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文檔簡介
1、靜電控制,ESD Control,靜電產(chǎn)生的物理解釋,ESD Basic Knowledge ESD基礎(chǔ)知識,Page 2,ESD Basic Knowledge ESD基礎(chǔ)知識,什么是ESD?,ESD 就是靜 電 泄 放 (Electronic Static Discharge),帶有靜電的物體靠近或接觸另一物體,只要它們之間存在電勢差,就會發(fā)生靜電荷傳遞。這種靜電荷傳遞過程我們稱之為靜電泄放。當(dāng)這種靜電荷傳遞的過程強(qiáng)度足夠大,大到可以損壞我們的產(chǎn)品,我們就稱之為ESD事件。,Page 3,任何物體都可以產(chǎn)生靜電 !,Everything can be come Charged !,ESD
2、Basic Knowledge ESD基礎(chǔ)知識,什么物體可以產(chǎn)生靜電 ?,在我們的工作區(qū)域所有物體都可以產(chǎn)生靜電! 手推車,椅子,機(jī)械手,粘膠帶,周轉(zhuǎn)箱和其它物料輸送物品 人體,手套,凈化室用抹布,凈化室用太空服,普通衣服 工作臺表面,CRT電腦顯示器,手動工具,紙,筆記本,文件夾,筆 墻壁,地板,酒精瓶, ESD 包裝,非ESD 包裝 等等都可以產(chǎn)生靜電。,Page 4,ESD Basic Knowledge ESD基礎(chǔ)知識,什么樣的材料是防靜電材料?,對于硬盤產(chǎn)品生產(chǎn),表面電阻小于1x109Ohms 的材料是理想的ESD材料。,Page 5,ESD Basic Knowledge ESD基
3、礎(chǔ)知識,ESD的危害,Page 6,對于ESD我們應(yīng)該統(tǒng)一認(rèn)識,并加以提高,ESD 是 隱 藏 的 敵 人,ESD Basic Knowledge ESD基礎(chǔ)知識,ESD 是隱藏的敵人,Page 7,針對我們的Arm產(chǎn)品,安全靜電電壓是 100V !,ESD Basic Knowledge ESD基礎(chǔ)知識,ESD 如何損害我們的產(chǎn)品,大量的靜電荷在存在電勢差的物體(人或機(jī)器)與產(chǎn)品之間快速傳遞,短時間內(nèi)產(chǎn)生很大的電流(遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過產(chǎn)品可以承受的電流)重則損毀電路,造成產(chǎn)品不能使用;輕則使電路過熱受到損傷,影響產(chǎn)品的壽命和可靠性。,Page 8,使電子元件受損的潛在缺陷占90% 在廠內(nèi)很難被發(fā)現(xiàn),電
4、子元件即時失效只占10% 在廠內(nèi)可被發(fā)現(xiàn),ESD Basic Knowledge ESD基礎(chǔ)知識,決定靜電產(chǎn)生多少的因素,決定靜電產(chǎn)生多少的因素主要有: 1 材料的導(dǎo)電性能:導(dǎo)電材料和靜電消耗材料產(chǎn)生比較少的靜電,絕緣材料產(chǎn)生很多的靜電。 2 環(huán)境相對濕度對靜電的產(chǎn)生有很大的影響,相對濕度大(空氣潮濕)靜電產(chǎn)生就少,ESD的 問題就少。反之,相對濕度小ESD的問題就多。 3 ESD地板, ESD安全的鞋(包括太空服)及腕帶 的使用對于降低人體產(chǎn)生的靜電也是非常 有效的。另外在地板上走動比不走動產(chǎn)生更多的靜電。,Page 9,ESD Basic Knowledge ESD基礎(chǔ)知識,ESD 如何損
5、害我們的產(chǎn)品,ESD 損壞的方式,直接的方式,間接的方式,1. 金屬(小電阻)接觸 帶靜電的物體接觸產(chǎn)品 (HBM) 物體接觸帶靜電的產(chǎn)品 (CDM) 2. 電路 熱拔插 帶電測試,靜電感應(yīng) 不直接接觸 電磁干擾(EMI) 不直接接觸,Page 10,降 低 成 本 提 高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 客 戶 滿 意 增 加 利 潤,ESD Basic Knowledge ESD基礎(chǔ)知識,ESD 防護(hù)的好處,Page 11,ESD Control ESD控制,我們?nèi)绾慰刂艵SD?,Three fundamental principles 三個基本的控制原理 - Ground/Bond all conduc
