ESD防護基礎知識

ESD根底培訓整理課件目錄靜電的危害及歷史靜電根底知識靜電控制常見的不符合ESD控制標準的實例整理課件ESD損壞種類比例嚴重損壞10%潛在損壞60%局部損壞30%在實際中潛在損壞及局部損壞均表現(xiàn)為軟損傷〔即無法通過出廠測試篩選出來〕整理課件靜電損傷試驗對微電路中的一段線路做ESD實驗發(fā)現(xiàn)：200V~400V時線路的阻抗沒有發(fā)現(xiàn)變化600V時微電路的性能指標稍有下降，但仍能通過測試。800V~900V出現(xiàn)了局部熔斷和孔洞，線路阻抗發(fā)生了明顯變化1000V線路斷路，器件被完全損壞。整理課件人體對靜電的敏感程度在大于3000伏時，你能通過皮膚感知在5000伏時，你能聽見在10000伏時，你能看見人體對ESD的感覺整理課件局部元件ESD的敏感度大局部器件的敏感度都小于人體感知電壓,我司EPA控制電壓為±100VH公司的ESSD(靜電敏感器件)包括集成電路〔IC〕，場效應管〔MOS管〕，光電器件(LED,數(shù)碼管),厚膜(電阻),板卡及其組件整理課件88年美國ESD影響損失50億美元電子產(chǎn)品運行出現(xiàn)的故障49％的為靜電所致日本IC生產(chǎn)中的不合格品45％是靜電造成的90％ESD對元器件、電路的破壞是潛在的ESD對行業(yè)造成的損失如此巨大，加上人體對小于3000V的靜電根本上無感知，所以靜電需要引起足夠的重視.靜電在行業(yè)中的損失整理課件靜電的危害及歷史靜電根底知識靜電控制常見的不符合ESD控制標準的實例目錄整理課件有關靜電名稱解釋靜電：靜電就是物體上多余的電荷,所產(chǎn)生的效應包括帶電體之間力的作用和電場。靜電放電〔ESD—ElectrostaticDischarge〕：帶有不同靜電電勢的物體或外表之間的靜電電荷轉(zhuǎn)移。有兩種形式：接觸放電，電場擊穿放電。靜電敏感度(ESDS—ElectrostaticDischargeSensitivity)靜電敏感器件(ESSD—ElectrostaticSensitiveDevices)EPA：ESDProtectArea(ESD防護區(qū)域):抑制靜電荷的積累和靜電壓的產(chǎn)生；平安、迅速、有效的消除已產(chǎn)生的靜電荷ECA：ESDControlArea(ESD控制區(qū)域)EOS：ElectrostaticOverStrength〔電過應力〕整理課件靜電的產(chǎn)生－幾種靜電產(chǎn)生方式靜電的產(chǎn)生有三個途徑。。。1.接觸別離〔最常見的‘摩擦’〕2.電感效應3.電容效應電容效應只增加靜電破壞的風險程度，并沒有改變電荷量！思考：溫度變化是否能產(chǎn)生靜電整理課件靜電的產(chǎn)生－摩擦起電主要來源：接觸+‘摩擦’壓力或+別離‘摩擦’生電整理課件靜電的產(chǎn)生－摩擦起電的影響因素材料〔包括材料的相對性〕

接觸力別離速度

環(huán)境濕度在枯燥和快速移動活動中使用不當?shù)牟牧先菀桩a(chǎn)生高靜電和增加靜電破壞風險！接觸面積和外表粗糙情況決定靜電量的主要因素：整理課件靜電的產(chǎn)生－摩擦起電環(huán)境對靜電的影響相對濕度越高越好(>60%)；高濕度對于一些考慮(例如腐蝕、污染)不利；

折中濕度要求45%~75%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。。。整理課件靜電的產(chǎn)生－電感效應電感效應++++++++++++++++--------++++++++++++++++++--------+++++++++ChargedobjectUnchargedObject+++++++++-------------注：絕緣體不能夠被電感生電!整理課件靜電的產(chǎn)生－電容效應C=

