ESD防静电监控系统解决方案满足各种需求

ESD 防静电监控系统解决方案是一套针对静电防护的综合解决方案。它通过先进的监控技术，对可能产生静电的区域进行实时监测和控制，从而有效降低静电对生产环境、电子设备等的影响。该方案包括静电检测设备、数据分析系统等组成部分，能够及时发现并处理静电问题，保障生产安全与设备正常运行，提高生产效率和产品质量。

一、静电基础知识

（一）什么是静电？

物体表面过剩或不足的相对静止的电荷，静电是一种电能，它留存于物体的表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。

（二）静电产生的根本是： 电子和质子的不平衡

在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负电平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。

（三）静电产生的途径

1、摩擦起电：摩擦是一个不断接触和分离的过程，实质上是物体接触分离造成正负电荷不平衡的过程。当两种具有不同的电子化学势的材料接触时，电子将从化学势高的材料向化学势低的材料转移。

2、剥离起电：两个紧密接触的物体在外力作用下迅速分离，一些电子从一个物体转移到另一个物体上，使两者都带电。

3、断裂起电：物质破断后能在宏观范围内导致正负电荷的分离如固体粉碎、断裂。

4、感应起电：针对导电材料而言，导体靠近带电体时，由于电场的作用使导体带电。

5、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，如与带电物体接触，将发生电荷转移。

6、其他：如流动、热电、光电、压电等。

二、ESD危害与防静电模型

（一）静电危害

静电作为一种普遍物理现象，近十多年来伴随着集成电路的飞速发展和高分子材料的广泛应用，静电的作用力、放电和感应现象引起的危害十分严重，美国统计，美国电子行业部门每年因静电危害造成损失高达100亿美元，。问题严重性还在于很多人对静电危害的认识不足和防静电知识的无知，常把一些因ESD造成的设备性能下降或故障，误认为是元器件早期老化失效。

（二）静电放电

ESD（Electrostatic Discharge or Electrostatic Dissipative）--- 静电放电或静电释放

ESD是指处于不同静电电位两个物体间的静电电荷的转移。这种转移的方式有多种，如接触放电、空气放电等。

（三）静电危害方式

1、隐蔽性：一般情况下，人体不能直接感知2KV以下的静电放电，而接触到电子产品元器件时，会不知不觉受到伤害。

2、潜在性：有些电子元器件受到静电损伤后仅表现出某些参数的下降，或使产品出现可自愈的击穿，或其他非致命的损害，但随着工作时间的延长，最终发生致命失效。

3、损坏的随机性：可能在产品从进料一直到出货的所有过程都会受到静电损坏的威胁，具有很大的随机性。

4、失效分析的复杂性：静电放电造成器件损伤的分析工作非常困难，一是需要高精密的仪器设备，二是与其他原因造成的损伤难以区分

5、严重性：表面上看来只影响了制成品的用户，但实际上亦影响了各层次的制造商，如：维修费、赔款及公司的声誉等等。

（四）电子敏感元器件由静电引起的失效模式主要有两种：

1、 突发性失效 ---- 10%

指元器件受到静电损伤后，突然完全失去其规定的功能，主要表现为开路、短路或参数严重漂移

2、潜在性失效 ---- 90%

指静电放电能量较低，仅在元器件内部造成轻微损伤，放电后器件电参数仍然合格或略有变化，但器件的抗电过应力已经明显减弱，或使用寿命明显缩短，工作一段时间后将进一步退化，直至造成彻底失效。

（五）人体模型（HBM-Human Body Model）

1、由于人体活动而使人体产生静电，这电荷通过手指或其他部位流入ESD敏感的装置内，再经该装置放电到地上去，瞬间的数安培的电流将造成ESD敏感装置损坏。

2、HBM的考虑：人体接地的实现以降低人体静电压，一般以100V/35MΩ为基本要求

（六）机器模型（MM-Machine Model）

1、指机器本身积累了静电，如机器手臂，在组装过程中，机器碰触静电敏感元器件，会通过敏感组件快速放电，瞬间的数安培电流会直接烧坏组件本身。

2、MM的考虑：一般以器件接触导体接地实现为基本要求。

（七）带电器件放电模型（CDM-Charged Device Model）

1、敏感器件因摩擦或其他因素使敏感器件内部积累了静电，在处理过程中直接遇地放电，瞬间的大电流造成内部损伤。

2、CDM的考虑：确保器件本身或应感应带电的电压在±35V之间，一般以2000V静电源12inch（30cm）以上距离为基本要求。

三、ESD防护标准及应用

静电防护一：接地

1、接地技术

基础原理：将静电通过接地线或接地装置传导泄放到大地。

要求：接地桩对地电阻＜4Ω；地线最远端对地桩电阻＜1Ω。

2、等电位接地系统

基础原理：将所有的ESD技术物品，区域内的人员和工作设备通过电气连接到一起，使他们具有相同的电位。

要求：各系统之间电阻＜1.0*109Ω。

静电防护二：环境管控

（一）EPA(静电防保区)

