防靜電原理及工藝紀(jì)律要求

1、防靜電原理及工藝紀(jì)律要求防靜電原理及工藝紀(jì)律要求 20212021年年5 5月月1515日日 第一部分：防靜電基礎(chǔ)知識 引引 言言 隨著電子元器件技術(shù)的發(fā)展，靜電對元器件應(yīng)用隨著電子元器件技術(shù)的發(fā)展，靜電對元器件應(yīng)用 造成的危害越來越明顯。造成的危害越來越明顯。 v 元器件的尺寸越來越小，尤其是微電子器件元器件的尺寸越來越小，尤其是微電子器件。 v 新型特種器件多數(shù)也都是靜電敏感元器件新型特種器件多數(shù)也都是靜電敏感元器件 。 v 作為靜電主要來源的各種高分子材料被廣泛采用。作為靜電主要來源的各種高分子材料被廣泛采用。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 n1.1 1.1 靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn)靜電和靜電放電

2、的定義和特點(diǎn) n1.2 1.2 靜電的產(chǎn)生靜電的產(chǎn)生 n1.3 1.3 靜電的來源靜電的來源 n1.4 1.4 靜電放電的三種模式靜電放電的三種模式 n1.5 1.5 靜電放電失效靜電放電失效 1.11.1 靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn)靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn) 什么是什么是靜電靜電(electrostatic，static electricity)？ n通俗地來說，靜電就是靜止不動的電荷。它一般存在通俗地來說，靜電就是靜止不動的電荷。它一般存在 于物體的表面。是正負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的于物體的表面。是正負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的 結(jié)果。靜電是通過電子或離子轉(zhuǎn)移而形成的。靜電可結(jié)果。靜電

3、是通過電子或離子轉(zhuǎn)移而形成的。靜電可 由物質(zhì)的接觸和分離、靜電感應(yīng)、介質(zhì)極化和帶電微由物質(zhì)的接觸和分離、靜電感應(yīng)、介質(zhì)極化和帶電微 粒的附著等物理過程而產(chǎn)生。粒的附著等物理過程而產(chǎn)生。 1.11.1 靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn)靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn) 那什么是那什么是靜電放電靜電放電（electrostatic discharge， esd）呢？呢？ n處于不同靜電電位的兩個物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移就是處于不同靜電電位的兩個物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移就是 靜電放電。這種轉(zhuǎn)移的方式有多種，如接觸放電、空氣靜電放電。這種轉(zhuǎn)移的方式有多種，如接觸放電、空氣 放電。放電。 n一般來說，靜電只有在發(fā)生靜電放

4、電時，才會對元器件一般來說，靜電只有在發(fā)生靜電放電時，才會對元器件 造成傷害和損傷。如人體帶電時只有接觸金屬物體、或造成傷害和損傷。如人體帶電時只有接觸金屬物體、或 與他人握手時才會有電擊的感覺。與他人握手時才會有電擊的感覺。 1.11.1 靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn)靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn) 靜電放電現(xiàn)象雖然是過電應(yīng)力一種，但與通常所說的過電應(yīng)力相比有其自身靜電放電現(xiàn)象雖然是過電應(yīng)力一種，但與通常所說的過電應(yīng)力相比有其自身 的特點(diǎn)：的特點(diǎn)： 首先，電壓較高；首先，電壓較高； 其次，持續(xù)時間短；其次，持續(xù)時間短； 第三，釋放的能量較低第三，釋放的能量較低。 表1.1 三種過電應(yīng)力現(xiàn)象的特點(diǎn)比較

5、 閃電（lightning） 過電（eos） 靜電放電（esd） 極端的高壓 極大的能量 低電壓（16v） 持續(xù)時間較長 較低的能量 高電壓（4kv） 持續(xù)時間短（幾百納秒） 很低的能量 快速的上升時間 1.2 1.2 靜電的產(chǎn)生靜電的產(chǎn)生 n1.2.1 1.2.1 摩擦產(chǎn)生靜電摩擦產(chǎn)生靜電 n1.2.2 1.2.2 感應(yīng)產(chǎn)生靜電感應(yīng)產(chǎn)生靜電 n1.2.3 1.2.3 靜電荷靜電荷 n1.2.4 1.2.4 靜電勢靜電勢 n1.2.5 1.2.5 影響靜電產(chǎn)生和大小的因素影響靜電產(chǎn)生和大小的因素 1.2 1.2 靜電的產(chǎn)生靜電的產(chǎn)生 n如果兩種不同材料的物件因直接接觸或靜電感應(yīng)而導(dǎo)致相互間電荷

