近期來咨詢靜電檢測儀器的客戶遠(yuǎn)超靜電產(chǎn)品耗材的，突然間發(fā)現(xiàn)電子制造業(yè)越來越重視靜電防護(hù)了，難不成產(chǎn)品提升了檔次？還是遇到靜電防護(hù)失敗給企業(yè)帶來重大損失了？但目前來咨詢靜電檢測儀器聽到較多的就是：我司為某大型企業(yè)或上市公司代加工某產(chǎn)品，對方要求我司的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)所用的靜電產(chǎn)品進(jìn)行全方面的檢測，指定某品牌的靜電檢測儀器，無柰只好購買，不然再也沒辦法拿到加工訂單。 （可參考靜電防護(hù)產(chǎn)業(yè)新動態(tài)）小編沒想到真有這樣逼上門的客戶。

                               靜電場測試測量出來的靜電值！

     當(dāng)今的電子制造/半導(dǎo)體業(yè)采取的ESD防護(hù)消除靜電方式無外乎：接地、加濕、改變材料特性、靜電屏蔽以及離子中和；我們可以通過接地的方式讓所有的物體盡可能處于等電位狀態(tài)，消除物體間的電位差從而實現(xiàn)消除ESD風(fēng)險的目的，我們也可以通過對空氣的加濕，增加空氣的相對濕度借此使帶電體產(chǎn)生的電荷在微觀條件里更容易被OH-中和（材料的親水性）使物體的帶電量降低，還可以通過屏蔽的方式將敏感的器件與靜電場隔離開來，當(dāng)然，我們也可以采用離子中和等的方式去消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷，應(yīng)用離子中和等原理消除靜電的儀器我們通常稱之為電離器或者離子化設(shè)備(下簡稱Ionizer) 隨著行業(yè)普遍認(rèn)知的提高；Ionizer已經(jīng)是ESD防護(hù)常規(guī)且可以大規(guī)模使用的除靜電手段了。

弟 一部分：概念

什么是ionization（電離）

中性原子或分子獲得正電荷或負(fù)電荷的過程。（Theprocess by which a neutral atom or molecule acquires a positive or negativecharge）. ANSI-ESD_ADV1.0  Glossary

什么是Ionizer（電離器）

被設(shè)計為產(chǎn)生正和/或負(fù)空氣離子的設(shè)備（A device which is designed to generate positive and/or negative airions.）ANSI-ESD_ADV1.0 Glossary

什么是Air ionizer（空氣離子發(fā)生器）

A source of charged air molecules (ions).帶電的空氣分子（離子）的來源。ANSI-ESD_ADV1.0  Glossary

弟、二部分：常見的除靜電方式

弟 一種：AC/DC  Ionizer     直流/交流離子化

從上述圖構(gòu)造大家可以看出，AC可以單數(shù)針頭,DC必須是雙數(shù)針頭。DC/AC Ionizer根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同、產(chǎn)生離子的方式不同常見AC/DC離子化分別有：普通DC/普通AC/高頻AC/脈沖AC/脈沖DC;結(jié)構(gòu)和工作原理的差異，注定兩者的工作模式（正負(fù)離子產(chǎn)生的方式、離子濃度）差異會很大，作者不在此處為任何一種AC/DC除靜電方式背書，因為他們都沒有充值。

弟、二種：X-ray   Ionizer  軟X射線離子化

什么是X-ray

在講X-ray和UV ionizer除靜電方式之前我們先花點(diǎn)時間講講光的波段.

從上圖我們可以發(fā)現(xiàn)，能夠被人的視覺系統(tǒng)所接收到或者所看的的光譜頻段其實是一個非常窄小的范圍（4000埃~7000埃），那么，對人類而言的UV&軟x-ray等非可見光能否在ESD防護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮作用呢？答案當(dāng)然是肯定的。我們首先舉例軟X-ray ，我們都知道：

我們常說的X光是一種高速電子的流程跟物質(zhì)沖突的時候發(fā)生波長短的電子波 (Wavelenght : 0.01 ~ 100 Angstorm)根據(jù)波長頻段我們又可以分為軟X-ray和硬X-ray，簡單說就是穿透率低就是指軟X線 , 穿透率高就是指硬 X線（如醫(yī)院CT/工業(yè)探傷），通常軟X-ray的 穿透力（Energy） 會比硬X-ray小幾十倍 因為軟X-ray直接照射的影響也非常小.所以非常適用于除靜電領(lǐng)域。軟X-ray的波長跟原子差不多小，每個結(jié)晶形成繞射紋.