1、EPA ：使用必要的防静电材料和设施来控制静电电压的区域或工作站。

2、EPA的大小：没有限制。

3、EPA的种类：按实际情况，可设置为永久性或临时性防护区。

（二）目的

1、隔离区域，管控人员、物料进出，无防静电措施的人员和非防静电物品禁止进入。

2、管控温湿度，湿度标准为40%-70%RH。

3、管控洁净度（无尘车间等级）。

4、防静电地面（自流坪、PVC地面、钢板）。

静电防护三：人员防护

人员防护

1、穿防静电服，屏蔽人体静电。

2、佩戴防静电手腕带，并与静电台垫连接到地，保证人体静电的释放。

3、穿着防静电鞋，并通过防静电地板与地连接。

静电防护四：静电耗散和屏蔽材料

静电耗散和屏蔽材料

1、技术要求：导电性材料阻抗＜104 Ω，耗散性材料阻抗104 Ω-1011 Ω，屏蔽材料＜50nj。

四、ESD防护产品及应用

（一）防静电监控系统-系统架构

（二）ESD接地产品

老产品

1、老式夹线简易手腕带，管控困难，接地不牢靠，经常点检，繁琐，无使用数据，人力消耗大。

2、电容式手腕带，报警声音小，无接地阻值数据，不符合ESD标准，无法点检，接地不可靠。

新产品

1、设备美观精致，使用电阻式原理，双回路接地，主机大屏LED直观显示数据，数据精度0.1，符合ANSI-ESD-S20.20-2014ESD标准。

2、手腕带、台垫、设备模块一拖三，随意组合，可根据现场工位，灵活排布，无线联网传输数据至数据库，安装简便，美观大气。

3、软件功能丰富，具有实时在线监控、数据存储、记录导出、邮件推送、数据分析、现场报警等功能，界面美观，多种看板，多种数据处理方式，预留连接MES接口,通过电脑可完成智能管控，节省人力提高效率，数据无纸化，管理报表化，工厂智能物联管理化。

（三）除静电离子风机

一单元离子风机的产品特性

1、1单元独立的小型离子风机，适用于单人工作台区域的静电消除。

2、1秒消除静电——直流式离子风机，消静电能力强，30cm距离。

±1000V；静电压消散到±100V以内，只需1.2S，平衡度能达到±5V以内

3、平衡度检测功能——实时声光提示，2.4G无线联网、实时监测，所有风机状态一目了然远程控制、密码锁定。

4、开机清扫,定时清扫——延长保养时间，节省人工，前后盖卡扣式设计，清洁方便，开盖断电安全有保障，插拔式发射针，更换方便，整机使用寿命长。

二单元离子风机的产品特性

1、2单元独立的离子发送口组合，适用于大面积区域的静电消除。

2、1秒消除静电——直流式离子风机，消静电能力强，30cm距离，±1000V；静电压消散到±100V以内，只需1.2S，平衡度能达到±5V以内。

3、平衡度检测功能——实时声光提示，2.4G无线联网、实时监测，所有风机状态一目了然远程控制、密码锁定。

4、开机清扫 定时清扫——延长保养时间，节省人工，前后盖卡扣式设计，清洁方便，开盖断电安全有保障，插拔式发射针，更换方便，整机使用寿命长。

三单元离子风机的产品特性

1、3单元独立的离子发送口组合，适用于大面积区域的静电消除。

2、1秒消除静电——直流式离子风机，消静电能力强，30cm距离，±1000V；静电压消散到±100V以内，只需1.2S，平衡度能达到±5V以内。

3、平衡度检测功能——实时声光提示，2.4G无线联网、实时监测，所有风机状态一目了然远程控制、密码锁定。

4、开机清扫，定时清扫——延长保养时间，节省人工，前后盖卡扣式设计，清洁方便，开盖断电安全有保障，插拔式发射针，更换方便，整机使用寿命长。

（四）智能报警器产品型号：SP-U100-B

适用千ESD智能物联监控系统内所有监控设备的绑定报警／实现单个或多个监控区域报警, ESD物联监控网内的报警绑定工位出现异常它就会指示报警器报警／通过联接三色灯就可起到目视化管理的要求。

