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第1篇 静电基础知识3

第1章 绪论3

1.1静电学3

1.2静电防护工程学5

1.3电子工业静电防护的意义7

1.4静电防护的技术与管理11

第2章 基本概念13

2.1电荷13

2.1.1电荷守恒定律14

2.1.2电荷的量子性14

2.1.3电荷的相对论不变性15

2.1.4点电荷15

2.2电场强度16

2.2.1库仑定律16

2.2.2电场18

2.2.3电场强度18

2.2.4电场线19

2.3电通和电通密度21

2.3.1电通密度21

2.3.2电通（量）21

2.3.3高斯定律22

2.3.4计算实例24

2.4电压27

2.4.1电场力的功27

2.4.2电位28

2.4.3电压29

2.4.4电场、电位与电位差之间的关系29

2.5电场中的物质30

2.5.1导体31

2.5.2电介质33

2.5.3半导体38

2.5.4静电工程学中的材料分类38

2.5.5边界条件39

2.6电流42

2.6.1传导电流42

2.6.2运流电流45

2.6.3电流连续性方程46

2.6.4电流密度的边界条件48

2.7电场中的储能50

2.8弛豫时间53

2.9焦耳定律54

2.10导体电阻56

2.10.1电阻定义56

2.10.2电阻的串联59

2.10.3电阻的并联60

2.10.4基尔霍夫电压定律62

2.11电容器和电容63

2.11.1电容器和电容的概念63

2.11.2电容的充放电67

2.11.3电容的串联69

2.11.4电容的并联71

2.11.5静电电容71

2.12电感74

2.12.1电感元件74

2.12.2二阶电路的放电过程75

第3章 静电起电79

3.1摩擦起电79

3.1.1接触起电80

3.1.2分离起电的过程82

3.1.3摩擦的作用87

3.1.4影响因素88

3.2固体起电98

3.2.1电荷得失的起电方式99

3.2.2电荷重新分布的起电方式101

3.3液体和气体起电103

3.3.1液体的偶电层理论104

3.3.2冲流起电105

3.3.3沉降起电106

3.3.4喷射起电107

3.3.5冲击起电107

3.3.6溅泼起电108

3.3.7气体起电108

3.4静电消散108

3.4.1体电荷的消散规律109

3.4.2面电荷的消散规律109

3.4.3消散途径110

3.5人体静电110

3.5.1人体静电的起电方式111

3.5.2影响人体静电累积的因素112

3.5.3人体静电的储能116

3.5.4人体静电的主观感受116

第4章 静电放电118

4.1电离静电放电118

4.1.1气体的电离118

4.1.2气体电离放电的类型123

4.1.3静电场和静电放电的效应127

4.2静电放电模型129

4.2.1人体模型130

4.2.2机器模型133

4.2.3带电器件模型135

4.2.4人体一金属模型138

4.2.5模型的比较与分析140

4.3静电放电模拟器142

4.4静电放电敏感度144

4.4.1分级144

4.4.2确认方法147

4.4.3典型器件的HBM敏感度148

第5章 静电危害149

5.1危害的特点150

5.2失效类型151

5.2.1突发性失效151

5.2.2潜在性失效152

5.2.3翻转失效154

5.3失效机理155

5.3.1热二次击穿155

5.3.2金属导电层熔化156

5.3.3介质击穿157

5.3.4气体电弧放电157

5.3.5表面击穿158

5.3.6体击穿158

5.4失效分析159

5.4.1 MOS结构159

5.4.2半导体结160

5.4.3膜电阻器162

5.4.4金属化条164

5.4.5带非导电性盖板的钝化场效应结构164

5.4.6压电晶体165

5.4.7近距离电极166

5.4.8小结166

5.5典型案例分析167

5.5.1薄膜电阻失效的案例167

5.5.2双极性分离器件失效的案例169

5.5.3器件场效应失效的案例169

5.5.4肖特基TTL电路失效的案例170

5.5.5军用CCD失效的案例170

5.6危害事故171

第2篇 电子产品静电防护技术175

第6章 基本原则175

6.1控制静电源的措施176

6.1.1减小起电量176

6.1.2控制静电泄漏速度177

6.2切断耦合路径的措施178

6.3静电防护管理180

第7章 静电接地181

7.1接地原则181

7.1.1保护地182

7.1.2辅助地187

7.1.3等电位连接189

7.1.4人员接地190

7.2技术要求192

7.2.1接地技术要求193

7.2.2腕带系统技术要求195

7.2.3地板—鞋束系统技术要求198

7.2.4防静电服装技术要求201

7.2.5防静电工作表台面技术要求203

7.2.6防静电工作椅技术要求204

7.2.7储物架、手推车技术要求205

7.2.8防静电设备（工具）技术要求206

7.2.9腕带连续监控系统技术要求207

7.3检测仪器208

7.3.1电阻208

7.3.2静电电压219

7.3.3电荷量228

7.4检测方法228

7.4.1接地检测229

7.4.2腕带系统检测230

7.4.3防静电地板检测235

7.4.4防静电鞋检测237

7.4.5防静电服检测241

7.4.6防静电工作表面检测244

7.4.7防静电工作椅检测248

7.4.8防静电电烙铁检测251

