空气净化及防静电知识.ppt

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1、TFT-LCD设计及制作（1）,净化知识 防静电知识,资料整理：风淋室 风淋室厂家 净化设备,净化知识 防静电知识,Clean room(净化间、无尘间、净房）,Cleanroom,净化间等级,无尘等级数值越小，净化等级越高。其数值代表尘埃浓度，亦称为洁净度，是用单位体积（每立方英尺或者每升）空气中所含的粒径大于等于0.5m的尘埃数量来衡量。亦有0.35m为粒经的标准无尘室。,净化间等级,通常无尘室对温度要求在223（212），湿度要求在555RH%（6010RH%）。,同时洁净室内的空气压力要比相邻非洁净室高25Pa，洁净度较高的室内压力比洁净度低的室内压力约高1015Pa。,100级以下的

2、无尘室一般为底回风，1000级以上为侧回风,一般净化间,百级净化间,净化间用品,脏污分类,典型脏污来源及举例,脏污介入和产生的渠道,净化间脏污,装配物料,工具设备,人体移动,工艺过程残留物,脏污控制的基本原则,脏污预防的基本措施,净化知识 防静电知识,防静电知识,一、静电，静电的产生；二、电子工业中的静电问题；三、静电防护操作要求四、静电防护器材；五、静电防护管理及常用标识,一、静电，静电的产生,什么是静电（static electricity）？,常见的静电现象：脱衣服时听到噼啪的声音、碰到门把手时手指发麻、梳头时头发飘起来。,静电是一种处于静止状态的电荷。,静 电,物质的组成：物质分子原子

3、原子核电子在自然状态下，物质处于电平衡的中性状态，即不带电。在静电学中称不带电物体为电的中性体。在某种状态下，当物质原子中的电平衡状态被打破，丢失或获得电子，物质即由中性状态改变为带电状态。,物体呈现带电的现象称为带电现象，它是一种自然现象。按照物体所带电荷的存在与变化状 态可分为动电（流电）相象和静电现象。,静电现象指相对于观察者而言，所带的电荷处于静止或缓慢变化的相对稳定状态。动电现象则与此相反。,在静电情况下，由于电荷静止不动或其运动非常缓慢，故它所引起的磁场效应较之电场效应来说可以忽略不计。,静电的产生,在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。当两个不同的物体相

4、互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。,摩擦起电:在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电。材料的绝缘性越好，越容易是使用摩擦生电。另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也能产生静电。,富兰克林(Benjamin franklin,1706-1790)。摩擦后的玻璃棒带正电，而树脂带的电为负电。,为什么流动空气会产生静电呢？,因为气体也是由分子、原子组成，当空

5、气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。,所以可以这么说，在人们生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。要完全消除静电几乎不可能，但可以采取一些措施控制静电使其不产生危害。,感应起电：,当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如将其置于一电场中，由于同性相斥，异性相吸，正负电子就会转移。,感应静电起电,当带电物体A接近不带电物体C时在导体C的a端和b端分别感应出负电和正电,A,+,C,a,一 一 一,+,b,_,B,静电的产生,摩擦起电感应起电传导起电：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如与带电物体

6、接触，将发生电荷转移。,防静电知识,一、静电，静电的产生；二、电子工业中的静电问题；三、静电防护操作要求四、静电防护器材；五、静电防护管理及常用标识,二十世纪中后期静电危害震惊世界,美国从1960年到1975年由于静电引起的火灾爆炸事故达116起1969年底在不到一个月的时间内荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时产生的静电引起相继发生爆炸以后引起了世界科学家对静电防护的关注。我国在石油企业发生了30多起较大的静电事故，其中损失达百万元以上的有数起。,工业生产中静电危害的形成,工业发展的高速发展以及高分子材料的迅速推广应用，一些电阻率很高的高分子材料如塑料，橡胶等的制品的广泛应用以及现代生

7、产过程的高速化，使得静电能积蓄到很高的程度。另一方面，静电敏感材料的生产和使用，如轻质油品，火药，固态电子器件等，工矿企业部门受到静电的危害也越来越突出，静电危害造成了相当严重的后果和损失。,二、电子工业中的静电问题,集成电路元器件的线路缩小，耐压降低，线路面积减小，使得器件耐静电冲击能力的减弱，静电电场（Static Electric Field）和静电电流（ESDcurrent）成为这些高密度元器件的致命杀手。同时大量的塑料制品等高绝缘材料的普遍应用，导致产生静电的机会大增。日常生活中如走动，空气流动，搬运等都能产生静电。人们一般认为只有CMOS类的晶片才对静电敏感，实际上，集成度高的元器

