ESD防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材 (2)課件

FITTECESD防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材1一、目前,電子產(chǎn)品中已經(jīng)應(yīng)用了很多微電子器件。這種器件的特點(diǎn)是低功耗、低電壓、高輸入阻抗和集成化。但是，這種器件耐壓低、允許通過的電流不大對靜電敏感。靜電放電現(xiàn)象在日常生活、工作中處處發(fā)生，靜電電場及靜電電流時(shí)時(shí)刻刻在威脅著那些對靜電敏感的器件，這些器件隨時(shí)都有受靜電影響而損壞或失效的危險(xiǎn)，靜電也是無形殺手,所以生產(chǎn)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都要采取措施消除靜電。二、靜電的防護(hù)（可以從三方面來進(jìn)行）：（1）加強(qiáng)對有關(guān)操作人員的靜電防護(hù)知識(shí)教育及制訂操作規(guī)程；（2）對電子產(chǎn)品采用靜電防護(hù)設(shè)計(jì)；（3）電子器件、儀器及設(shè)備在整個(gè)生產(chǎn)過程中采用靜電防護(hù)技術(shù)。前言：21、靜電（Electrostatics):物體所帶過?；虿蛔愕南鄬o止不動(dòng)的電荷。2、靜電放電ESD（Electrostaticdischarge-ESD):

具有不同靜電的物體，由于直接接觸或靜電感應(yīng)引起物體間的靜電電荷轉(zhuǎn)移。（見圖1）3、人體有感覺的靜電放電電壓在3000-5000V之間,而元件發(fā)生損壞時(shí)的電壓僅幾百伏.4、靜電感應(yīng)（Electrostaticinduction):

當(dāng)帶靜電的物體靠近某一介質(zhì)時(shí)，在該介質(zhì)表面因感應(yīng)而帶電荷，形成感應(yīng)電場。5、靜電敏感器（Staticsensitivitydevice-SSD):

對靜電放電敏感的器件（易被靜電擊穿的器件）6、中和（Neutralization):

利用異性電荷使靜電消失7、接地（Grounding):

電氣連接到能提供或接受大量電荷物體上（如大地、動(dòng)載工具外殼）8、泄放（Leakage):將靜電荷安全泄放到大地。第一章：名詞解釋（見圖1）31、靜電的產(chǎn)生（自然現(xiàn)象）1.1兩種不同起電序列的物體通過摩擦、碰撞、剝離等方式在接觸分離之后在一種物體上積聚正電荷，另一種物體上積聚等量的負(fù)電荷。由于兩種不同的物體相互緊密接觸時(shí)，它們最外層電子的逸出功不同，電子從逸出功較小的物體跳逸到逸出功較大的物體中去。此外，導(dǎo)體靜電感應(yīng)、壓電感應(yīng)、電磁輻射應(yīng)等也能產(chǎn)生很高的靜電壓。1.2產(chǎn)生靜電的原因很多,主要與物體的特性、表面狀態(tài)、接觸面積、接觸壓力、摩擦速度、帶電量、帶電性溫度、濕度等有關(guān)。相對濕度越大時(shí)，物體表的導(dǎo)電性增加，電荷在物體上將減少儲(chǔ)存，大部分傳至表面而泄漏，相對濕度小時(shí)，電荷就很難泄露。2、工廠內(nèi)常見的靜電源：靜電源指可產(chǎn)生靜電荷的物體。

2.1

環(huán)境：2.1.1地板：封蠟的混凝土、打蠟?zāi)镜匕?、普通的維尼龍磁磚或平板、人造革化纖毛毯。根據(jù)靜電源材料，靜電荷的多少，分離速度，環(huán)境濕度的不同而不同。

第二章：靜電的來源及其危害（濕度見圖9）（圖9）5第二章：靜電的來源及其危害2.1.2工作面：涂蠟，涂漆或凡立水處理的表面，普通的乙烯或塑膠臺(tái)面。2.1.3工廠主要設(shè)備：SMT、DIP、維修等機(jī)器設(shè)備、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、變壓器、發(fā)電機(jī)等。（見圖10）

2、2人：2、2、1人的皮膚表面。2、2、2人穿的服裝---不允許有普通化纖、毛料及對濕度30%以下時(shí)的純棉。2、3材料：2、3、1原材料：（服裝、帽子、鞋子、椅子、周轉(zhuǎn)箱、元件盒、屏蔽蓋、夾具等均為防靜電材料）2、3、2包裝材料：A、普通的塑膠------袋、紙、封皮；