6、如果兩種不同材料的物件因直接接觸或靜電感應(yīng)而導(dǎo)致相互間電荷 的轉(zhuǎn)移，使之存在過剩電荷，這樣就產(chǎn)生了的轉(zhuǎn)移，使之存在過剩電荷，這樣就產(chǎn)生了靜電靜電。 n帶有靜電電荷的物體之間或者它們與地之間有一定的電勢差，稱之帶有靜電電荷的物體之間或者它們與地之間有一定的電勢差，稱之 為為靜電勢靜電勢。 n靜電靜電產(chǎn)生的方式產(chǎn)生的方式有很多，如接觸、摩擦、沖流、冷凍、電解、壓電、有很多，如接觸、摩擦、沖流、冷凍、電解、壓電、 溫差等。溫差等。 n主要是兩種主要是兩種形式形式，即摩擦產(chǎn)生靜電和感應(yīng)產(chǎn)生靜電。，即摩擦產(chǎn)生靜電和感應(yīng)產(chǎn)生靜電。 1.2.1 1.2.1 摩擦產(chǎn)生靜電摩擦產(chǎn)生靜電 n只要兩種不同的物體接觸

7、再分離就會有靜電產(chǎn)生。只要兩種不同的物體接觸再分離就會有靜電產(chǎn)生。 n摩擦生電主要發(fā)生在絕緣體之間。摩擦生電主要發(fā)生在絕緣體之間。 n摩擦產(chǎn)生靜電的大小主要與摩擦物體本身的材料性質(zhì)有摩擦產(chǎn)生靜電的大小主要與摩擦物體本身的材料性質(zhì)有 關(guān)；關(guān)； n此外也受到許多因素的影響，如環(huán)境的濕度、此外也受到許多因素的影響，如環(huán)境的濕度、 摩擦的摩擦的 面積、分離速度、接觸壓力、表面潔凈度等。面積、分離速度、接觸壓力、表面潔凈度等。 1.2.2 1.2.2 感應(yīng)產(chǎn)生靜電感應(yīng)產(chǎn)生靜電 n當(dāng)一個導(dǎo)體靠近帶電體時，會受到該帶電體形成的當(dāng)一個導(dǎo)體靠近帶電體時，會受到該帶電體形成的 靜電場的作用，在靠近帶電體的導(dǎo)體表面

8、感應(yīng)出異靜電場的作用，在靠近帶電體的導(dǎo)體表面感應(yīng)出異 種電荷種電荷 n顯然，非導(dǎo)體不能通過感應(yīng)產(chǎn)生靜電。顯然，非導(dǎo)體不能通過感應(yīng)產(chǎn)生靜電。 1.2.3 1.2.3 靜電荷靜電荷 n靜電的實(shí)質(zhì)是存在剩余電荷。電荷是所有的有關(guān)靜電靜電的實(shí)質(zhì)是存在剩余電荷。電荷是所有的有關(guān)靜電 現(xiàn)象本質(zhì)方面的物理量?，F(xiàn)象本質(zhì)方面的物理量。 n表示靜電電荷量的多少用電量表示，其單位是庫侖表示靜電電荷量的多少用電量表示，其單位是庫侖 ，由于庫侖的單位太大通常用微庫或納庫，由于庫侖的單位太大通常用微庫或納庫 1 1庫侖（庫侖（c c）10106 6微庫（微庫（cc） 1 1微庫微庫( (c) c) 10103 3納庫納庫

9、 ( (nc)nc) 1.2.4 1.2.4 靜電勢靜電勢 n帶有靜電電荷的物體之間或者它們與地之間有一定的帶有靜電電荷的物體之間或者它們與地之間有一定的 電勢差，稱之為靜電勢，也叫靜電電壓。電勢差，稱之為靜電勢，也叫靜電電壓。 n實(shí)際環(huán)境中產(chǎn)生的靜電電壓通常是指帶電體與大地之實(shí)際環(huán)境中產(chǎn)生的靜電電壓通常是指帶電體與大地之 間的電位差。間的電位差。 靜電壓可表示為靜電壓可表示為 v(qd)/(a) (1.3) 1.2.5 1.2.5 影響靜電產(chǎn)生和大小的因素影響靜電產(chǎn)生和大小的因素 n靜電的產(chǎn)生及其大小與環(huán)境濕度和空氣中的離子濃度有密切的關(guān)靜電的產(chǎn)生及其大小與環(huán)境濕度和空氣中的離子濃度有密切的