o

rA/d

o=8.85X10-12F/m10votls1,000volts!!!d

r=材料的相對介電常數(shù)V=Q/CdV靜電壓并非固定值！整理課件靜電的產(chǎn)生－靜電的特性高電位：可達數(shù)萬至數(shù)十萬伏，操作時常達數(shù)百至數(shù)千伏〔人通常對3.5KV以下靜電不易感覺到〕。低電量：靜電流多為微安級〔尖端瞬間放電例外〕。作用時間短：微秒級。受環(huán)境影響大：特別是濕度，濕度上升那么靜電積累減少，靜電壓下降。整理課件靜電的損傷方式半導體氧化層周圍的電壓超過了氧化層介質(zhì)擊穿電壓氧化層越薄，對靜電越敏感。在ESD事件中產(chǎn)生的熱量使器件局部過熱和使接點融化，過熱和短路會損壞器件熱是由放電電流產(chǎn)生的熱能與放電電流的平方成正比電介質(zhì)擊穿熱擊穿整理課件靜電的損傷方式硬損傷：器件不能工作軟損傷：ESD減弱了器件或單板的性能，但仍能通過測試。單板或器件的特性變差，最終失效。整理課件靜電的損傷方式－EOSESD能引起電過應力〔EOS〕，熔化器件的金屬局部EOS有以下特點：持續(xù)時間較長的大電流對器件的大面積損傷損傷可以明顯觀察到整理課件材料的電特性絕緣體是個問題，因為靜電可以產(chǎn)生和累積其上。而導體也可能是個問題。因為導體造成快速的放電，以及受到外來感應！最終造成電暈放電或電感破壞現(xiàn)象。ConductorInsulator在ESD領域，材料分為絕緣體、導體、靜電耗散材料整理課件材料的電特性－絕緣體限制電子自由移動很大的體電阻≥1x1011Ω很少有電子在物體中移動能夠保持大量電荷在同一種物體的上的不同地方可以保持正電荷和負電荷。絕緣體的耗散只能通過環(huán)境〔離子風機、涂防靜電液等〕，不能通過自己的外表注意：紙板和木頭在濕度較高時因為吸水具有靜電耗散性能，濕度較低〔一般小于50%左右〕時表現(xiàn)為絕緣性能。整理課件材料的電特性－導體電子在導體外表和體內(nèi)流動體電阻＜1x104Ω如果連接到地，電荷能被中和電荷能被積累在沒有接地的導體上在導體上的電荷瀉放快整理課件材料的電特性－人體最容易產(chǎn)生靜電對地能儲存電荷人在走動時產(chǎn)生靜電產(chǎn)生15千伏的靜電很常見產(chǎn)生35千伏的靜電是可能的，但不常見

整理課件材料的電特性－靜電耗散材料電子在材料的外表可以自由移動，但移動的速率由于電阻而受到控制如果被接地，電荷將被緩慢的釋放掉體電阻≥1x104～＜1x1010Ω思考：導體電阻小，更易釋放物體上的靜電，為何不選用導體作為靜電耗散材料？整理課件靜電耗散材料－抗靜電包裝袋Antistatic包裝袋常被稱為“粉紅塑膠袋〞

聚乙烯填入控制材料或涂層參加粉紅色素以方便和非防靜電材料進行區(qū)分

有無靜電和散電功能，但沒有屏蔽能力

通常用以包裝非敏感器件，使和敏感器件共同使用時不會出現(xiàn)靜電而對ESSD件造成損壞1×109≤R<1011/typical整理課件靜電耗散材料－靜電屏蔽袋靜電屏蔽袋利用多層多材料技術來對所有靜電放電模式進行防護。。。聚乙烯層Antistatic

可熱壓封口

耐拉

良好絕緣強度聚酯層

耐拉外形穩(wěn)定〔不變形〕

良好絕緣強度

耐擊穿導電金屬膜層

低電阻<102

/?

透光性>40%

連續(xù)導電面耐磨涂層或dissipative涂層整理課件防靜電采用標識整理課件問題點：1、如何判斷材料是否為防靜電材料？可以通過是否儀器檢測出來？2、如何消除絕緣體上的靜電壓？3、ESSD器件焊接到單板上后是否等效ESSD器件？4、液體、粉末是否能產(chǎn)生靜電？5、常見的靜電敏感器件有哪些？整理課件目錄靜電的危害及歷史靜電根底知識靜電控制常見的不符合ESD控制標準的實例整理課件ESD控制-技術依據(jù)4項根本技術依據(jù)…1.制止靜電的產(chǎn)生2.通過設計在產(chǎn)品中置入保護3.消除產(chǎn)生的靜電4.控制放電的途徑和速度整理課件ESD控制-控制原那么建立EPA區(qū)域在EPA控制區(qū)域操作所有靜電敏感器件運輸所有靜電敏感器件要用法拉第籠測試和監(jiān)控整個靜電控制流程整理課件ESD控制－EPA根本要求區(qū)域明確定義和標識定義區(qū)域的防護水平對區(qū)域內(nèi)的所有導體包括人員可靠接地消除一切不必要的靜電產(chǎn)生源運用12英寸原那么ESD防護體系文件的建立整理課件ESD控制-識別WHO?供給商管理人員設計師采購庫房人員測試和裝配人員運輸人員用服市場顧客WHERE?產(chǎn)品設計實驗室供給商IQC倉儲周轉(zhuǎn)車工具包手動和自動插件SMT波峰焊裝配和測試維修工位理貨和包裝用服整理課件ESD控制-控制點環(huán)境個人材料地板