B、普通的氣泡套；

C、普通的塑膠盤、塑膠籃、塑膠瓶、料盒；√×無靜電紙（圖11）（圖10）6第二章：靜電的來源及其危害2、4制程：2.4.1噴洗清洗機(jī)2.4.2普通的塑膠吸錫工具2.4.3烙鐵頭未接地的電烙鐵2.4.4人造毛制作的溶劑刷子2.4.5液體或蒸汽的清洗或干燥2.4.6烤箱2.4.7低溫噴洗2.4.8發(fā)熱槍和吹風(fēng)機(jī)2.4.9噴砂2.4.10相關(guān)圖示（見圖12）×√扁三腳插頭（圖12）75、（ESDS）靜電放電敏感元器件：（一）第二章：靜電的來源及其危害95.（ESDS）靜電放電敏感元器件：（一）

1級：敏感電壓范圍0~1999V

元器件類型微波器件（肖特基勢壘二極管、點(diǎn)接觸二極管和其它工作頻率大于1GHZ的檢測二極管，離散型MOS場效應(yīng)晶體管，聲表面波（SAW）器件，結(jié)型場效應(yīng)晶體管（JEETS），電荷耦合器件（CCDS），精密穩(wěn)壓二極管（線或加載電壓穩(wěn)定（0.5%),運(yùn)算放大器（OPAMPS）

續(xù)表1薄膜電阻器，集成電路，使用1級元器件的混合電路，超高速集成電路（VHSIC），環(huán)境溫度100℃時(shí)，10＜0.175A的晶體閘流管（SCRS）第二章：靜電的來源及其危害IC等晶體管（見圖13）（濕度見圖13）10第二章：靜電的來源及其危害5.（ESDS）靜電放電敏感元器件：（二）

2級：敏感電壓范圍2000~3999V

元器件類型由附錄A（補(bǔ)充件）試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定為2級的元器件和微電路低功率雙極型晶體管，Ptot≤100mW,Ic＜100mA離散型MOS場效應(yīng)晶體管結(jié)型場效應(yīng)晶體管（JEETS）運(yùn)算放大器（OPAMPS）集成電路（ICS）超高速集成電路（VHSIC）精密電阻網(wǎng)絡(luò)（R2）使用2級元器件的混合電路（見圖14）集成電路精密電阻、混合電路場效應(yīng)晶體管等11第二章：靜電的來源及其危害6、ESD失效模式6.1熱二次擊穿：發(fā)熱---融化---過熱增大融化—短路6.2金屬渡層融熔：金屬層式融合引線燒熔6.3介質(zhì)擊穿（電壓擊穿）：一般潛在失效最終形式一次擊穿6.4氣弧后電壓放電：引起功能退化6.5表面擊穿：絕緣表面6.6體擊穿：二次擊穿產(chǎn)生體注意呀!13第二章:靜電的來源及危害14第二章:靜電的來源及危害15第三章：ESD防護(hù)操作系統(tǒng)2、2接地：2.2.1防靜電系統(tǒng)必須有獨(dú)立可靠的接地裝置，接地電阻一般應(yīng)小于4歐，接入時(shí)，增加限流電阻。2.2.2防靜電地線不得接于電源零線上，不得與防雷地線共用。2.2.3使用三相五線制供電，其大地線可以作為防靜電地線（零線、地線不可混接）2.2.4防靜電設(shè)備連接端子應(yīng)確保接觸可靠，易裝拆，允許使用各種夾式連接器，如鱷魚夾、插頭座等。2.2.5靜電地：軟接地；電源地、設(shè)備地：硬接地。2.2.6接地系統(tǒng)泄露電流不超過5mA，極限流電阻下阻值取1MΩ

2、3

天花板材料：應(yīng)選用抗靜電型材料制品，如石膏板制品2、4墻壁面料應(yīng)使用抗靜電型墻紙，例如：石膏涂料，石灰涂料2、5濕度控制防靜電工作區(qū)的環(huán)境相對濕度以不低于50%為宜173、防靜電設(shè)施：3.1靜電放電保護(hù)區(qū)域(EPA)（見圖16）靜電放電保護(hù)區(qū)域(EPA),有時(shí)指安全操作區(qū),是任意一種靜電放電控制措施的核心所在.在此區(qū)域中,靜電放電敏感元件(ESDS)或電路板,或包含這些的組件,都可以很安全地工作,因?yàn)殡姾傻臄?shù)量得到控制,而不會(huì)產(chǎn)生破壞性電壓.這種區(qū)域中通常包含工作臺(tái)或工作臺(tái)組,工作站,自動(dòng)插件機(jī)一類的處理設(shè)備或者一塊生產(chǎn)區(qū).EPA的范圍必須清楚的標(biāo)明,最好設(shè)置一圍一欄以防止未經(jīng)允許的無關(guān)人員入內(nèi),EPA區(qū)域內(nèi)應(yīng)使用靜電荷積累最小的材料,并且可使電荷以受控制的方式泄入到大地中.

