ESD教育訓練講義

1、培訓講師：曾繁瓊培訓講師：曾繁瓊2008-10-62008-10-6 訓練教學大綱1.靜電放電(ESD)介紹2.ESD防制之目的3.ESD基本知識介紹4.ESD防制之設備儀器介紹與使用5.ESD防制基本作業(yè)規(guī)范1.靜電放電(ESD)介紹q靜電 原因:摩擦、剝離、感應.原理:物質因失去或得到電子而帶電 q靜電放電原因:電位不同物體間的電荷轉移不一定伴隨有電弧或火花發(fā)生q摩擦生電與靜電放電人體與地毯摩擦產生靜電放電后人體電荷平衡人體經(jīng)接地后放電q剝離生電物質A(電荷平衡)接觸 分離物質B(帶負電荷)物 質A(帶正電荷)物質B(電荷平衡)q感應生電金屬葉片驗電器 靜電放電模式q 人體放電模式 (Hu

2、man-Body Model，HBM)q 機器放電模式 (Machine Model，MM)q 元件充電模式 (Charged-Device Model，CDM)人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動磨擦或其他因素在人體上已累積了靜電，當此人去碰觸到IC時，人體上的靜電便經(jīng)由IC的腳(pin)而進入IC內，再經(jīng)由IC放電到地上去。此放電的過程會在短到幾百毫微秒(ns, nanosecond,10-9sec)的時間內以數(shù)安培的瞬間放電電流，電流會把IC內的元件給燒毀 。 機器放電模式(MM)的ESD是指機器(例如機器手臂)本身累積了靜電，當此機器去碰觸到IC時，該靜電便經(jīng)由IC的pi

3、n放電。因為大多數(shù)機器都是用金屬制造的，其機器放電的等效電阻為0 ；由于機器放電模式的等效電阻為零，故其放電的過程更短，在幾毫微秒到幾十毫微秒之內會有數(shù)安培的瞬間放電電流產生，因此對元件的破壞力更大。 此放電模式(CDM)是指IC先因磨擦或其他因素而在IC內部累積了靜電，但在靜電積累的過程中IC并未受傷。此帶有靜電的IC在處理過程中，當其pin去碰觸到接地面時，IC內部的靜電便會經(jīng)由pin自IC內部流出來，而造成了放電的現(xiàn)象。此種模式的放電時間更短，僅約幾毫微秒之內，而且此放電現(xiàn)象更難以真實的被模擬 ESD三種模式比較q HBM與MM-人體、機器或環(huán)境帶電HBM是最古老且最常發(fā)生的模式，但并非

4、最嚴重的 危害模式MM造成的故障與HBM類似，但電壓卻遠低于HBM ，速度亦較HBM快q CDM-元件帶電造成ESD故障的主要原因上升時間最快速，產生大電流，快速放電二.ESD防制之目的q改善產品品質并減少及防制ESD對電子產品的塤壞。q教育訓練的施行，降低產品不良的發(fā)生與耗塤。q改善客戶產品塤害，增加產品可靠度。q降低客戶抱怨，提升信譽。三.ESD基本知識介紹影響靜電電荷產生量的因素q 相對濕度q 物質材料q 接觸的面積q 摩擦頻率靜電防治材料特征qConductive Material 導電材料 表面電阻率小于105 /sq 材料 (ESD ADV 1.0,MIL-263B,EIA-625

5、)qStatic Dissipative Material 靜電消散材料 表面電阻率至少為105 /sq 且小于1012 /sq的材料 (ESD ADV 1.0,MIL-263B,EIA-625)qAnti-Static Material 抗靜電材料 -能抑制摩擦生電的材料 -能抑制摩擦生電至200V以下的材料 -抗靜電材料并不需要量測其表面電阻率來決定其特征。 (JEDEC STANDARD NO.42) 接地系統(tǒng)主要目的：將靜電防護設施接地，提供一個路徑 使靜電消散材料、導電材料及個人接地設備在同 一個電 位上，減少ESDS元件受到破壞。人員安全防護：考慮人員碰觸電源時，通過人體的電 流。