（五）无线收发器产品型号：SP-U002

一款连接互联网和ZigBee网络的网关，可以将以太网的数据转换到ZigBee网络，可广泛的应用于智能家居、资产管理、楼宇环境监控等领域。

（六）温湿度管控

老产品

1、屏幕大，显示清楚。

2、能设定温湿度报警。

3、数据无法联网，靠定时点检抄录数据。

新产品

1、设备美观精致，安装方便，大屏显示，精度高。

2、能自由设定温湿度上下限报警阈值，超限声光报警。

3、具有实时联网监控、数据存储、记录导出、邮件推送、数据分析、现场报警等功能，界面美观，多种看板，多种数据处理方式，预留连接MES接口,通过电脑可完成智能管控，节省人力提高效率，数据无纸化，管理报表化，工厂智能物联管理化。

干式喷壶加湿器

超声波加湿器

温湿度管控工艺

加湿系统中需要使用工业纯水，因为自来水中有大量的漂白粉和杂质，长期使用会堵塞管道和加湿装置，影响车间卫生环境，如车间无工业纯水，需要在加湿系统进水处增加净水装置。

（七）ESD防静电监控闸机的产品概述

讯鹏ESD防静电监控闸机是保证作业人员在进入静电防护区之前，已经做好人员静电接地并释放静电，在静电测试设备上测试本身静电低于某个值后，闸机才会放行通过。

可外接设备（需定制）：身份证阅读器、扫码枪、LED控制卡、人脸模块、指纹模块、ESD门禁看板，集成整体解决方案。主要应用于电子厂、半导体业无尘室、药剂厂、实验室等场合。

讯鹏ESD防静电监控闸机包括：桥式翼闸 SP-GB-YZ、三辊闸SP-GB-SGZ、无忧小摆闸SP-GB-XBZ。

1、桥式翼闸 SP-GB-YZ

2、三辊闸SP-GB-SGZ

3、无忧小摆闸SP-GB-XBZ

4、离子化设备

5、离子化设备测试仪

测试仪功能：

1、测试离子化设备离子平衡度    

2、测试离子化设备消静电时间      

3、测试物体表面静电压

（八）现场地图式管理

状态数值化显示，不同状态不同颜色显示，更直观易区别

（九）项目规划图

（十）ESD智能管理系统

1、ESD系统展示看板界面

2、信息化管理数据看板

3、邮件推送设置：用户分级管理，邮件分层、分类、按时上报

4、自动统计分析：可支持任意条件或组合条件查询，并输出各种类型的图形报表（折线、饼线、柱状）。

5、报表输出：可支持任意条件或组合条件查询，数据可导出EXCEL及各种格式。

（十一）系统数据对接

支持MES、SPC等系统数据对接，ESD系统可开放对应参数数据接口，通过相应指令获取相关数据

（十二）EPA区域管控

1、常见的EPA有以下几个：

2、人员进出管控

3、防静电闸机

ESD（防静电）门禁系统是一种用于进入防静电工作区域之前检测进入人员带静电情况的门禁系统。本系统结合人体静电综合测试仪、静电门禁控制设备及计算机化管理软件的一种先进产品，可以保证作业人员在进入静电防护区时，已确实做好人员静电正确防护的准备；并结合通道闸作为人流通道的控制设备，依据卡的权限设置而有多种进入方式（测手、测鞋、手鞋同侧、免测）。该系统可以为出入人员提供有序文明的通行方式，杜绝非法出入，并在

紧急情况下快速控制落杆，组织人员疏散。

风淋室是人员进入洁净室、无尘车间所必备的净化设备，通用性强，可与所有的洁净室和洁净厂房配套使用，工作人员进入车间时，必须涌过此设备，用强劲洁净的空气，由可旋转喷嘴从各方向喷射至人身上有效而迅速清除去附着在衣服上灰尘、头发、发屑等杂物，它可以减少人员进出洁净室所带来的污染问题。风淋室的两道门电子互锁，可以兼起气闸室的作用，阻止外界污染和未被净化的空气进入洁净区域。杜绝工作人员将头发，灰尘、纽菌带入车间，达到工作场地严格的无尘净化标准，生产出高质量的产品。

4、主流的防静电地面

要求：表面电阻＜1.0*109Ω；对地电阻＜1.0*109Ω。

5、重锤式表面电阻测试仪

DESCO 19290数显重锤式表面电阻测试仪是通过测量防静电产品的电阻，从而检测防静电产品的防静电能力，遵循ASTM标准D-257测试方法，测试时只需把两个重锤放置在需要测量的物体表面然后按下红色键，仪器上会显示所测物的表面电阻值。