靜電防護工作教材

1、靜電防護工作教材2靜電防護訓練課程大綱1.靜電放電ESD的介紹2.如何進行靜電防護3.ESD防護的物品設備介紹靜電放電ESD介紹第一節(jié)4第一節(jié)：靜電基本常識什么是電荷? 電荷測量單位?靜電和移動中的電荷? 什么是靜電？靜電泄放(ESD)靜電的基本物理特性靜 電 如 何 產(chǎn) 生? ESD的風險？ 靜電造成的破壞形式？靜電造成的損害？靜電放電三種模式？5 閃電的產(chǎn)生,相信許多人心中曾有過的疑惑.每一個向下?lián)袈涞拈W電,都是由于雷電云層中釋放出的大量積累電荷至地球表面。6什么是電荷?接觸面當二種材料接觸,由於在材料A中其原子核對其最外圍電子的吸收力較小, 因此附到材料B上, 最后A極性為“+”, B為

2、“-”.于是產(chǎn)生了正,負兩種電荷.71.1基本概念電荷測量單位電荷是用庫侖為計量單位；一庫侖等于1018個電子；電子帶電量等于10-19庫侖。81.1基本概念靜電和移動中的電荷當在物體上的電荷是靜止時，它便是靜電；當電荷移動，就形成電流；當1庫侖電荷在1秒中通過被測量的一點時，電流為1安培。9微型閃電也有可能自己創(chuàng)造出來.首先,將你的鞋子沿著地毯拖行,鞋子由地毯吸引電子,使你帶有靜電荷.10然后伸手靠近金屬門把如同雷電云層下的大地接受并消散積累在你身上的靜電荷;當你靠近門把時,電弧如微型閃電般產(chǎn)生.11這個由我們所產(chǎn)生,能夠目視及感應的靜電泄放,持續(xù)時間不超過1秒;且其涵蓋的范圍由2000V-

3、25000V.12然而我們身邊的一般物體卻常常潛在低于2000VV-遠低于人類所能感應到的防衛(wèi);快速移動的靜電荷便能夠擊傷或損壞敏感元件.13若兩物體間的電位差足夠大，則一物體上的電荷會穿破中間的障礙，跑到低電位的物體上，我們把這種現(xiàn)象叫“靜電泄放” 皆稱為Electrostatic Discharge,或ESD-“靜電泄放”。然而，是什么原因造成ESD？1.1基本概念ESD14如同我們先前看到的,二物體相互摩擦造成電荷轉移。當鞋子摩擦地毯，電子便經(jīng)由地毯轉移到鞋子及人體，并以負號作表示。正負電荷的產(chǎn)生是因為兩物體是由不同材料組成。15因此，在這個例子中膠底些與人體由尼龍地毯獲得額外的電子，使

4、人體帶負電（用靜電壓測試器可以明顯的看出）16同時，地毯因失去電子而帶正電，人體的靜電壓升高，使人體必須經(jīng)過任一導電性物體泄放。因此當你接觸門把時電火花便產(chǎn)生，-這就是ESD。17當兩相同材料的物體接觸分離后也會產(chǎn)生靜電，特別是一般的塑膠制品。左圖為而膠帶相互排斥的現(xiàn)象，所帶的電荷相同。18當人體處于高電場的環(huán)境中,雖然不接觸帶點的物體,但也回產(chǎn)生強大的電壓. 19什么是靜電？ *結論:靜電一般是指 靜止 電荷,指物體表面出現(xiàn)不平衡電子,由不足或過剩的電子總量決定表面電荷量,電子不足帶正電,電子過剩帶負電.注意：電荷如果保持在 靜止狀態(tài)下是安全的!20靜電的基本物理特性1.有吸引或排斥的力量.

5、( 2.有電場存在,與大地有電位差.(3.會產(chǎn)生放電電流.( 14r)靜電的基本物理特性21靜 電 如 何 產(chǎn) 生?*靜電的產(chǎn)生有四個途徑。1.接觸分離（最常見的“摩擦”）: 當兩個物體表面緊密接觸,然后在分開時,一個物體的表面就會因失去電子而帶正電荷, 而另一個物體的表面也會因得到等量的電子而帶 負電荷. 當帶電的物體產(chǎn)生靜電場時, 感應生電現(xiàn)象就產(chǎn)將一塊導電體放置于感應導體中,它將會獲取靜電荷,而全然不必與原帶電子接觸.22+ Hand 人 手 Asbestos 石 棉 Glass 玻 璃 Human Hair 人 發(fā) Nylon 耐 隆 Wool 羊 毛 Lead 鉛 Silk 絲 Pa