個人物品

原材料溫濕度

工衣

周轉(zhuǎn)材料工作臺

工鞋

包裝材料工裝夾具

接地

…………

……另外建立完善的控制操作流程整理課件ESD控制－環(huán)境控制生產(chǎn)制造和維修區(qū)域?qū)儆陟o電高風險區(qū)域〔定義為一級EPA〕：溫度：20~28℃相對濕度(RH)：45~75%注：一級EPA應該使區(qū)域內(nèi)靜電壓控制在100V以下其它防靜電工作區(qū)環(huán)境的溫濕度一般要求：溫度：20~30℃

相對濕度(RH)：30~70%整理課件ESD控制-接地系統(tǒng)接地是靜電瀉放的關鍵措施，EPA內(nèi)必須有獨立可靠的防靜電接地系統(tǒng)，工作中產(chǎn)生的的靜電才能平安有效地瀉放，防止靜電的累積。防靜電接地必須有一個平安可靠的防靜電接地母線〔防靜電地線〕，所有人體、工作臺、臺墊、工具等以并聯(lián)的方式接入防靜電接地母線。EPA內(nèi)防靜電工作臺上的所有儀器、AC工具、金屬體及等必須連接到公共接地點上，人體腕帶、防靜電臺墊、防靜電地墊、導體和靜電耗散的材料防靜電器具等需要串接1MΩ電阻〔或等效串接1MΩ的電阻〕后連接到接地系統(tǒng)上設施的接地線建議采用黃綠色或黃色線，連接點應該采用螺釘、焊接、雙線交繞的緊固連接方式，保證連接點連接可靠、接觸電阻小，禁止使用鱷魚夾、掛接等不可靠的連接方式。整理課件ESD控制－接地方式采用三相五線制供電系統(tǒng)中的地線，引入電源零線的同時，單獨引出大地地線作防靜電接地線，工程上稱為“一點引出電阻隔離〞。電源主變電箱到大地的接地電阻應小于4Ω。如下圖：整理課件ESD控制－防靜電工作臺防靜電臺墊的尺寸應不小于工作臺面的大小。當防靜電臺墊上附著有絕緣性的油膜、樹脂和其他污物時，應及時使用中性清洗劑〔酒精〕或防靜電劑進行清潔。多個防靜電工作臺的接地線不能相互串接，應以并聯(lián)方式與公共接地線連接，每塊臺墊〔地墊〕必須且只需接一根防靜電地線壓接靜電地線聯(lián)接端子時應從防靜電臺墊/地墊的正面壓下，使其穿過臺墊并緊固，以保證電接觸良好。防靜電臺墊均須正面〔即防靜電面〕朝上、反面〔即導電面〕朝下鋪設。整理課件ESD控制－防靜電工作臺外表電阻:1*106~1*109Ω對地電阻:7.5*105~1*109Ω外表電阻:1*102~1*105Ω耗散層接地導電層整理課件ESD控制－防靜電工作臺理想的防靜電工作臺可接受的防靜電工作臺整理課件ESD控制－人員控制人體的運動和操作過程是產(chǎn)生靜電的主要根源，任何進入防靜電區(qū)域或接觸〔包括直接和間接接觸〕ESSD〔靜電敏感器件〕的人員，必須嚴格遵循防靜電標準，貫徹執(zhí)行靜電防護措施。接受防靜電知識培訓和教育是對每位員工的根本要求，是減少靜電危害的根本方法和途徑之一所有人員進入EPA前必須穿好防靜電工作服和防靜電工作鞋，已配發(fā)工作帽的還必須戴好工作帽〔將頭發(fā)盤繞到工帽內(nèi)，要求頭發(fā)不等外露〕。無防靜電工作鞋的，必須穿防靜電拖鞋；工作服外部嚴禁攜帶除工卡和筆之外的金屬物件和塑料物件；更換工作服應在指定地點進行，不允許在生產(chǎn)現(xiàn)場穿、脫工作服。防靜電工作服、工作鞋等要勤洗勤換，建議洗換頻次1次/周，員工著裝工衣、工鞋、工帽無破損污穢現(xiàn)象。整理課件