x-ray是如何產(chǎn)生的？

一般X-ray的產(chǎn)生原理有兩種，分別是軔致輻射和特征輻射，我們簡單說下軔致輻射

軔致輻射（bremsstrahlung）是指高速電子驟然減速產(chǎn)生的輻射。泛指帶電粒子在碰撞（尤指它們之間的庫侖散射）過程中發(fā)出的輻射。例如一個高能電子與一個原子核相碰撞時就產(chǎn)生這種輻射。根據(jù)真空電離公式（此為光除電方式的機(jī)理）

X射線管中高電壓加速電子所產(chǎn)生軔致輻射具有連續(xù)譜的性質(zhì)，短波極限λ0由加速電壓V決定,由下公式：

式中h為普朗克常數(shù)，c為真空中的光速，e為電子電荷。X射線源的輻射就是由遵循麥克斯韋速度分布律的電子所產(chǎn)生的軔致輻射，由于麥克斯韋分布常在分子熱運(yùn)動中體現(xiàn)，故又稱為熱軔致輻射。 輻射的強(qiáng)度在很寬的頻譜范圍內(nèi)緩慢 變化。除X射線管中產(chǎn)生的X射線連續(xù)譜屬于軔致輻射之外，軔致輻射在核聚變反應(yīng)中也是重要的，β衰變過程中電荷的突然產(chǎn)生或電荷的突然消失（如電子俘獲）也伴隨有軔致輻射

X-ray除靜電的原理是什么

由軔致輻射的產(chǎn)生原理我們可得知：當(dāng)高速電子流撞擊陽極靶受到制動時， 電子在原子核的強(qiáng)電場作用下，速度的量值和方向都發(fā)生急劇的變化，一部分動能轉(zhuǎn)化為光子的能量而輻射出去軟 X 線的光子和空氣分子沖突時 發(fā)生非彈性波（ Scattering keompeuton ），在空氣分子的電子出來之后變成正離子，此離子跟其他空氣分子結(jié)合 之后變成負(fù)離子。

我們前面有講到，軟X-ray的產(chǎn)生伴隨著電離輻射的，在導(dǎo)入使用軟X-ray ionizer時候應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.初次裝機(jī)使用時候應(yīng)確保環(huán)境輻射量在 1 mSv/hr 以下。

2.避免人體照射.使用環(huán)境應(yīng)配合interlock.

3.確保人員可靠。人員應(yīng)定期做一次輻射劑量檢測。

4.防止軟X線照射，使用環(huán)境必須安裝合適的屏蔽材質(zhì). - 屏蔽材質(zhì)必須 1mm 以上的鋼鐵 – 5mm 以上的能屏蔽的物質(zhì)。

弟三種：UV Ionizer   紫外線離子化

2017年8月17號LGD在ELSEVIER發(fā)表的一篇關(guān)于顯示面板行業(yè)真空除靜電的論文在面板制造行業(yè)里可謂是一石激起萬重浪。為什么這么說呢，搬個小板凳聽我慢慢道來

我們從前面的AC/DC以及X-ray除靜電原理可以知道產(chǎn)生的正負(fù)離子來源是什么？沒錯，是空氣；但是在顯示面板行業(yè)很多的制程條件面臨的環(huán)境是高真空甚至超高真空（1*10-5Pa）,如果你還沒有什么概念的話，可以參考正常的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為101.325kPa；也就是說在高真空甚至超高真空氛圍里，我們的物質(zhì)殘留量通常是10的-11次方克甚至10的-12次方克的存在的，真空中的除靜電方式一直都是業(yè)界的一個難題。但是就在2017年，這個問題被正式攻克。

研究認(rèn)為：即使在高真空下，真空室中也會殘留一些殘留原子或分子，并且可以使用紫外線通過UV輻射電離器將其電離。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)VUV輻射會引入光電離效應(yīng)，而物理過程是由光子與原子或分子的相互作用形成離子，可以使電子-空穴對產(chǎn)生離子。真空中的光電離反應(yīng)可以表示為

式中R是真空室中的殘留分子，h是普朗克常數(shù)，是光的頻率,單位Hz，R ⁺是殘留分子的離子，e^-是光發(fā)射電子。

真空中的除靜電方案可以簡述如下：

弟四種：α同位素除靜電  阿爾法/同位素射線

阿爾法射線亦稱α粒子束，是放射性物質(zhì)所放出的α粒子流，高速運(yùn)動的氦原子核。

可由多種放射性物質(zhì)發(fā)射出來，α粒子的動能可達(dá)4-9MeV，從α粒子在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的方向，可知它們帶有正電荷。