6、per 紙 張 Cotton 棉 花 Steel 鋼 鐵 Wood 木 材 Acetate Rayon 醋酸螺瑩絲 Orlon 奧 龍 Saran 莎冉樹脂(包食物用透明膜) Polyethylene 聚乙烯樹脂 - Teflon 鐵氟龍ESD的風險更多正電更多負電制造業(yè)中常用的材料23制造工位的靜電發(fā)生實例人行走時（鞋底和地面的摩擦、衣服的摩擦） 摩擦帶電管路中液體、氣體的流動 流動帶電液體、氣體從小孔中噴出 噴出帶電儲存槽內液體的流動 攪拌帶電液體、氣體細小分開的飛散 飛沫帶電撕掉膠帶（撕掉保護膜） =剝離帶電在帶電物質的附近放置模塊的話，模塊帶電 誘導帶電24 ESD的風險25半導體裝置

7、的靜電敏感度-靜電敏感器件 (Static Sensitive Device 簡稱SED）26ESD的風險1.而敏感器件只須20Volts便能被損壞（大部分1000volts）2.大部分的靜電破壞是潛在的，并不能夠被馬上識別出。3.找出靜電破壞的證據(jù)和根源一般相當不容易，而且成本可能很高。27*主要問題是抵押 (1) 微污染. 因為任何時候晶片本身或空氣中的灰塵粒子帶 有電荷,在它附近即會出現(xiàn)一個電場,靠近這些材料將感應由此被極化. 庫倫力F即會出現(xiàn)并將它們拉在一起, 如果兩者帶 有不相同的電荷,那結果更不用說了 靜電電荷對電子工業(yè)的影響由于B上發(fā)生極化而感出庫倫力F28減少污染的需要 為了消

8、除微污染，對于有的產(chǎn)品即使對大電流不敏感，但對塵埃污染敏感的元件也需要進行靜電的防護，如FPC原材料，避免造成FPC異物，29(2) 靜電失效 大規(guī)模的生產(chǎn),包裝或測試過程中,靜電放電對電子裝置所造成的危害是無須置疑的.隨著對器件體積各容限的要求的提高,電路尺寸也已不斷地減少,但這也使得器件對靜電放電的危害的承受力的將別是在專為越來越低的工作電壓所設計的電路中,微小的電荷就能導致致件損階段發(fā)現(xiàn)問題并解決問題所需的費用多花100倍以上.靜電電荷對電子工業(yè)的影響30靜電造成的損害*1.元件吸附灰塵,改變線間的阻抗,影響元件的功能及壽命.2. 因電場或電流破壞元件絕緣層和導體,使元件不能工作.(完全

9、破壞).3. 因瞬間的電場軟擊穿或電流產(chǎn)生過熱,使元件受傷,但仍能工作,但是壽命受損.311基本概念-靜電放電三種模式人體放電模式(EOS/ESD-S5.1) (Human Body Model , HBM). 顧名思義知道此為借由人體于走動摩擦產(chǎn)生靜電，而影響到組件的模式.機械放電模式(） (電場感應模式Field Induced Model , FIM)指由于外來電場感應產(chǎn)生電荷.帶電器件放電模式(EOS/ESD-S5.3) ( Charged Device Mode,CDM).上述FIM模式中當組件被移離開電場,巧遇機緣將電荷引導接地就變成導接地就變成CDM模式。32電子產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用

10、的全過程,從器件制造到插件裝焊,整機裝聯(lián),包裝運輸直至產(chǎn)品應用都在靜電的威脅之下.易遭受靜電破壞的場所如何進行靜電防護第二節(jié)34第二節(jié)如何進行靜電防護？ ESD防護的首要認知材料的類型認識環(huán)境的濕度的考慮防靜電工作區(qū)靜 電防護基本原則原則一:在靜電安全區(qū)域使用或安裝敏感元件原則二:用靜電屏蔽容器運送敏感元件或電路板原則三:定期檢測所安裝的靜電防護系統(tǒng)是否操作正常原則四:確保供應商明白及遵從以上三大原則其它靜電防護的原則導電性物體的靜電消除非導體靜電的消除靜電防護工作中,作業(yè)人員應注意事項35第二節(jié)如何進行靜電防護 -防護的首要認知ESD的首要認知是:你個人是整個防制過程中最重要的一部分,ESD

11、主要癥結在于人員的管理問題.缺乏人員的完全參與,任何的防護計劃均無法實行.36和電子器件相比之下，我們敏感性極差 ：1。人能 * 感覺到：20003000Volts 聽到：40005000Volts見到： 5000Volts2。大部分的靜電破壞是潛在的，并不能夠被馬上識別出。而敏感器件只須100Volts便能被損壞（大部分1000volts）3。找出靜電破壞的證據(jù)和根源一般相當不容易，而且成本可能很高。第二節(jié)靜電防護-缺乏管制意識的主要原因37第二節(jié)靜電防護-材料的類型認識*1。絕緣體：絕緣體是個問題，因為靜電可以產(chǎn)生和積累其上。最終造成電暈放電電感破壞現(xiàn)象。2。導體：導體也可能是個問題。因為