進入防靜電區(qū)域的所有作業(yè)人員、接觸產(chǎn)品的其他人員，每天上崗前應使用腕帶測試儀對所配發(fā)的防靜電腕帶進行測試，并做好測試記錄；進入生產(chǎn)區(qū)域前必須經(jīng)人體綜合電阻測試三輥閘機ESD控制－人員控制整理課件ESD控制－人員控制接觸ESSD及組件之前應戴好防靜電腕帶，防靜電腕帶插入香焦插孔中，要保證腕帶與皮膚接觸良好，在戴腕帶處皮膚上不得涂護膚油、防凍油等絕緣物質(zhì)。工服外部嚴禁攜帶除工卡和筆之外的金屬物件，防靜電鞋內(nèi)不得墊鞋墊。防靜電手套或棉質(zhì)手套較臟時應及時清洗干凈，通常情況下手套使用期限為一周，在污損較少的場合最長使用期限不超過半個月，逾期一律以舊換新。整理課件整理課件ESD控制－人員控制每日上班ESD自查十步1、測試腕帶和人體電阻并做記錄。2、視查工作區(qū)所有ESD敏感器件、單板都放置在防靜電周轉(zhuǎn)工具或包裝中。3、確定工作區(qū)內(nèi)防靜電周轉(zhuǎn)工具或包裝中沒有靜電源。4、確認工作區(qū)域內(nèi)所有防靜電工具都有ESD標識。5、確認工作區(qū)內(nèi)的靜電源例如：非防靜電塑料袋、非防靜電泡膜、橡膠等遠離ESD敏感器件和敏感單板〔至少30CM〕。6、確認你的工作臺的臺墊為防靜電臺墊，工具為防靜電工具。7、確認在你的工作臺上的清潔用品、溶劑、噴霧器等工具已被EPA區(qū)域責任人確認可以使用。8、確認你的工作區(qū)域內(nèi)的工作臺、設備和儀器平安、可靠接地，尤其對那些經(jīng)常移動的設備要特別注意。9、不允許人體電阻沒通過測試的人員進入EPA控制區(qū)域。在操作ESD敏感器件和單板時必須帶防靜電腕帶。10、如果你的工作臺裝了離子風機，在工作時應翻開，并保證其位置正確。整理課件ESD控制－人員控制方式

拿板手式放板手式離子風扇整理課件ESD控制－設備/儀器/工具/工裝防靜電工作區(qū)內(nèi)的各種設備、儀器、工具、工裝都應實施靜電防護措施，例如接觸或靠近靜電敏感器件〔ESSD〕的局部應盡可能使用防靜電材料，對特殊情況下不可防止須使用非防靜電材料〔外表電阻RS≥1.0×1011Ω〕時應采用靜電中和〔離子風機〕或定期涂抹抗靜電劑、涂層等其他防護措施，有效地消除、抑制或泄放靜電