10、關(guān) 系。系。 n與普通場所相比，在空氣純凈的場所與普通場所相比，在空氣純凈的場所( (如超凈車間如超凈車間) )內(nèi)，因空氣中內(nèi)，因空氣中 的離子濃度低，所以靜電更加容易產(chǎn)生。見下頁表的離子濃度低，所以靜電更加容易產(chǎn)生。見下頁表1.41.4。 相對濕度 事件 10 40 50 走過乙烯地毯 12000 5000 3000 在工作椅上操作人員的移動 6000 800 400 將 dip 封裝的器件從塑料管中取出 2000 700 400 將印刷電路板裝進(jìn)泡沫包裝盒中 21000 11000 5500 表表1.4 電子生產(chǎn)中產(chǎn)生的靜電勢的典型值（單位：電子生產(chǎn)中產(chǎn)生的靜電勢的典型值（單位：v） 1.

11、3 1.3 靜電的來源靜電的來源 n1.3.1 人體靜電人體靜電 n1.3.2 儀器和設(shè)備的靜電儀器和設(shè)備的靜電 n1.3.3 器件本身的靜電器件本身的靜電 n1.3.4 其它靜電來源其它靜電來源 1.3.1 1.3.1 人體靜電人體靜電 人體是最重要的靜電源，這主要有三個方面的原因。人體是最重要的靜電源，這主要有三個方面的原因。 n 其一，人體接觸面廣，活動范圍大。其一，人體接觸面廣，活動范圍大。 n 其二，人體與大地之間的電容低，少量的人體靜電荷即可導(dǎo)致其二，人體與大地之間的電容低，少量的人體靜電荷即可導(dǎo)致 很高的靜電勢。很高的靜電勢。 n 其三，人體的電阻較低，相當(dāng)于良導(dǎo)體，人體某一部分

12、帶電即其三，人體的電阻較低，相當(dāng)于良導(dǎo)體，人體某一部分帶電即 可造成全身帶電。可造成全身帶電。 1.3.2 1.3.2 儀器和設(shè)備的靜電儀器和設(shè)備的靜電 n儀器和設(shè)備也會由于摩擦或靜電感應(yīng)而帶上靜電。儀器設(shè)備帶儀器和設(shè)備也會由于摩擦或靜電感應(yīng)而帶上靜電。儀器設(shè)備帶 電后，與元器件接觸也會產(chǎn)生靜電放電，并造成靜電損傷。電后，與元器件接觸也會產(chǎn)生靜電放電，并造成靜電損傷。 1.3.3 1.3.3 器件本身的靜電器件本身的靜電 n電子元器件的外殼電子元器件的外殼(主要指陶瓷、玻璃和塑料封裝管殼主要指陶瓷、玻璃和塑料封裝管殼)與絕緣材與絕緣材 料相互摩擦，也會產(chǎn)生靜電。器件外殼產(chǎn)生靜電后，會通過某料相

13、互摩擦，也會產(chǎn)生靜電。器件外殼產(chǎn)生靜電后，會通過某 一接地的管腳或外接引線釋放靜電，也會對器件造成靜電損傷。一接地的管腳或外接引線釋放靜電，也會對器件造成靜電損傷。 1.3.4 1.3.4 其它靜電來源其它靜電來源 n除上述三種靜電來源外，在電子元器件的制造、安裝、傳遞、除上述三種靜電來源外，在電子元器件的制造、安裝、傳遞、 運(yùn)輸、試驗(yàn)、儲存、測量和調(diào)試等過程中，會遇到各種各樣的運(yùn)輸、試驗(yàn)、儲存、測量和調(diào)試等過程中，會遇到各種各樣的 由絕緣材料制成的物品，如表由絕緣材料制成的物品，如表1.6所列。這些物品相互摩擦或與所列。這些物品相互摩擦或與 人體摩擦都會產(chǎn)生很高的靜電勢。人體摩擦都會產(chǎn)生很高