6、故接觸人體的接地系統(tǒng)必須要有限流電阻(靜電環(huán))。qESD Ground (Soft Ground)靜電放電接地 能夠使靜電產生源 (人或物)由此路徑到接地的端點、排 線、金屬線或其他接地系統(tǒng)(EIA-625)qGround(Hard Ground)實接地 藉由電子線路或特殊設備和大地(Earth)連接的導電接點， 和大地間具零電位差 q接地線用導體 接地用導體需要有足夠的機械強度、耐腐蝕且不會發(fā)生斷 線之電線或金屬導體 n固定設備的接地用導體須用1.25 mm2以上的以上的600V級PVC絕 緣電線，絕緣被覆采用綠色。(經(jīng)濟部工業(yè)局)n移動設備的接地用導體須用1.25 mm2以上的橡膠、人造橡

7、 膠或塑膠絕緣柔性(可繞)電線。n移動及震動頻繁設備的接地用導線需用1.25 mm2以上絞 線、網(wǎng)線。為容易發(fā)現(xiàn)斷線，最好是未加絕緣的電源。n使用鏈子做接地導體(搬運車)，應確定其不因腐蝕、生銹 響導通情況，且不因其不連性而接觸不良 q1.接地斷路警報器操作說明與校正、認證。 q2.接地線接地是否良好,以“接地斷路警報器”偵測結果 為評 判標準。q3.警報器之安裝位置必須在接地線末端。q4.接地線必須以電木支撐固定,不可以其他導電物體固定或 接觸。q5.工作桌面之接地線架設連接方式,如下圖所示。 qESD接地方式建議規(guī)格接地接地斷路報警斷路報警器器偵測點偵測點 報警器報警器之之安裝安裝位置位置

8、必須必須在接地在接地線線末端末端接地源接地源工作桌工作桌正確方式正確方式: :接地線必須以電木支撐固定,不可以其它導電物體固定或接觸。電木支撐固定基本法則q 基本法則 靜電敏感零組件在任何情形下，其敏感之接腳或端點，亦不得直接碰觸帶靜電量超過某一特定電壓值(通常為50V)之表面。q 電壓抑制 帶電之電場強度分布，會因其附近的接地導體而快 速減弱 基本法則的落實q 將工作區(qū)的所有導電物體接地，使其帶電不超過50V。q 以靜電壓表確認工作區(qū)內的非導電物體所帶電壓不 超過300V。 對策：屏蔽、離子風扇.q 如果靜電場無法避免，應確保靜電敏感零組件與帶電之 表面保持安全距離。四.ESD防制與設備儀器

9、介紹與使用q 表面阻抗測試器q 靜電壓測試器q 接斷路報警系統(tǒng)q 靜電環(huán)測試器q 靜電環(huán)表面阻抗測試器表面阻抗測試器功能功能: :檢測工作表面靜電消散功能是否符合規(guī)范，以減少敏感元件受到ESD破壞效驗頻率效驗頻率: 1次/年操作操作歩驟歩驟:1. 將測試設備置于欲量測之位置2. 施以適當之壓力3 按下綠色鈕4. 進行表面阻抗檢測并記錄讀值靜電壓測試儀靜電壓測試儀功能功能: :檢測環(huán)境&工作區(qū)域之靜電壓值 是否低于敏感材料規(guī)范校驗頻率校驗頻率: 1次/年檢驗條件檢驗條件: 檢驗人員須接地 (例:佩戴 靜電環(huán)或穿靜電鞋)操作操作步驟步驟:1.按下 “ LO ” 鍵開啟2.檢查電源電力:按下

10、 “ BATT “ 鍵熒幕顯示700 以上，表示電池電力足夠3對地歸零:偵測面對地面，按下“ ZERO “ 鍵歸零4.持續(xù)按下 “ ZERO “ 鍵，移至待測物距1英寸之距離(2.54公分)，進行靜電壓檢測并記錄讀值5.若測試讀值為 “ 1 ” 時，即判定檢測物為高靜電源功能功能: :自動偵測AC電源極性及接地系統(tǒng)有無異常 確保作業(yè)人員和儀器的安全接地靜電警報系統(tǒng)接地靜電警報系統(tǒng)接地斷路報警系統(tǒng)操作說明接地斷路報警系統(tǒng)操作說明原理原理: : 利用AC電源之L,N,FG來作測試q1.用AC電源之L(較短之孔)及FG線來測試生產在線電源極性是否正確，用AC Polarity氖燈 來顯示，會亮表示O