12、導體造成快速的放電，造成大電流，產(chǎn)生破壞。 3。不完全導體：理想材料，可以讓電荷緩慢地排出。 其表面電阻大于等于1X10 ，小于1X10黑膠箱吸塑盤41238第二節(jié)靜電防護-要求(環(huán)境的濕度的考慮)空氣中的水氣增加空氣的導電性，因此減少靜電的產(chǎn)生或累積。 相對濕度越高越好（60%）； 高濕度對于一些考慮（如腐蝕、污染）不利；折中濕度要求40%-60%； 低于30%的濕度對于Class 1防御要求十分困難；濕度的作用類似離子風機，但效率較低。濕度在50以上ESD變小相對濕度靜電電壓100%39第二節(jié)靜電防護-靜 電防護基本原則離子風機防靜電桌 墊防靜電工作臺屏蔽袋防靜電地 板警示標貼1.隔離/屏

13、蔽控制2.等電位控制3.接地控制防靜電工作站原則一:在靜電安全區(qū)域使用或安裝敏感元件40靜電安全工作區(qū)2靜電屏蔽容器靜電安全工作區(qū)1第二節(jié)靜電防護-靜 電 安全區(qū)域導電材料及接地系統(tǒng),使產(chǎn)生靜電運動物體及時洩放或中和.規(guī)定在該區(qū)域內任意兩點之間的靜電電壓不得超100V.(CLASS1)注意:靜電工作區(qū)域標志為黃黑相間的斜條紋，線條寬度為2 5 cm，如下圖所示 防靜電標志應符合GJB 1649的規(guī)定，如下圖所示 靜電安全區(qū)域41第二節(jié)靜電防護-防靜電工作區(qū)*防靜電工作區(qū):由各種防靜電設施、器件及明確的區(qū)域界限形 成的工作場地。*公司內部由黃、黑雙色斑馬線圍起的區(qū)域為防靜電工作區(qū)。防靜電工作區(qū)域

14、42第二節(jié)靜電防護- 原則二:用靜電屏蔽容器運送敏感元件或電路板.靜電敏感元件應在必封閉的導電容器存放或運輸,只有在靜電防護工作區(qū)或容器置在接地的靜電表面,才可打開防靜電容器. 黑色靜電料盒 Tray 盤 43廠內運輸把靜電敏感元件放于周轉箱或可再用靜電電屏蔽袋或TYAY中.送往另一個部門送往另一個部門靜電屏蔽袋 周轉箱44廠外運輸必須把完成品存放于靜電屏蔽包裝材料內靜電屏蔽袋內45第二節(jié)靜電防護-原則三:定期檢測所安裝的靜電防護系統(tǒng)是否操作正常.a.定期測試靜電環(huán)及靜電鞋的接地電 阻是否介于1至10百萬歐姆內.靜電測試儀手 環(huán)靜電鞋46B 定期測試桌墊接地電阻是否介于1至10百萬歐姆之內及檢

15、查接地通路.表面阻抗測試儀47測試在用屏蔽袋是否符合規(guī)格48使用規(guī)定的清潔劑清洗防靜電工作取域內桌墊和地墊49及時向靜電防護人員報告問題并予以記錄50第二節(jié)靜電防護-原則四:確保供應商明白及遵從以上三大原則.51第二節(jié)靜電防護-其它靜電防護的原則*避免靜電敏感元件及電路板與塑膠制品或工具接觸,如計算器,電腦及電腦線端.*把所工具及機器接上地線.*用防靜電桌墊.*時常遵巡公司的電氣安全規(guī)定與靜電防護規(guī)定.*禁止沒有帶手環(huán)的員工及客人接近靜電防護工作站.*立刻告有關引致靜電電破壞的可能.52第二節(jié)靜電防護-靜電的消除方法*導電性物體的靜電消除方法.*非導體的靜電消除方法.*記住在靜電防護過程中打算

16、將靜電完全消除是困難的,但是我 們可采取措施,將靜電的產(chǎn)生和積聚控制在最小限度之內.53第二節(jié)靜電防護-導電性物體的靜電消除*導電物體的物理性是物體中的電子可以自由移動,電位會迅速一衡,達到每點電位相等.*電子自由移動特性,給導電物體接地,給予不平衡電子一個通路, 將多余的電子釋放至大地,即可消除物體帶的靜電.54第二節(jié)靜電防護-運輸過程中為何接地在靜電敏感元件的輸送過程中,外界的電場能透過絕緣性材料的容器及包裝袋,破壞包裝袋及容器內的ESDS器件.外電場穿透絕緣材料導電性將外界電場隔離55第二節(jié)靜電防護-非導體靜電的消除非導體的電荷無法在物體中自移動特性,要想將其表面電荷消除,只能采用: *