使用高壓電源具有金屬外殼的設備、儀器、工裝、工具必須選用三芯電源插座，并確保其已可靠連接到保護地線上，以使其配接時設備、儀器、工裝、工具的金屬外殼能夠自動接保護地。整理課件ESD控制－設備設備上的臺面根據(jù)實際需要可以鋪設防靜電臺墊并進行軟接地，但是臺墊的鋪設不得影響設備的正常運行或帶來其他危害落地設備如SMT、波峰焊機、流水線等，臺式設備如元器件成型機等都應直接與電氣保護地線相連。設備上接觸ESSD的部件和靠近ESSD的運動摩擦部件必須采用防靜電材料或?qū)w材料制作，并保證這些部件具有可靠的接地通路，這些部件禁止使用非防靜電材料。設備上的導體部件必須采用硬接地。整理課件ESD控制－儀器防靜電區(qū)域內(nèi)使用的測試儀器應具有防靜電性能，儀器的電源線必須具有電氣保護地線并通過插座與電氣保護地連接，儀器的外殼需要采用導線與電氣保護地直接連接，實施加強接地措施。測試儀器系統(tǒng)必須具有公共接地點，并且并聯(lián)接地〔禁止串連接地〕保證儀器等電位接地。整理課件ESD控制－工具清潔單板和產(chǎn)品的毛刷必須使用防靜電毛刷，材料的電阻滿足1.0×104Ω≤R＜1.0×1011Ω，摩擦電壓小于100V或靜電電壓耗散到100V以下的時間小于2秒。禁止使用普通塑料毛刷。清洗時應帶好防靜電腕帶。防靜電烙鐵、防靜電真空吸錫器等電動、氣動手工工具在使用前應首先接地。防靜電烙鐵的金屬外殼應接保護地，烙鐵頭必須具有硬接地通路，烙鐵頭的接地電阻要求＜1.0Ω，由于烙鐵頭的高溫氧化問題，日常檢查測試時烙鐵頭接地電阻＜20Ω可以接受。工具上需要接觸ESSD的局部應防止使用導體和絕緣材料，接觸靜電敏感元件的工具如IC起拔器、鑷子、吸錫器等必須是不易產(chǎn)生靜電、易于瀉放靜電的防靜電材料，如果由于特殊原因選取了非防靜電材料，使用時應進行靜電中和處理。整理課件ESD控制－包裝注意：包裝單板時屏蔽袋在寬度滿足單板的要求下，長度要比單板長至少10cm。嚴禁直接用手接觸IC，特別是其引腳。用手接觸IC須戴防靜電手套或指套。單板包裝的主要方式有：A、防靜電屏蔽袋+粉紅色氣珠袋原那么是：屏蔽袋在寬度滿足單板的要求下，長度要比單板長至少10cm。B、吸塑盒+防靜電填充材料〔防靜電氣泡帶、防靜電泡沫〔可選〕〕+紙箱靜電敏感器件和單板的周轉(zhuǎn)包裝材料應是防靜電材料，主要的周轉(zhuǎn)包裝有防靜電屏蔽袋、防靜電袋、吸塑盒、防靜電器件盒、防靜電泡沫、防靜電箱、防靜電周轉(zhuǎn)車。整理課件ESD控制－包裝操作進行包裝操作之前應檢查是否已采取必要的防靜電措施，如穿防靜電工作服、防靜電鞋，戴防靜電腕帶或防靜電手套、指套等。屏蔽袋〔吸塑盒〕操作指引檢查防靜電屏蔽袋內(nèi)外層及隔震外套〔氣泡袋〕是否完好無損；將靜電敏感器件或組件放入指定規(guī)格的屏蔽袋〔吸塑盒〕中；如要轉(zhuǎn)運，須使用防靜電膠帶將屏蔽袋口封上，吸塑盒需將其嚙合處扣緊。注意：A.防靜電屏蔽袋假設無嚴重破損，應回收供循環(huán)使用B.防靜電袋屏蔽層假設出現(xiàn)較嚴重破損，如穿孔、破裂、復合層別離等，那么應停止循環(huán)使用，作報廢處理。C.每個防靜電屏蔽袋原那么上只能裝一塊單板組件，特殊情況下需同時裝多塊小板時必須用內(nèi)袋層或其它防靜電材料相互隔開，不得直接接觸混放。整理課件ESD控制－存儲/周轉(zhuǎn)/運輸靜電敏感器件及其組件在存儲、周轉(zhuǎn)、運輸過程中都必須采用防靜電包裝，即采用法拉第籠的包裝形式，防止器件受到靜電損傷。在存儲、周轉(zhuǎn)、運輸過程中都不得對ESSD進行拆包等直接操作，只能在EPA內(nèi)的防靜電工作環(huán)境中進行對ESSD的直接操作。靜電敏感器件在周轉(zhuǎn)過程中，勿靠近強靜電、強電場、磁場或輻射場，如電腦顯示器上方等。禁止使用拉伸膜、普通粘膠帶等易產(chǎn)生高壓靜電的絕緣材料包裹靜電敏感器件及其組件。必要時請選擇或設計其它不易產(chǎn)生靜電的輔助工具或材料用于這些物料的防倒等。任何時候都不得將靜電敏感器件及其組件堆疊裸放在一起存放和周轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)運靜電敏感器件及其組件應輕拿輕放，嚴禁摔打、碰撞、劇烈摩擦或跌落整理課件ESD控制－存儲/周轉(zhuǎn)/運輸靜電敏感器件及其組件不得直接放置于貨架或不具防靜電功能的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)或周轉(zhuǎn)車上，應通過防靜電袋或防靜電周轉(zhuǎn)箱儲放。靜電敏感器件盡量保持原包裝狀態(tài)，嚴禁隨意拆封。用于靜電敏感器件散裝清點和發(fā)料的工作臺必須鋪設防靜電臺墊，并可靠接地。操作人員應佩帶防靜電手套、指