第三章：ESD防護(hù)操作系統(tǒng)（圖16）183.2靜電安全工作臺(tái)：通過限流電阻接地,工作臺(tái)不可串聯(lián)接地由于工作臺(tái)、防靜電桌墊、腕帶接頭和接大地線等組成，靜電安全工作臺(tái)上不允許堆放塑（片）、橡皮、紙板、玻璃等易產(chǎn)生靜電的雜物，圖紙資料應(yīng)裝入防靜電文件袋內(nèi)。3.3防靜電腕帶：直接接觸靜電敏感器件的人員均應(yīng)戴防靜電腕帶，腕帶應(yīng)與人體皮膚良好接觸，腕帶系統(tǒng)對地電阻為1M~10M范圍內(nèi)。（圖17）ESD地線系統(tǒng)接大地防靜電腕帶防靜電接地線防靜電墊150KΩ1M～5MΩ無線有線第三章：ESD防護(hù)操作系統(tǒng)19第三章：ESD防護(hù)操作系統(tǒng)3.4防靜電容器：在電子元件、產(chǎn)品、設(shè)備研制生產(chǎn)過程中，一切貯存、周轉(zhuǎn)ESD的容器（元件袋、轉(zhuǎn)運(yùn)車、存放盒等）應(yīng)具備靜電防護(hù)性能。不允許使用金屬和普通塑料容器,必要時(shí),存放部件用的周轉(zhuǎn)車（箱）應(yīng)接地。3.5防靜電工作服：防靜電工作帽、防靜電工作鞋使用防靜電布料制作。3.6工位：工作臺(tái)面、工作凳面，采用ESD保護(hù)材料。3.7包裝：靜電敏感的元器件、產(chǎn)品采用對用對應(yīng)的保護(hù)性包裝,包裝的器必須采用防靜電放盒、防靜電塑料袋、周轉(zhuǎn)箱導(dǎo)電海棉等。3.8靜電電壓與接觸電阻的關(guān)系:接觸電阻（MΩ）0.2711050100∞最大靜電電壓(V)＜1＜21130801550√×無靜電紙（圖19）21第四章：工廠一般防靜電要求（基礎(chǔ)部分）1、防靜電腕帶使用前一定要先檢查（每天至少二次）2、所有靜電敏感元器件、基板在不使用的狀態(tài)下,一定要用防靜電袋或防靜電箱包起來或裝起來。見圖213、無靜電防護(hù)時(shí)不可接觸機(jī)板和靜電敏感元件見圖234、基板所用的墊子應(yīng)該是防靜電的，氣泡袋也應(yīng)該是防靜電的。5、工作人員要保護(hù)自己的地盤：不讓無防靜電措施人員接觸自己的臺(tái)面、基板、元件等。6、把所有未知的元器件都當(dāng)作靜電元器件看待。7、工作臺(tái)上不可放多余的包裝材料。8、進(jìn)入防靜電工作區(qū)前要進(jìn)行靜電放電。9、流動(dòng)人員手拿元器件、機(jī)板時(shí)必須有防靜電措施，如：戴靜電手套或元件機(jī)板用防靜電袋包裝。10、移轉(zhuǎn)元器件、機(jī)板必須有防靜電措施?！痢套笫譄o戴靜電手套圖22√靜電袋圖21圖2022第五章：ESD防護(hù)中常發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤（基礎(chǔ)部分）1、腕帶套在衣袖上，未與皮膚接觸。2、腕帶松動(dòng)，與皮膚表面接觸不良。3、腕帶夾在桌面上，桌面的另一側(cè)才接地。4、使用的白色泡沫墊基板。5、箱子無防靜電屏蔽蓋。6、特殊場合才帶腕帶。7、使用白色鐵氟龍頭光烙鐵。8、使用一般的塑膠包裝材料包裝。9、用普通溶劑清洗工作臺(tái)表面。10、粉紅色就是抗靜電（應(yīng)用靜電表測量是否達(dá)到防靜電要求），11、不用靜電表測試靜電壓