14、的靜電勢。 表1.6 電子元器件操作環(huán)境的其它靜電源 相對濕度 事件 10 40 50 走過乙烯地毯 12000 5000 3000 在工作椅上操作人員的移動 6000 800 400 將 dip 封裝的器件從塑料管中取出 2000 700 400 將印刷電路板裝進(jìn)泡沫包裝盒中 21000 11000 5500 1.5 1.5 靜電放電的三種模式靜電放電的三種模式 n1.5.1 帶電人體的放電模式帶電人體的放電模式 n1.5.2 帶電機(jī)器的放電模式帶電機(jī)器的放電模式 n1.5.3 充電器件的放電模式充電器件的放電模式 圖1.3 人體放電實(shí)例 圖1.4 充電器件放電實(shí)例 1.5.1 1.5.1

15、帶電人體的放電模式帶電人體的放電模式 n由于人體會與各種物體間發(fā)生接觸和磨擦，又與元器件接觸，所以由于人體會與各種物體間發(fā)生接觸和磨擦，又與元器件接觸，所以 人體易帶靜電，也容易對元器件造成靜電損傷。普遍認(rèn)為大部分元人體易帶靜電，也容易對元器件造成靜電損傷。普遍認(rèn)為大部分元 器件靜電損傷是由人體靜電造成的。器件靜電損傷是由人體靜電造成的。 n帶靜電的人體可以等效為圖帶靜電的人體可以等效為圖1.51.5的等效電路，這個等效電路又稱人的等效電路，這個等效電路又稱人 體靜電放電模型（體靜電放電模型（human body modelhuman body model）。）。 rp cp vp 圖1.5

16、帶電人體的靜電放電模型 1.5.2 1.5.2 帶電機(jī)器的放電模式帶電機(jī)器的放電模式 n機(jī)器因?yàn)槟Σ粱蚋袘?yīng)也會帶電。帶電機(jī)器通過電子元器件放電機(jī)器因?yàn)槟Σ粱蚋袘?yīng)也會帶電。帶電機(jī)器通過電子元器件放電 也會造成損傷。機(jī)器放電的模型（也會造成損傷。機(jī)器放電的模型（machine modelmachine model）如圖如圖1.61.6所所 示。與人體模式相比，機(jī)器沒有電阻，電容則相對要大。示。與人體模式相比，機(jī)器沒有電阻，電容則相對要大。 cm vm 圖1.6 帶電機(jī)器的放電模型 1.5.3 1.5.3 充電器件的放電模型充電器件的放電模型 n在元器件裝配、傳遞、試驗(yàn)、測試、運(yùn)輸和儲存的過程中由于

17、殼在元器件裝配、傳遞、試驗(yàn)、測試、運(yùn)輸和儲存的過程中由于殼 體與其它材料磨擦，殼體會帶靜電。一旦元器件引出腿接地時殼體與其它材料磨擦，殼體會帶靜電。一旦元器件引出腿接地時殼 體將通過芯體和引出腿對地放電。這種形式的放電可用所謂帶電體將通過芯體和引出腿對地放電。這種形式的放電可用所謂帶電 器件模型器件模型( (charged-device modelcharged-device model，cdm)cdm)來描述。來描述。 n雙極型器件的雙極型器件的cdmcdm等效電路如圖等效電路如圖1.7(1.7(a)a)所示。所示。 nmosmos器件的器件的cdmcdm等效電路如圖等效電路如圖1.7(1.

18、7(b)b)所示。所示。 圖1.7 帶電器件的靜電放電模型 （a） 雙極型器件 （b）mos器件 1.6 1.6 靜電放電失效靜電放電失效 n1.6.1 1.6.1 失效模式失效模式 電子元器件由靜電放電引發(fā)的失效可分為電子元器件由靜電放電引發(fā)的失效可分為突發(fā)性失效突發(fā)性失效和和潛在潛在 性失效性失效兩種模式。兩種模式。 據(jù)統(tǒng)計，在由靜電放電造成的使用失效中，潛在性失效約據(jù)統(tǒng)計，在由靜電放電造成的使用失效中，潛在性失效約 占占90，而突發(fā)性失效僅占，而突發(fā)性失效僅占10。 n1.6.2 1.6.2 失效機(jī)理失效機(jī)理 靜電放電失效機(jī)理可分為過電壓場致失效和過電流熱致失效。靜電放電失效機(jī)理可分為過