6、tors ( 為所有導(dǎo)體進(jìn)行接地處理。注意:人也是導(dǎo)體) - Control Charges on Nonconductors ( 控制容易產(chǎn)生較多靜電絕緣材料) - Use protective packaging for transit and storage ( 在產(chǎn)品運輸和存貯過程中使用ESD防護(hù)包裝),ESD 控制 = Man ( 人 ) + Machine (機(jī) ) +Material (料 )+Method(法 )+ Environment( 環(huán) ),Page 12,ESD Control ESD控制,ESD安全區(qū)域和ESD風(fēng)險等級,- 處理對ESD敏感的產(chǎn)品必須在ESD安全區(qū)域
7、( ESD Safe Area)內(nèi)進(jìn)行。 - 在ESD安全區(qū)域處理對ESD敏感的產(chǎn)品,必須依照ESD安全處理程序進(jìn)行。 - 沒有進(jìn)行必要的ESD防護(hù),不允許進(jìn)入ESD安全區(qū)域。,ESD敏感產(chǎn)品的處理工序依照產(chǎn)品的特點和可能 造成的ESD損壞劃分為四個ESD風(fēng)險等級: 1A 級 - 特別高的ESD風(fēng)險 1 級 - 很高的ESD風(fēng)險 2 級 - 較高的ESD風(fēng)險 ( 以上級別只用行磁頭和硬盤生產(chǎn)工序) 3 級 - 高的ESD風(fēng)險 (硬盤生產(chǎn)Drive Top Cover安裝到位以后 工序PCCA / Hook up Die / IC 安裝,焊接及通電測試工序) 4 級 - 中等的ESD風(fēng)險 (PC
8、CA ,Hook up 一般工序),Page 13,靜電防護(hù)安全區(qū)域( ESD Safe Area),ESD Control ESD控制,ESD控制 - 接地,兩種可用的接地系統(tǒng),Page 14,ESD Control ESD控制,ESD控制 - 接地,人體通過ESD凈化服、ESD鞋及ESD地板接地接地電阻通常在 1x10e8 1x10e9歐姆,這時人體的靜電電位在500V以下。 人體通過ESD腕帶接地,接地電阻可以確保在 1x106 1x107歐姆,可以確保人體的靜電電位在10V以下。 機(jī)器或夾具等金屬物體通過接地線接地,接地電阻通常小于10歐姆,可以將機(jī)器或夾具等金屬物體上產(chǎn)生的靜電隨時導(dǎo)
9、向大地,減少靜電對產(chǎn)品的危害。,Page 15,針對我們的Arm產(chǎn)品,安全靜電電壓是 100V !,ESD Control ESD控制,接地是針對導(dǎo)體材料進(jìn)行ESD控制最簡單最有效的方法 人員接地 腕帶 太空服,太空鞋,防靜電手套 防靜電服裝,防靜電鞋 設(shè)備接地 對生產(chǎn)流水線必須進(jìn)行硬接地,流水線的輸送皮帶必須是金屬或ESD材料。 工作臺應(yīng)使用金屬臺面或ESD桌墊臺面,并對工作臺面進(jìn)行硬接地。 貯存ESD敏感產(chǎn)品或零部件的架子和手推車必須滿足ESD軟接地要求。 設(shè)備 / 工具通過軸承或氣缸聯(lián)接的接觸ESD敏感產(chǎn)品部分應(yīng)考慮另接接地線接地。 設(shè)備 / 工具接觸ESD敏感產(chǎn)品的部分不得使用絕緣材料
10、,應(yīng)使用金屬或ESD材料。并至少滿足ESD軟接地的要求。 硬接地 指使用接地線對導(dǎo)體材料進(jìn)行接地,金屬硬接地,對地電阻應(yīng)小于 10 歐姆。 軟接地 指不使用接地線的接地 ,對地電阻(RTG)應(yīng)小于 1X109 歐姆。,ESD控制 - 接地,Page 16,ESD Control ESD控制,ESD控制 - 粘膠帶,- 粘膠帶的使用必須控制到最少,如果必須使用,應(yīng)使用 ESD 安全的膠帶如:3M 40 或42 。 - 對非ESD 安全的膠帶,在撕膠帶,貼膠帶和揭膠帶時應(yīng)考慮在離子風(fēng)機(jī)下進(jìn)行或遠(yuǎn)離產(chǎn)品 12英寸以外進(jìn)行。 - 維修設(shè)備,聯(lián)接電線等禁止使用粘膠帶。,ESD膠帶,撕貼膠帶會產(chǎn)生很高的靜