8、件电路都很敏感。,静电对电子元件的影响,（1）静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命。（2）因电场或电流破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作（完全破坏）。（3）因瞬间的电场或电流产生的热，元件受伤，仍能工作，寿命受损。,静电损伤的特点：,1.隐蔽性人体不能直接感知静电，除非发生静电放电，但发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉。这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV。2.潜伏性有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患，而且增加了器件对静电的敏感性。已产生的问题并无任何方法可治愈。3.随机性电子元件什么情况下会遭受到静电破坏呢？

9、可以这么说，从一个元件生产后一直到它损坏以前所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性。由于静电的产生和放电都是瞬间发生的，及难预测和防护。,4.复杂性静电放电损伤分板工作，因电子产品的精细，微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较复杂的技术往往需要使用扫描电镜等精密仪器，即使如此有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其它失效，这是对静电放电损害未充分认识之前，常常归咎于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。5.严重性ESD问题表面上看来只影响了制成品的用家，但实际上亦影响了各层次的制造商，如：保用费、维修及公司的声誉等

10、等。,ESD是什么意思,ESD是Electro Static Discharge“静电放电”的缩写。Electro Static Damage“静电破坏”在20世纪中期以后，随着工业技术的迅速发展，ESD问题越来越受到人们的重视,不同湿度下各种操作时的人体电位,器件所能承受的静电电压,器件,人体静电电压,几百到几千伏,几千到几万伏,生产产所中的静电危害源,电子工业哪些过程会产生静电危害,元件制造过程：切割、连线、检验印刷电路版生产过程：储存、装配设备使用过程：安装、试验设备维修过程：拆卸、检验,从元件的制造、使用到维修的任一环节，静电已成为电子工业的隐形的致命杀手。,小结,任何两个不同材质的物

11、体接触后再分离即可产生静电。摩擦的实质是一种接触分离过程。当带电物体接近不带电物体时会感应静电。大部分器件的静电破坏电压都在几百伏至几千伏，而在干燥的环境中人活动所产生的静电电压可达几千伏到几万伏。,静电危害的特点：隐蔽性、潜在性、随机性、复杂性。,防静电知识,一、静电，静电的产生；二、电子工业中的静电问题；三、静电防护操作要求四、静电防护器材；五、静电防护管理及常用标识,三、静电防护操作要求,（一）ESD防护的意义1、减少损失（美国一年的损失200多亿美金，其中电 子工业的损失超过100多亿美金）2、提高产品质量和可靠性 3、提高生产效率 4、静电防护回报达1：95以上,（二）静电防护主要有

12、下列几点,1、尽量减少静电荷的产生 2、对已产生的静电荷尽快予以消除 3、最大限度地减少静电危害 4、严格静电防护管理，以保证各项措施的有效执行,静电防护的具体措施,一、防止静电的产生：1、控制静电的生成环境：（1）、湿度控制。在不致导致器材或产品腐蚀生锈或其他危害前提下，尽量加大湿度（2）、温度控制。在可能条件下尽量降低温度，包括环境温度和物体接触温度（3）、尘埃控制。防止附着（吸附）带电的重要措施（4）、地板、桌椅面料和工作台垫应由防静电材料制成，并正确接地（5）、静电敏感产品的运送传递和存储及包装与拆包装应采取静电防护措施,2、防止人体带电（1）、配戴防静电腕带（2）、穿戴防静电服装、衣

13、、帽（3）、穿戴防静电鞋袜、脚链（4）、配戴防静电手套、指套（5）、严格禁止与工作无关的人体和动（例如做操、打闹、梳头发、吃东西等）（6）、进行离子风浴,3、材料选用要求使用静电导电材料和静电耗散材料4、工艺控制措施（1）、制定并实施防静电操作程序（2）、使用防静电周转、运输盘、盒、箱及其他容器、小车（3）、使用防静电工具（烙铁、吸锡器等）（4）、采用防静电包装,二、减少和消除静电荷 1、接地（1）、地板和工作桌、椅、台面、台垫正确接地（2）、人体接地（3）、工具（烙铁、吸锡器、台架、运输小车等）接地设备、仪器等接地,2、中和 针对场所和带电物体的形状、特点，选用适宜类形的静电消除器具、器材、