19、電壓場致失效和過電流熱致失效。 1.6.2 1.6.2 失效機(jī)理失效機(jī)理 n過電壓場致失效多發(fā)生于過電壓場致失效多發(fā)生于m0s器件，包括含有器件，包括含有mos電容或鉭電電容或鉭電 容的雙極型電路和混合電路；容的雙極型電路和混合電路； n過電流熱致失效則多發(fā)生于雙極器件，包括輸入用過電流熱致失效則多發(fā)生于雙極器件，包括輸入用pn結(jié)二極管結(jié)二極管 保護(hù)的保護(hù)的mos電路、肖特基二極管以及含有雙極器件的混合電路。電路、肖特基二極管以及含有雙極器件的混合電路。 n實(shí)際元器件發(fā)生哪種失效，取決于靜電放電回路的絕緣程度。實(shí)際元器件發(fā)生哪種失效，取決于靜電放電回路的絕緣程度。 n無論是過壓失效還是過流失效

20、，都必須考慮時間效應(yīng)。無論是過壓失效還是過流失效，都必須考慮時間效應(yīng)。 第一第一 部分部分 小結(jié)小結(jié) n1.1 靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn)靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn) n1.2 靜電的產(chǎn)生靜電的產(chǎn)生 n1.3 靜電的來源靜電的來源 n1.4 靜電放電的三種模式靜電放電的三種模式 n1.5 靜電放電失效靜電放電失效 第二部分：制造過程中的制造過程中的 防靜電損傷技術(shù)防靜電損傷技術(shù) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 n2.1 2.1 靜電防護(hù)的作用和意義靜電防護(hù)的作用和意義 n2.2 2.2 靜電對電子產(chǎn)品的損害靜電對電子產(chǎn)品的損害 n2.3 2.3 靜電防護(hù)的目的和總的原則靜電防護(hù)的目的和總的原則 n2.4 2.

21、4 靜電防護(hù)材料靜電防護(hù)材料 n2.5 2.5 靜電防護(hù)器材靜電防護(hù)器材 n2.6 2.6 靜電防護(hù)的具體措施靜電防護(hù)的具體措施 2.1 2.1 靜電防護(hù)的作用和意義靜電防護(hù)的作用和意義 n2.1.1 多數(shù)電子元器件是靜電敏感器件多數(shù)電子元器件是靜電敏感器件 n2.1.2 靜電對電子行業(yè)造成的損失很大靜電對電子行業(yè)造成的損失很大 n2.1.3 靜電對元器件造成的潛在損傷靜電對元器件造成的潛在損傷 n2.1.4 國內(nèi)企業(yè)的狀況國內(nèi)企業(yè)的狀況 2.1.1 2.1.1 多數(shù)電子元器件是靜電敏感器件多數(shù)電子元器件是靜電敏感器件 相對濕度 事件 10 40 50 走過乙烯地毯 12000 5000 30

22、00 在工作椅上操作人員的移動 6000 800 400 將 dip 封裝的器件從塑料管中取出 2000 700 400 將印刷電路板裝進(jìn)泡沫包裝盒中 21000 11000 5500 2.1.1 2.1.1 電子元器件是靜電敏感器件電子元器件是靜電敏感器件 表2.1 一些器件的靜電敏感度 器件類型 實(shí)例 靜電敏感度(單位 kv) mosfet 3co、3do 系列 0.1-0.2 jfet 3ct 系列 0.14-1.0 gaas fet 0.1-0.3 cmos co00、cd400 系列 0.25-2.0 hmos 6800 系列 0.05-0.5 e/d mos z80 系列 0.2-

23、1.0 vmos 0.03-1.8 ecl 電路 eooo 系列 0.3-2.5 scl(可控硅) 0.68-1.0 s-ttl 54s、74s 系列 0.3-2.5 dtl 7400、5400 系列 0.38-7.0 石英及壓電晶體 10.0 2.1.2 2.1.2 靜電對電子行業(yè)造成的損失很大靜電對電子行業(yè)造成的損失很大 n 電子行業(yè)如微電子、光電子的制造和使用廠商因?yàn)殪o電子行業(yè)如微電子、光電子的制造和使用廠商因?yàn)殪o 電造成的損失和危害是相當(dāng)嚴(yán)重的，每年的損傷達(dá)數(shù)十億電造成的損失和危害是相當(dāng)嚴(yán)重的，每年的損傷達(dá)數(shù)十億 美元。美元。 eos/esd 裝聯(lián) 設(shè)計 未解決的 未證實(shí)的 晶片制造