11、電,由于膠帶是絕緣材料,產(chǎn)生的靜電可以保留較長時間。不是生產(chǎn)工藝必須的膠帶必須從工作臺上拿走,嚴(yán)禁使用膠帶來固定物體或電氣維修。,Page 17,ESD Control ESD控制,ESD控制 - ESD安全物料,Page 18,ESD Control ESD控制,ESD控制 - 離子化,對絕緣材料接地并不能消除所帶的靜電,要消除所帶的靜電需要使用離子風(fēng)機(jī)。離子風(fēng)機(jī)的作用是在局部形成離子平衡的環(huán)境,它產(chǎn)生的離子可以在較短的時間內(nèi)中和目標(biāo)物體上多余的電荷。,風(fēng)扇很臟不但有Contamination 的問題,影響離子產(chǎn)生,同時由于有大量 Particle 存在,反而會帶來ESD 問題。-應(yīng)定期(每
12、周)用IPA對風(fēng)扇和發(fā)射針進(jìn)行清潔。(工程部/設(shè)施部執(zhí)行,QA核查),有維護(hù)標(biāo)簽,一要定期對風(fēng)機(jī)校準(zhǔn),二要定期進(jìn)行清潔維護(hù)。,指示燈亮(表示在工作),應(yīng)打到60%最大風(fēng)速。,高度18-24 Inch,產(chǎn)品區(qū)域,Page 19,ESD Control ESD控制,ESD控制應(yīng)該做到,1) 在ESD安全的工位處理對ESD敏感產(chǎn)品。 2) 在處理對ESD敏感產(chǎn)品之前戴上腕帶,防靜電手套。 3) 對所有金屬設(shè)備和工具進(jìn)行接地處理。 4) 讓ESD敏感產(chǎn)品與絕緣材料最少保持12英寸(約30公分)的距離。 (如果對產(chǎn)品進(jìn)行了保護(hù)如:產(chǎn)品放在ESD包內(nèi),放在 蓋上蓋子的ESD 安全 物料盒內(nèi);如果對絕緣材料
13、進(jìn)行了屏蔽或使用了離子風(fēng)機(jī),ESD敏感產(chǎn)品與 絕緣材料之間不受這個距離的限制。) 5) 總是保持工作區(qū)域干凈整潔,拿走不必要的物料,特別是拿走不是生產(chǎn)必需 的普通塑料制品,紙制品及個人物品。 6) 對ESD敏感產(chǎn)品可能接觸的設(shè)備部件, 測量設(shè)備接地,確保牢固有效安全。 7) 不要用金屬物體接觸對ESD敏感產(chǎn)品的暴露的輸入電路,減少對ESD敏感產(chǎn) 品不必要的接觸。 8) 服從ESD敏感區(qū)域,ESD安全紀(jì)律要求。 9) 如果你對ESD有不清楚的可以聯(lián)系本地ESD控制部門。,Page 20,ESD Control ESD控制,ESD公式,Q + M = ESD “Q” : 在產(chǎn)品或零部件,工具或其它
14、物體(包括人體)上的 靜電荷 (通常是由于摩擦或者是靜電感應(yīng)產(chǎn)生的) “M” : 與產(chǎn)品或零部件暴露的輸入電路進(jìn)行小電阻的金屬聯(lián)接。 “ESD” : 短時間內(nèi)的大電流損壞產(chǎn)品或零部件,造成 ESD損壞,用這個公式來幫我們理解如何解決ESD問題,Page 21,ESD Control ESD控制,ESD公式,消除金屬聯(lián)接(M): Q + M = NO ESD,避免金屬聯(lián)接的方法: 設(shè)計工具,使暴露的電路不能接觸工具的金屬表面 在工具的表面使用ESD消耗材料(ESD墊子等),暴露的電路,好,好,不好,Page 22,ESD Control ESD控制,ESD公式,為導(dǎo)體進(jìn)行可靠的接地(對固定金屬導(dǎo)
15、體:接地電阻 10 ohms ,對移動導(dǎo) 體,ESD材料或不可以接地的導(dǎo)體:接地電阻 1X109 歐姆。) 減少或消除摩擦、撕粘膠帶等等所有可以產(chǎn)生靜電的操作。 如有必要,使用離子風(fēng)機(jī)消除絕緣材料上的靜電。 從工位上拿走不是生產(chǎn)必須的絕緣材料。 對于生產(chǎn)工藝必須的絕緣材料和ESD敏感的產(chǎn)品,保持安全距離(12英寸 以上)。,減少或消除靜電荷 (Q): Q + M = NO ESD,Page 23,ESD Control ESD控制,ESD公式,很多人首先試著只是控制 Q ( 靜電荷 ) 但消除M ( 金屬聯(lián)接 ) 通常是最廉價的,最容易的,從長期來說也 是最有效的解決辦法。 聰明的做法是把控制