第8章 静电中和257

8.1空气电离257

8.1.1空气中的离子257

8.1.2空气的衰减特性258

8.1.3电荷中和259

8.1.4放射电离260

8.1.5电晕电离262

8.2静电消除器262

8.2.1无源自感应式262

8.2.2交流高压式264

8.2.3直流稳压式265

8.2.4脉冲直流式266

8.2.5实物图片267

8.3技术要求269

8.4检测仪器271

8.5检测方法273

8.5.1验收检测273

8.5.2周期验证279

8.6空气离子对人体的影响285

第9章 静电屏蔽287

9.1静电防护工程学与电磁兼容技术的交叉关系287

9.2静电屏蔽289

9.2.1结构289

9.2.2技术要求290

9.2.3防静电包装材料分类和使用292

9.2.4测试方法293

9.3小结299

第10章 湿度控制301

10.1湿度影响静电的机理301

10.1.1吸湿作用的数学模型301

10.1.2高分子的水蒸汽吸附（吸湿）与导电304

10.1.3半导体表面的水蒸汽吸附与导电305

10.1.4小结307

10.2湿度控制的发展阶段308

10.2.1 EPA湿度从严控制的阶段308

10.2.2放宽EPA湿度控制要求的阶段310

10.2.3 ESD控制从测量抓起的阶段312

10.2.4更新静电防护理念313

10.3结论314

第11章 自动处置设备与带电器件模型315

11.1自动化设备的静电防护316

11.1.1接地原则316

11.1.2安装位置318

11.2带电器件测试与防护319

11.2.1带电器件测试319

11.2.2带电器件防护321

11.2.3探讨322

第3篇 静电防护管理325

第12章 质量管理基础325

12.1管理与管理学325

12.1.1管理325

12.1.2管理学325

12.2质量与质量管理329

12.2.1质量概念的发展330

12.2.2质量管理331

12.2.3全面质量管理332

12.2.4质量管理理念334

12.3质量管理与标准化336

12.3.1质量管理体系标准的产生336

12.3.2 ISO 9000族标准337

12.4八项质量管理原则340

12.4.1以顾客为关注焦点341

12.4.2领导作用342

12.4.3全员参与343

12.4.4过程方法344

12.4.5管理的系统方法345

12.4.6持续改进345

12.4.7基于事实的决策方法346

12.4.8与供方互利的关系346

12.5 PDCA循环方法347

12.5.1 PDCA循环的概念347

12.5.2 PDCA循环的内容348

12.5.3 PDCA循环的特点350

12.6质量管理体系351

12.6.1管理体系351

12.6.2质量管理体系的概念352

12.6.3其他管理体系简介353

12.6.4认证与认可356

12.6.5认证制度的起源与发展357

12.6.6我国认证的发展历史及现状359

12.6.7认可制度的起源与发展360

12.6.8我国认可的发展历史及现状361

12.6.9认证与认可的区别363

12.6.10质量管理体系认证363

第13章 ESD标准及认证365

13.1 IEC ESD标准365

13.2美国ESD标准367

13.2.1美国军用标准（MIL）ESD相关标准367

13.2.2 ANSI和ESDA的ESD标准体系368

13.2.3美国电子工业协会（EIA）、固态技术协会（JEDEC）ESD相关标准370

13.2.4汽车电子工业协会（AEC）ESD相关标准371

13.2.5美国其他组织ESD相关标准371

13.3其他国际组织和国家ESD标准发展情况372

13.4我国静电防护标准现状374

13.4.1国家ESD标准375

13.4.2国防、军用ESD标准376

13.4.3行业ESD标准378

13.5静电防护管理与质量管理381

13.5.1静电防护管理趋势382

13.5.2静电防护（管理）体系与质量管理体系383

13.5.3静电防护（管理）体系的意义383

13.5.4静电防护体系认证385

第14章 策划387

14.1制定ESD防护目标387

14.2开展ESD防护识别388

14.3建立ESD管理组织390

14.3.1我国通行的做法390

14.3.2国际现行的做法391

14.3.3美国NASA现行的做法391

14.4编制静电防护文件392

14.4.1静电防护管理手册393

14.4.2程序文件393

14.4.3记录要求394

第15章 运行与管理395

15.1人员培训与管理395

15.1.1培训要求395

15.1.2人员认证397

15.1.3分包方和供应商的ESD培训397

15.1.4 EPA控制与管理397

15.1.5 EPA的划分398

15.1.6 EPA的标识399

15.1.7 EPA的配置401

15.1.8 EPA的控制404

15.2采购与外包管理407

第16章 监视与测量409

16.1内部监视与测量409

16.1.1测量人员409

16.1.2测量内容410

16.1.3测量方法410

16.1.4测量频次411

16.1.5测量结果413

16.2内部审核415

16.3管理评审416

16.4持续改进418

附录A 基于IEC 61340-5-1-2007标准的静电防护大纲案例421

附录B 基于Q/QJA 118-2013标准的静电防护手册案例429

附录C 静电防护岗位操作要求442

参考文献456