24、圖2.1 ti公司某一年客戶失 效器件原因的分析統(tǒng)計 esd/eos 未知原因 金絲球焊 未證實(shí)的 見切力 其他 14種其他原因，每種小于4% 圖2.2 1993年從制造商、測試方和使 用現(xiàn)場得到的3400例失效案例統(tǒng)計 2.1.3 2.1.3 靜電對元器件造成的潛在性損傷靜電對元器件造成的潛在性損傷 esd對電子元器件的危害還表現(xiàn)在它的潛在性：對電子元器件的危害還表現(xiàn)在它的潛在性： n定義：定義： 即器件在受到即器件在受到esd應(yīng)力后并不馬上失效，而會在使用過程中應(yīng)力后并不馬上失效，而會在使用過程中 逐漸退化或突然失效。這時的器件是逐漸退化或突然失效。這時的器件是“帶傷工作帶傷工作(work

25、 wounded)”。這是人們對靜電危害認(rèn)識不夠的一個主要原因。這是人們對靜電危害認(rèn)識不夠的一個主要原因。 n特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1) 無法鑒別和剔除；無法鑒別和剔除； (2) 累積性。累積性。 n解決的方法：解決的方法： 避免或減少這種損失的最好辦法就是采取靜電防護(hù)措施，避免或減少這種損失的最好辦法就是采取靜電防護(hù)措施， 使元器件避免靜電放電的危害。使元器件避免靜電放電的危害。 2.1.4 2.1.4 國內(nèi)外的企業(yè)狀況國內(nèi)外的企業(yè)狀況 n國際上在國際上在19791979年成立了年成立了eos/esdeos/esd研究協(xié)會：研究協(xié)會： 美軍標(biāo)美軍標(biāo)883883e e“微電路試驗(yàn)方法微電路試驗(yàn)方法”

26、中關(guān)于中關(guān)于esdesd等級評價的標(biāo)準(zhǔn)已等級評價的標(biāo)準(zhǔn)已 先后先后7 7次修訂；次修訂； 美國多數(shù)主要的電子制造商在八十年代初也已經(jīng)建立了他們美國多數(shù)主要的電子制造商在八十年代初也已經(jīng)建立了他們 的的esdesd組織機(jī)構(gòu)；組織機(jī)構(gòu)； n我國在這方面的工作起步要晚很多，差距較大：我國在這方面的工作起步要晚很多，差距較大： 在靜電防護(hù)方面，合資和獨(dú)資企業(yè)的狀況較好，起步較早，在靜電防護(hù)方面，合資和獨(dú)資企業(yè)的狀況較好，起步較早， 大多參照國外企業(yè)的做法，民品企業(yè)也已經(jīng)意識到靜電問題重要大多參照國外企業(yè)的做法，民品企業(yè)也已經(jīng)意識到靜電問題重要 性，生產(chǎn)線的靜電防護(hù)方面投入人員和資金，取得了很好的效果。

27、性，生產(chǎn)線的靜電防護(hù)方面投入人員和資金，取得了很好的效果。 2.2 2.2 靜電對電子產(chǎn)品的損害靜電對電子產(chǎn)品的損害 n靜電對電子產(chǎn)品的損害有多種形式，并具有自身的特點(diǎn)。靜電對電子產(chǎn)品的損害有多種形式，并具有自身的特點(diǎn)。 n2.2.1 靜電損害的形式靜電損害的形式 n2.2.2 靜電損害的特點(diǎn)靜電損害的特點(diǎn) n2.2.3 可能產(chǎn)生靜電損害的制造過程可能產(chǎn)生靜電損害的制造過程 2.2.1 2.2.1 靜電損害的形式靜電損害的形式 n靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會產(chǎn)生放靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會產(chǎn)生放 電電流。電電流。 n 這三種特性能對電子元器件的

