境像力(所有离开表面的电子在表面感应正电荷而形成的另一种引力)从材料的表面进入无场空间所需要的最小能量。它的大小取决于物质本身的内部结构特性和其表面的状况，尤其是当其表面受到杂质污染时，会对其逸出功的大小产生很大影响。7.导体中的电传导当一个不带电的导体与另一个带电的导体接触时，由于导体中存在大量的自由电子，所以必将发生带电导体上的电荷向原来不带电的导体中的传导，使这些电荷为两种物体所共有，并可视为具有相同电位。这种传导受限于导体的导电率，平衡于导体电容所允许的程度。8.导体上电荷的衰减规律当导体的对地电容为C，与地之间的绝缘电阻为R，导体上的起始带电量为Q0，电荷的衰减受到C和R的制约。在任意时刻t，导体表面的电荷为：三.静电的产生1．接触起电：几乎常见的金属和非金属之间相互接触均会产生静电，它是最常见的静电产生的原因之一。其静电能量除了取决于物质本身，还与材料表面的清洁程度、接触压力、光洁程度、表面大小以及环境条件等有关。①逸出功的金属中的电子会向具有较大逸出功的金属扩散，所以在接触面的两边形成带等量异号电荷，称为偶电层，其间的电位差为：U=（φ1-φ2）÷e? ?其中：φ1、φ2分别为两种金属的逸出功，e为电子电荷e=1.6×10-19库仑。②.无机半导体材料与金属（以及绝缘体）接触起电：无机半导体材料，如锗、硅等，其表面往往存在由于切割、研磨等加工引起的晶格缺陷，或在腐蚀加工时吸附了残留的化学药品或空气中的其它污染物，而形成与表面原子密度同数量级的表面态密度，这种表面态密度的存在是它们于其它材料接触形成接触电位差的重要原因。③.金属与绝缘体接触起电：晶体型绝缘体在能级图上其能带宽度较大，并且这种能带模型具有普遍性，金属与这种绝缘体接触时，与金属和无机半导体接触起电的原理相同。2．分离起电：两个相互接触的物体，其间的电荷迁移将因接触偶电层的出现而逐渐达到动态平衡时，从外部看是没有电的，如果使两者突然分离，它们将会分别带上电量相等符号相反的电荷。3．摩擦起电：是接触与分离两种带电方式的合成。4．运动起电：物体高速运动，其表面会与空气产生摩擦而带电，其静电能量与运动速度、空气中的粉尘颗粒浓度等有关。5．静电序列：任意两种固体接触并时其突然分离或相互摩擦，均可使其各自带上大小相等符号相反的电荷，这种正负符号和电量的大小由材料的种类所决定并有一定的规律性，下表列举出了近几年来有关标准和资料中给出的研究成果（静电序列表）。它反映了下列特性。①. 序列中任意两种物质摩擦后，位居前面的带正电，位居后面的带负电。②. 两种物质在静电序列表中的位置相距越远，摩擦后产生的电位差越大。静电序列表IEC/15D/48/CD(1995)? ? ? ? MIL-HDBK-263A(1991)? ? ? ? AT&T静电放电计划管理 (1992)? ? ? ? IEEE Std.C62.47(1992)人手玻璃云母聚酰胺毛皮羊毛丝绸铝纸棉花钢木材硬橡胶聚酯聚乙烯聚氯乙烯聚四氟乙烯? ? ? ? 人手兔毛玻璃云母人头发尼龙羊毛毛皮铅丝绸铝纸棉花钢木材琥珀封蜡硬橡胶铜银金\白金硫磺醋酸酯纤维素聚酯赛璐璐奥纶聚氨酯聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚三氟氯乙烯聚合物聚四氟乙烯? ? ? ? 石棉醋酸酯玻璃人头发尼龙羊毛毛皮铅丝绸铝纸聚氨酯棉花木材钢封蜡硬橡胶醋酸酯纤维聚直薄膜环氧玻璃铜\银紫外保护膜黄铜\不锈钢合成橡胶聚丙烯树脂聚苯乙烯塑料聚乙烯\聚丙烯聚氯乙烯聚四氟乙烯硅橡胶? ? ? ? 石棉醋酸酯玻璃人头发尼龙羊毛毛皮铅丝绸铝纸聚氨酯棉花木材钢封蜡硬橡胶聚直薄膜环氧玻璃铜\银黄铜\不锈钢合成橡胶聚丙烯树脂聚苯乙烯塑料聚乙烯\聚丙烯聚氯乙烯聚四氟乙烯硅橡胶6．感应起电：当带电体附近存在有绝缘的导体时，该导体的表面会出现感应电荷，受感应的物体与带电体带有等量的电荷，此时该导体与地相连时也会产生静电放电现象。这一点常常容易被人们所忽视。7．静电的衰减和积累任何物体以任何方式发生静电起电后，若起电过程不再继续，则经过足够长的时间之后，物体上的静电会逐步自行消失，这种现象称为静电的衰减或流散。静电衰减的主要途径有二，一为中和，二为泄漏。静电的衰减过程总是伴随着静电荷产生的过程同时发生，因此物体上的静电荷积累实际就是这两种相反过程动态平衡的结果。四.静电放电物体积聚静电后，其电位很高，常能达到数千伏以上，当电场的强度超过附近电介质的抗电强度时，电场力就会使介质中的约束电子脱离原子核的束缚而成为自由电子，于是介质变成了导体，并产生了放电现象，称为静电放电。1．安全泄放一般情况下，在泄放电流小于5毫安时，就不会对元器件产生伤害，所以通过选择合适的泄放电阻（I=U/R）将泄放电流控制在5毫安以下是安全的。2．电晕放电电晕放电是再不均匀电场中以局部击穿形式表现出来的一种气体放电现象。五.静电的损害1.静电吸附：由于物体上积聚了大量的静电电荷，会比较容易吸附空气中的带电微粒，导致半导体介面的击穿、失效。2.静电击穿和软击穿由于静电放电的瞬间会产生很大的电流，会使电子元件的性能退化或功能失效，也就是说静电放电对电子元器件的损伤可能是显性的（如功能失效），也可能是隐性的（如性能退化）。而后者经常会通过工厂的测试，使劣化的产品流向市场，引起市场投诉和品牌形象损失。静电对电子元器件的损伤机理大致有两种：因静电电压造成的损伤，主要有介质击穿、表面击穿和气弧放电；因静电功率造成的损伤主要有热二次击穿、体击穿和金属镀层融熔。六.静电敏感器件SSD各种元器件能承受静电的能力与

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