14、产品、场所、设备和人体上的静电 3、参杂1在非导体材料、器具的表面通过喷、涂、镀、印、贴等方式附加上一层物质以增加表面电导率，加速电荷的泄漏与释放,三、减少静电危害 1、提高产品自身抗静电能力（1）、对CMOS等静电敏感集成电路采用输入、输出保护电路设计（2）、对敏感元器件进行静电防护设计（3）、对静电敏感电子组件和电子设备，采用抗静电防护设计,2、确保设备、设施和作业场所的静电安全（1）、保护作业场所各种接地设施和系统正确和有效接地（2）、严格静电安全作业操作规程,四、严格防静电管理 1、建立健全责任制和规章制度（1）、建立健全各类人员（领导者、技术和管理人员、操作人员）的静电安全防护管理职

15、责，并有检查制度（2）、编制具体详细的防静电操作规程（3）、对设备、装置、器材、器具、工具等的防静电性能要求建立定期检查制度,2、培训教育（1）、针对领导者、管理和技术人员、操作人员等不同层次和不同岗位的人员，实施有关防静电意识、知识、技术和安全要求教育（2）、针对不同岗位操作人员进行操作技能培训及考核,3、警示装置、标记、及符号的使用（1）、应在静电敏感产品上和外包装件上做出警示标记或符号（2）、应对装置、设备中的静电敏感部件、部位，按照标准的要求做出标记或警示符号（3）、应对防静电作业场所（工作区）做出规定的特别的标记,4、按标准规定进行检测试验（1）、对有防静电性能要求的工具、器具、服装

16、、鞋袜、地面、桌椅和工作台垫等应定期检查，使之保持合格状态（2）、对人体和设备、装置、系统的接地状况应按规定检测（3）、对产品的静电敏感度（抗扰度）应按标准的规定进行试验，并建立质量分析和反馈制度,（三）、静电防护工作的主要特点,1、安全（包刮环境、人身及设备）防护与产品防护有时是并存的，特别是电子产品。2、加工制造过程中对半成品的防护与使用、维护、包装、检测、拆包装、装配、调试过程中对产成品的防护并重。3、防止静电的发生与消除已产生的静电荷。4、静电防护工作中，技术措施与管理措施均不可缺少，他们是相辅相成的。,（四）、静电防护工作的主要目的,1、静电防护工作大体分为两个方面，其主要目的有3个

17、（1）两个方面是：安全防护与产品防护。（2）3个目的是：保证人员和生产场所的安全，防止火灾与爆炸，提高工艺成品率，确保产成品的工作可靠性。,防静电知识,一、静电，静电的产生；二、电子工业中的静电问题；三、静电防护操作要求四、静电防护器材；五、静电防护管理及常用标识,防静电器具、器材术语,1、防静电服 为了防止人体和衣物的静电积聚，用防静电织物为衣料而缝制的工作服2、防静电腕带 由外绝缘金属线或导电塑料组成的软扣带。该腕带一端戴在操作者手腕上，另一端接在防静电地线上，以便泄放人体积聚的静电荷3、防静电鞋 鞋底用电阻变化小的防静电材料制作，不仅具有防止人体静电积聚的性能，而且还能避免因偶然触及工频

18、电（220V以下）而导致人体遭受电击的鞋类,5、防静电真空吸锡器 由小型真空泵和专用吸锡烙铁组成的装置。该装置能快速拆卸元器件，而不损坏元器件和印制板组装件,6、静电消除器 一种能产生消除带电体上的电荷所必要的正负离子的设备或装置7、离子化静电消除器 凡利用空气电离以产生为中和带电体上的表面异性电荷所必须的正负离子的各种形式静电消除装置的统称,8、防静电工作台垫 敷设在防静电安全工作台上的垫子。该垫子用于泄放人体或导体上积聚的静电电荷，提供一个无静电电荷的工作面,9、导静电地板 一种地板，它具有足够低的电阻以便当接地或连接到任何较低电位点时快速地泄放电荷。导静电地板以电阻低于1X106欧姆来表

19、征,静电材料：指摩擦生电产生超过100V电压，并且将产生的电压保持10秒以上的材料。防静电材料：包括静电导电材料（表面电阻值小于105）。静电耗散材料：表面电阻值大于或等于105但小于1012）。绝缘材料：表面电阻值在1012以上的材料。,防静电材料电阻值（一）,静电地线与线体地线、防雷地线、工频电源中线、地线要分开拉设，其接地电阻值4。静电保护区内的线体、仪器、设备、工具应接地，其接地电阻值4。静电手环、防静电台垫、防静电地垫限流电阻值为1M10M。4.铁头、电锁杆的的漏电压值0.2VAC静电胶垫的表面电阻值为106109。静电元件盒和防静电周转箱的表面电阻值为1051011。集成电路包装管