28、三種影響：這三種特性能對電子元器件的三種影響： ( (a) a) 靜電吸附灰塵，降低元器件絕緣電阻（縮短壽命）。靜電吸附灰塵，降低元器件絕緣電阻（縮短壽命）。 ( (b)b) 靜電放電（靜電放電（esdesd），造成電子器件破壞。，造成電子器件破壞。 ( (c)c)靜電放電產(chǎn)生的電磁場幅度很大（達(dá)幾百伏靜電放電產(chǎn)生的電磁場幅度很大（達(dá)幾百伏/ /米）頻譜極寬米）頻譜極寬 （從幾十兆到幾千兆），對電子產(chǎn)器造成干擾甚至損壞（電磁（從幾十兆到幾千兆），對電子產(chǎn)器造成干擾甚至損壞（電磁 干擾）干擾） 2.2.2 2.2.2 靜電損害的特點(diǎn)靜電損害的特點(diǎn) n(1) 隱蔽性隱蔽性 人體感知的靜電放電電壓為

29、23 kv n(2) 潛在性和累積性潛在性和累積性 n(3) 隨機(jī)性隨機(jī)性 n(4) 復(fù)雜性復(fù)雜性 在分析損傷原因和區(qū)別其他損傷方面很復(fù)雜 2.2.3 2.2.3 可能產(chǎn)生靜電損害的制造過程可能產(chǎn)生靜電損害的制造過程 (1) 元器件制造過程元器件制造過程 在這個過程，包含制造，切割、接線、檢在這個過程，包含制造，切割、接線、檢 驗(yàn)到交貨。驗(yàn)到交貨。 n(2) 印刷電路版生產(chǎn)過程印刷電路版生產(chǎn)過程 收貨、驗(yàn)收、儲存、插入、焊接、品收貨、驗(yàn)收、儲存、插入、焊接、品 管、包裝到出貨。管、包裝到出貨。 n(3) 設(shè)備制造過程設(shè)備制造過程 電路板驗(yàn)收、儲存、裝配、品管、出貨。電路板驗(yàn)收、儲存、裝配、品管

30、、出貨。 n(4) 設(shè)備使用過程設(shè)備使用過程 收貨、安裝、試驗(yàn)、使用及保養(yǎng)。收貨、安裝、試驗(yàn)、使用及保養(yǎng)。 n(5) 設(shè)備維修過程設(shè)備維修過程 2.3 2.3 靜電防護(hù)的目的和總的原則靜電防護(hù)的目的和總的原則 n 2.3.1 目的和原則目的和原則 n 2.3.2 基本思想和技術(shù)途徑基本思想和技術(shù)途徑 2.3.1 2.3.1 目的和原則目的和原則 n靜電防護(hù)的根本目的：靜電防護(hù)的根本目的：在電子元器件、組件、設(shè)備的制造在電子元器件、組件、設(shè)備的制造 和使用過程中，通過各種防護(hù)手段，防止因靜電的力學(xué)和和使用過程中，通過各種防護(hù)手段，防止因靜電的力學(xué)和 放電效應(yīng)而產(chǎn)生或可能產(chǎn)生的危害，或?qū)⑦@些危害限

31、制在放電效應(yīng)而產(chǎn)生或可能產(chǎn)生的危害，或?qū)⑦@些危害限制在 最小程度，以確保元器件、組件和設(shè)備的設(shè)計性能及使用最小程度，以確保元器件、組件和設(shè)備的設(shè)計性能及使用 性能不致因靜電作用受到損害。性能不致因靜電作用受到損害。 n原則：原則：靜電防護(hù)應(yīng)從控制靜電的產(chǎn)生和控制靜電的消散兩靜電防護(hù)應(yīng)從控制靜電的產(chǎn)生和控制靜電的消散兩 方面進(jìn)行：控制靜電產(chǎn)生主要是控制工藝過程和工藝過程方面進(jìn)行：控制靜電產(chǎn)生主要是控制工藝過程和工藝過程 中材料的選擇；控制靜電的消散則主要是加速靜電的泄漏中材料的選擇；控制靜電的消散則主要是加速靜電的泄漏 和中和；和中和；兩者共同作用的結(jié)果就有可能使靜電電平不兩者共同作用的結(jié)果就有