17、環(huán)境控制溫度和濕度. *用靜電導體制品取代非導體制品. *采用靜電消除劑. *采用靜電屏蔽.561. 靜電衣必須確實穿著以確保無內層衣物外露,避免其它飾物碰觸元件, 及肩長發(fā)應綁束于腦後,再戴靜電帽.第二節(jié)靜電防護-靜電防護工作中,作業(yè)人員應注意事項:572. 減少手與靜電敏感元件間非必要的接觸，且愈少愈好。第二節(jié)靜電防護-靜電防護工作中,作業(yè)人員應注意事項:58*3. 敏感元件置於靜電消散桌墊上時應將元件pin腳朝下,元件的線腳可藉此得到保護。第二節(jié)靜電防護-靜電防護工作中,作業(yè)人員應注意事項:594. 請勿在任何工作表面滑動靜電敏感元件?；瑒釉斐赡Σ敛⑦M而產(chǎn)生靜電荷。第二節(jié)靜電防護-靜電防

18、護工作中,作業(yè)人員應注意事項:605. 處理IC元件時應將接觸元件本體，避免碰觸線腳，線腳是最容易造成元件損壞的傳導路徑。第二節(jié)靜電防護-靜電防護工作中,作業(yè)人員應注意事項:616. 不可將元件置於防護容器外。第二節(jié)靜電防護-靜電防護工作中,作業(yè)人員應注意事項:627. 不可將絕緣材料及高靜電物品存放於靜電料盒或靜電工作區(qū)內,比如:塑膠資料夾或書面資料置於容器料，標簽應貼於容器外面第二節(jié)靜電防護-靜電防護工作中,作業(yè)人員應注意事項:638. 如遇任何ESD問題應立即回饋.及時向靜電防護人員報告問題并予以記錄.649. 進入靜電安全工作區(qū),應遵循公司靜電防護程序, 如著防靜電裝置. 6510.

19、注意靜電標簽靜電安全工作站須以黃底黑字顯示靜電注意標示(EIA-471)，除非該工作站位於靜電安全區(qū)域內。標示置放於靜電安全工作站外，大小為距離1公尺處可清楚讀取標示上之字體。ESD防護的物品儀器設備介紹第三節(jié)671.靜電手環(huán)(Wrist Straps)2.靜電扣，防靜電桌墊3.容 器4.工作臺，送貨車5.離子風機.6.靜電鞋及靜電工衣7.測試儀器第三節(jié)靜電防護工作站產(chǎn)品68第三節(jié)-1、靜電手環(huán)(Wrist Straps)(一)為何要戴靜電環(huán)呢? (限流電阻及金屬導體) A. 靜電釋放 B. 降低電壓,保護元件及人體 C. 限制電流,使通過人體的電流小于5MA正確配戴: A. 讓靜電環(huán)上金屬片

20、充分接觸人體皮膚 B. 保證靜電腕線確實與接地線連接 C. 每次作業(yè)之前必須用靜電環(huán)測試器測量 人體接地狀況; 測試器上綠燈亮并伴有蜂鈴聲,則表明接地狀況良好,可取用靜電敏感元件。69第三節(jié)-1 、靜電手環(huán)(Wrist Straps)(二)緊貼皮膚限流電阻確實接地易於分離靜電手腕環(huán)靜電腕線易分離型 限流電阻OKNGNG70第三節(jié)-2 、靜電扣，防靜電桌墊2.處理ESDS元件,工作臺應為接地的、去靜電桌面。絕不可使用金屬桌面代替去靜電桌面, 因為金屬桌面太容易在電氣裝置使用的地方存在不少電擊的危險。必須使用時需要加靜電消散性材料進行于金屬表面上進行隔離，如發(fā)現(xiàn)有靜電膠皮破損變色等情況時需要及時匯報PE進行更換。10610971第三節(jié)-3 、容 器在封閉的導電容器或容器盒內存放和運輸ESDS元件。 72第三節(jié)-4 、工作臺，送貨車為保護ESDS不受到外部強靜電場的影響，運送ESDS的防靜電運輸工具應由 高導電性材料（建議使用不銹鋼）制作，車子經(jīng)常固定時要求硬接地。73第三節(jié)-5、離子風機(一)必須在專用的地方安裝離子風機。 1.懸掛式離子風機應懸掛在離工作臺面60厘米的高度，離子風機的出風口不能有異物阻擋。 * 離子風機