11、K ，不亮表示NG。q2.用AC電源之FG線和生產線之地線來作測試是否斷路。用氖燈及蜂鳴器來表示，亮綠燈 及蜂鳴器不響表示OK ，亮紅燈及蜂鳴器會響表示NG。q操作步驟操作步驟:q1.將測試接地儀器之接地端電線接至生產線之地線。q2.插上AC電源，看接地儀器之AC氖燈是否會亮，會亮表示生產線之電源極性OK ， 不亮 表示生產線之電源極性錯誤。q3.將接地儀器上之電源開關打開，觀察接地儀器上之氖燈及蜂鳴器，亮綠燈及蜂鳴器不響 表示OK；亮紅燈及蜂鳴器會響表示NG。q校驗測試程序校驗測試程序: 每日只要把接地儀器上接地測試端之電線拔離生產線之地線，接地儀器上之氖燈會亮紅燈及蜂鳴器會響則表示接地儀器

12、通過測試；如測試時紅燈未亮或蜂鳴器未響，請通知MES測試人員維修。靜電環(huán)測試器靜電環(huán)測試器功能功能: :檢測作業(yè)員所戴之靜電環(huán)功能是否正?？山邮艿姆秶?50千歐姆至10百萬歐姆)交驗頻率交驗頻率: 1次/年操作操作步驟步驟:1.檢查檢測器接地線是否確實接地2.將靜電環(huán)以正常操作程序佩戴3按下測試鈕4. 靜電環(huán)靜電環(huán)功能：主要為防止HBM對于ESDS元件的破壞型式：念帶式、金屬、紡織品、松緊帶式安全性：必須要有限流電阻(通常為1M ,1/4W) 來保護人體安全，接地線與靜電環(huán)分離的拉力為1-5 lb. 五.ESD防制作業(yè)規(guī)范q 教育訓練及認證 各單位須有一固定之ESD負責人，并經(jīng)過公司安排之教育

13、訓練與培訓，負責安排每日的測試工作與記錄，并作每月的自主檢查。 各單位視各自情況安排內部教育訓練并應附有檢定之記錄。 所有于靜電安全工作區(qū)域作業(yè)之人員，均需通過教育訓練及檢定。q ESD管制標志及表示q靜電安全工作站須以黃底黑字顯示靜電注意標 示，除 非該工作站位于靜電安全區(qū)域內。q標示置放于靜電安全工作站外，大小為距離1公尺處可 清楚讀取標示上之字體。q所有放置ESD敏感元件之容器應于顯而易見的位置貼上ESD靜電防護標簽。q靜電安全工作站之作業(yè)指導書應附有ESD靜電防護標 簽。 靜電安全工作區(qū)域中無法避免之絕緣材料(OI架、資料夾)時，應使用靜電消散液覆蓋其表面，并定期檢測是否失效。 q 靜

14、電安全工作區(qū)未使用靜電消散液q電腦熒幕應予以接地屏蔽或使用離子風扇，平衡產生 之電荷。q在靜電安全工作區(qū)外一公尺范圍內，所有物體之靜電 壓須小于100V。q工作桌墊須確實接地并將每月之 檢測結果記錄于桌墊后。 導電地板區(qū)域內，臺車須連結接地鏈(一般區(qū)域以接地線接地)，且臺車各層桌墊須予以連結導通；裝載未完成品之臺車須予以適當之防靜電遮蔽。 導電地板之導電銅箔確實銜接廠務接地線，并每月進行不定點檢測及記錄；每三個月作清洗及打導電蠟之保養(yǎng)維護(若月檢測未通過測試，即應進行維護工作) 。 所有人員進入靜電安全工作區(qū)作業(yè)，應佩戴靜電環(huán)并確實接地；每日定時檢測并記錄。 作業(yè)人員進入無塵室須穿著靜電鞋，且應每日檢測并記錄。 作業(yè)人員進入靜電安全工作區(qū)，應穿戴靜電帽或防塵帽。 靜電衣經(jīng)清洗后須檢測并記錄。 永久性靜電防護容器應符合規(guī)范，并應請廠商提供證明。q 靜電量測建議允收規(guī)范q靜電防護搬運箱(料盒)靜電消散型 - 外層阻抗值 between 106 and 109 /sq - 內層阻抗值