上圖展示的使用EPP（聚丙烯塑料發(fā)泡材料）帶靜電條件下使用α同位素除靜電裝置有成功消除了其表面的靜電。

80年代末云南大學(xué)物理系/中國科學(xué)院高能物理研究所的前輩們就已經(jīng)在紡織,印刷,造紙,光學(xué)等領(lǐng)域用 α同位素靜電消除 器做了一 些消除有害靜電的初步實驗

注：只釋放出α粒子的放射性同位素在人體外部不構(gòu)成危險。然而，釋放α粒子的物質(zhì)(鐳、鈾等等)一旦被吸入或注入，那將十分危險，它能直接破壞細(xì)胞內(nèi)的DNA。

弟五種：等離子體（Plasma）除靜電

plasma，也就是等離子體，等離子體是一種由 自由電子和帶電 離子為主要成分的物質(zhì)形態(tài)，廣泛存在于 宇宙中，常被視為是物質(zhì)的弟四態(tài)，被稱為等離子態(tài)，或者“超氣態(tài)”，也稱“電漿體”。

等離子體是一種由 自由電子和帶電 離子為主要成分的物質(zhì)形態(tài)，廣泛存在于 宇宙中，常被視為是物質(zhì)的弟四態(tài)，被稱為等離子態(tài)，或者“超氣態(tài)”，也稱“電漿體”。等離子體具有很高的 電導(dǎo)率，與 電磁場存在極強(qiáng)的 耦合作用。它是部分電離的氣體, 由電子, 離子, 自由基, 中性粒子, 及光子組成. 等離子體本身是含有物理和化學(xué)活潑粒子的電中性混合物. 這些活潑自由基粒子能夠做化學(xué)功, 而帶電原子和分子通過濺射能夠做物理功, 結(jié)果, 通過物理轟擊和化學(xué)反應(yīng), 等離子工藝能夠完成各種材料表面改性, 包括表面活化、 污染物去除、刻蝕等功效

歸納總結(jié)：

    在電子制造過程中，我們做ESD Control的方式主要還是從減少靜電荷的產(chǎn)生和消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷還有就是消除放電途徑來解決ESD失效問題，對已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷本文簡單從原理和結(jié)構(gòu)上給大家介紹了了AC/DC ionizer/x-rayionizer/UV ionizer等方式，而消除靜電是否完 美是要有一個標(biāo)準(zhǔn)實施方案、精準(zhǔn)的測檢儀器，發(fā)現(xiàn)任何達(dá)不到要求的靜電防護(hù)都是來源于測量數(shù)據(jù)，測量出來的數(shù)據(jù)是讓我們?nèi)ヅ袛嘟鉀Q方案的重要依據(jù)。

    靜電防護(hù)讓好多人失望的原因就在于自己心里沒數(shù)，不知道問題出在哪里？為什么摩擦電壓那么高？產(chǎn)品質(zhì)量下滑找不出原因，其實只要大家注意到生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的技術(shù)參數(shù)，掌控好標(biāo)準(zhǔn)尺度，有效提升防護(hù)措施，要解決靜電問題還是可以實現(xiàn)的，關(guān)鍵是大家手上沒有測量工具，對生產(chǎn)環(huán)境不了解，電子產(chǎn)品被擊穿或壞死沒有進(jìn)行有效分析，一切努力歸零。

    為什么要分享實戰(zhàn)靜電防護(hù)的干貨呢？這也是我司想幫助更多的客戶解決靜電問題，提升靜電防護(hù)，搞升產(chǎn)品成品率，搞高生產(chǎn)效率，望客戶不斷發(fā)展壯大，我司承諾免費(fèi)提供ESD技術(shù)支持！提供高品質(zhì)品質(zhì)的靜電耗材，努力做好服務(wù)。

                           上圖為EFM022靜電場測試儀套件 

   手持式EFM022靜電場測試儀設(shè)計輕巧測試范圍廣, 不同的測試距離V/m-V自動轉(zhuǎn)換 單鍵操作, 非常方便 2行液晶顯示 (前排顯示測試距離; 弟、二行顯示測試數(shù)值) 開機(jī)自動清零, 待機(jī)時間過長, 自動關(guān)機(jī) 可轉(zhuǎn)換為CPS模式測量靜電消除器離子平衡度和散電時間 儀器外殼為EMV塑料, 有效防止電磁波影響測試精度。有了它可以讓你了解生產(chǎn)現(xiàn)場是否有靜電，離子風(fēng)機(jī)是否能在合理的時間內(nèi)正常消除靜電，這些對于生產(chǎn)來說都是比較重要的指標(biāo)。