20、的表面电阻值为1041010。,防静电材料电阻值（二）,防静电海绵的表面电阻值为1051011。防静电鞋的表面电阻值为105108。防静电手指套表面电阻1051011；。防静电手套表面电阻1051011。防静电地板的表面电阻值为1051010。防静电袋的表面电阻值为1051011。防静电服的表面电阻值为 1051010。,ESD防护工作区,ESD防护工作区是由各种ESD设施、器材及有明确定义的区域界限形成的工作场地。能抑制静电荷的积累和静电压的产生，并能安全、迅速、有效地消除已产生的静电荷，原则上要求区域内产生的静电压小于100V。,4-1 ESD控制原理-接地,静电导体接地人员的接地（腕带:

21、（0.81.2)109、防静电/导电胶底鞋对地电阻:0.5 10 5 1.0 10 9）设备和工具接地:4.0(GB50174-93)环境：地面、货架、活动设备对地电阻：1 10 5 1 10 9 雷电保护接地：4.0（最好在1 以下）,4-2 ESD控制原理,静电非导体离子消电器放射消电器,4-3 人体ESD控制原理,人体是最普遍存在的静电危害源对于静电来说，人体是导体。对人体采取接地的措施可以控制人体静电。,4-4使静电从脚导到大地,使用静电地面（防静电地垫、地毯等）防静电鞋防静电袜防静电胶垫地面对地电阻,注意：鞋、地面、袜、鞋垫等必须全是防静电的，才能保证静电从脚导向大地。105 鞋、地

22、面对地电阻 109,4-5 使静电从手导致大地,配戴防静电手环并接地用手触摸接地金属体（如：球）能暂时释放人体静电，但手离开接地金属后又会产生静电静电手环腕带对地电阻：7.5 10 5 110 8无线腕带不能起到防静电作用,4-6 防静电鞋与腕带使用中人 体安全问题,从防静电的角度考虑时，人体总的对地电阻越小越好,安全要求：鞋的最小值不应小于1 105,人体必须具有一定的对地电阻，限制意外 流过人体上的电流。,4-7 防静电鞋与腕带的使用问题,1、使用腕带操作时不允许断开，否则会失去接地作用2、在穿用防静电鞋时应有防静电袜/鞋垫，鞋与地面必须都防静电。否则静电不能从人体导向大地。,夹在衣服等不

23、导电物体上的接地装置，不能 释放人体静电。,4-8 防静电包装袋/容器材料,由基材、金属镀膜层和热封层多层复合而成，通常是半透明防静电和电磁屏蔽双重功能的包装袋，通常是不透明。价格较高,4-9 服装/手套/指套/帽子,不锈钢纤维或导电纤维与普通纤维混纺而成。通过导电纤维的电晕放电和泄漏作用消除的静电。耐洗涤，但一般本身不能导静电。,防静电服装/手套/指套/帽子单独使用时防 静电作用不大,4-10 使用静电消除器,高电压离子消电器放射线离子消电器台式离子消电器感应式消电器,可用消电器对一些易起静电的材料进行消电，对低电压的静电不能消除,防静电知识,一、静电，静电的产生；二、电子工业中的静电问题；

24、三、静电防护操作要求四、静电防护器材；五、静电防护管理及常用标识,五、静电防护管理,静电防护/包装防护操作一般准则一般操作要求 所有ESDS（静电放电敏感）产品的加工、装联、检测、包装与拆包等操作都必须在EPA内进行 凡进入EPA(静电放电防护工作区）的所有电子元器件都应视为ESDS元器件来对待 在装配未采用防静电包装的零部件时，应在消除静电后才允许进入EPA。,5-2 ESDS产品的包装和标志,凡存储、运输ESDS产品，只能在妥善的防静电包装条件下进行ESDS产品的包装件上，应做出警示标记,静电敏感基本符号,静电敏感设备标记,5-3 静电防护设施的定期检查,设备工具接地：1.0 人员接地 35106 或 100伏，腕带：（）106 EPA环境：工作台面、鞋类、地面、货架、活动设备 1109，200伏,5-4 静电检测仪器基本配置,静电电压表电阻表：接地电阻表、兆欧表、高阻表,静电防护有关标记和符号,1、静电敏感器件警示标记,2、防静电工作区出口标记,3、防静电工作区边界标记,4、静电敏感基本符号,5、静电敏感产品包装标记 6、静电敏感设备标记,7、防静电工作区标记,