16、 Q ( 靜電荷 ) 和消除M ( 金屬聯(lián)接 ) 結(jié)合起來 這取決于在每個工藝過程中哪一種方法最容易,最廉價。 你必須不斷改善和優(yōu)化你的工藝過程,否則ESD的問題將繼續(xù)困 惑著你!,Q + M = ESD,Page 24,ESD Control ESD控制,電子元器件與 雞蛋 ESD 控制思路,電子元器件就像雞蛋,電子元器件對ESD十分敏感就像雞蛋從高處落下很容易摔壞。 電子元器件帶有靜電就像一個被舉高的雞蛋 不是高度摔破了雞蛋,而是高度的突然改變(摔下雞蛋)摔破了雞蛋。 不是高的靜電電壓損壞了電子元器件,而是靜電電壓的突然改變損壞電子元器件。 金屬聯(lián)接造成的靜電電壓的突然改變等同從高處摔下雞
17、蛋。,如果超過這一高度摔下(靜電泄放) 雞蛋( 電子元器件 ) 將被摔破(損壞),高度(靜電荷的多少),搬運雞蛋( 電子元器件 ) 越過障礙物, 如何保證雞蛋( 電子元器件 ) 不被摔破(損壞) ?,Page 25,ESD Control ESD控制,電子元器件與 雞蛋 ESD 控制思路,第一種解決方法 降低障礙物的高度, 相當(dāng)于傳統(tǒng)的 ESD 控制思路 只是控制靜電荷和電壓,去除絕緣材料、使用接地、離子風(fēng)機(jī)等等,如果超過這一高度摔下(靜電泄放) 雞蛋(電子元器件 ) 將被摔破(損壞),高度(靜電荷的多少),Page 26,ESD Control ESD控制,電子元器件與 雞蛋 ESD 控制思
18、路,第二種解決方法 在地板上靠近障礙物地方墊上軟墊子防止雞蛋被摔破 在工作表面上墊上 ESD墊子或 ESD薄膜(靜電消耗材料),防止電子元器件 暴露的電路直接接觸金屬表面。,高度(靜電荷的多少),超過這一高度摔到?jīng)]有墊子的地面雞蛋將被摔破,超過這一高度摔到墊有墊子的地面雞蛋將被摔破,Page 27,ESD Control ESD控制,電子元器件與 雞蛋 ESD 控制思路,Page 28,第三種解決方法 為雞蛋穿上防摔的軟套。 為電子元器件增加 ESD 防護(hù): 使用 ESD屏蔽袋,設(shè)置分流和限流電阻等 等。,高度(靜電荷的多少),超過這一高度摔到地面,穿上防摔軟套的雞蛋將被摔破,超過這一高度摔到
19、地面,沒有 防摔軟套的雞蛋將被摔破,Faraday Cage 法拉第籠,具有法拉第籠作用的ESD屏蔽袋,ESD Tray( 注意:只有封閉或蓋好才會有法拉第籠屏蔽防護(hù)作用),ESD Control ESD控制,電子元器件與 雞蛋 ESD 控制思路,高度(靜電荷的多少),第四種解決方法 讓雞蛋停在高處不摔下 電子元器件仍然帶上靜電荷,但是不泄放,當(dāng)然不會損壞電子元器件但 風(fēng)險依然存在,有可能在下一工序就會發(fā)生靜電泄放,損壞電子元器件 - 這不是一種好的ESD解決辦法。,如果超過這一高度摔下(靜電泄放) 雞蛋(電子元器件) 將被摔破(損壞),也許我們還有其它的解決辦法?,Page 29,ESD C
20、ontrol,工廠實踐篇,Page 30,ESD Control,(一)Wrist strap 及monitor 的使用、維護(hù),Fuji 494 雙線腕帶監(jiān)測器,Fuji 99 單線腕帶監(jiān)測器,雙線腕帶,設(shè)施部定期(一般至少三個月一次)對監(jiān)測器進(jìn)行PM。更換易損件,校準(zhǔn)監(jiān)測器,確保正常工作。 QA對監(jiān)測器插孔定期(一般為一個月一次)進(jìn)行接地測試,確保接地良好。 生產(chǎn)部在使用過程中出現(xiàn)任何問題及時通知到設(shè)施部進(jìn)行修理。經(jīng)確認(rèn)是腕帶損壞的及時由主管或領(lǐng)班更換腕帶。 QA對使用及執(zhí)行情況進(jìn)行核查。,Page 31,ESD Control,(二)電烙鐵的接地 確保烙鐵焊頭接地良好,Page 32,ESD Control,Page 33,ESD Control,Page 34,ESD Control,注意:類似以上兩種放置在工作臺上的工具/ 設(shè)備, 由于它們的底腳是絕緣的塑料,必須確認(rèn)它 們的接地電阻(有些可以通過電源線地線接 地)如果接地不良,必
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