32、可能使靜電電平不 超過安全限度，達(dá)到靜電防護(hù)的目的。超過安全限度，達(dá)到靜電防護(hù)的目的。 2.3.2 2.3.2 基本思想和技術(shù)途徑基本思想和技術(shù)途徑 對靜電敏感器件進(jìn)行靜電防護(hù)和控制的基本思想對靜電敏感器件進(jìn)行靜電防護(hù)和控制的基本思想 有兩條：有兩條： n(1) (1) 對可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電的聚集。對可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電的聚集。 n(2)(2) 對已存在的電荷積聚，迅速可靠地消除掉。對已存在的電荷積聚，迅速可靠地消除掉。 2.3.2 2.3.2 基本思想和技術(shù)途徑基本思想和技術(shù)途徑 基本途徑有：基本途徑有： n（1）工藝控制法）工藝控制法 n（2）泄漏法）泄漏法 n（3）靜電

33、屏蔽法）靜電屏蔽法 n（4）復(fù)合中和法）復(fù)合中和法 n（5）整凈措施）整凈措施 2.3.2 2.3.2 基本思想和技術(shù)途徑基本思想和技術(shù)途徑 n(1) 工藝控制法工藝控制法 旨在使生產(chǎn)過程中盡量少產(chǎn)生靜電荷.為此應(yīng)從工藝流程、 材料選擇、設(shè)備安裝和操作管理等方面采取措施，控制靜電的產(chǎn) 生和積聚，抑制靜電電位和靜電放電的能力，使之不超過危害的 程度。 n(2) 泄漏法泄漏法 旨在使靜電通過泄漏達(dá)到消除的目的。通常采用靜電接地使 電荷向大地泄漏；也有采用增大物體電導(dǎo)的方法使靜電沿物體表 面或通過內(nèi)部泄漏，如添加靜電劑或增濕。最常見的是工作人員 帶的防靜電腕帶，靜電接地柱。 n(3)(3) 靜電屏蔽

34、法靜電屏蔽法 內(nèi)場屏蔽：內(nèi)場屏蔽：用接地的屏蔽罩把帶電體與其它物體隔離開來，這樣帶電體 的電場將不會影響周圍其它物體。如儀器設(shè)備的金屬機(jī)殼。 外場屏蔽外場屏蔽：用屏蔽罩把被隔離的物體包圍起來，使其免受外界電場的影 響。如gaas器件包裝多采用金屬盒或金屬膜。 n(4)(4) 復(fù)合中和法復(fù)合中和法 旨在使靜電荷通過復(fù)合中和的辦法，達(dá)到消除的目的。通常利 用靜電消除器產(chǎn)生帶有異號電荷的離子與帶電體上的電荷復(fù)合，達(dá) 到中和的目的。 n(5) 整凈措施整凈措施 旨在避免尖端放電的現(xiàn)象。為此，應(yīng)該盡可能使帶電體及周圍 物體的表面保持光滑和潔凈，以便減少尖端放電的可能性。 2.3.2 2.3.2 基本思想

35、和技術(shù)途徑基本思想和技術(shù)途徑 2 2. .4 4 主要的靜電防護(hù)工程器材主要的靜電防護(hù)工程器材 n2.4.1 防靜電材料防靜電材料 n2.4.2 靜電防護(hù)器材靜電防護(hù)器材 2.42.4.1 .1 靜電防護(hù)材料靜電防護(hù)材料 靜電防護(hù)材料或防靜電材料在靜電防護(hù)和控制 工程中占有重要的地位，由防靜電材料制成的靜 電防護(hù)用品如容器、服裝、傳送帶等是制造過程 中必不可少的。 n2.4.12.4.1.1 .1 與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念 n2.4.2.4.1.2 1.2 靜電防護(hù)材料的主要參數(shù)靜電防護(hù)材料的主要參數(shù) 2.4.12.4.1.1 .1 與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念

36、與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念 n電阻和電阻率電阻和電阻率 n體電阻率體電阻率 n表面電阻率表面電阻率 n電阻電阻 n表面電阻表面電阻 n體電阻體電阻 n絕緣材料絕緣材料 n導(dǎo)電材料導(dǎo)電材料 n耗散材料耗散材料 n屏蔽材料屏蔽材料 n抗靜電性抗靜電性 2.4.2.4.1.2 1.2 靜電防護(hù)材料的主要參數(shù)靜電防護(hù)材料的主要參數(shù) 防靜電材料的主要參數(shù)防靜電材料的主要參數(shù) （1 1） 表征起電能力的參數(shù)：表征起電能力的參數(shù)： 表面靜電位表面靜電位u u，帶電量帶電量q q或電荷面密度或電荷面密度 ； （2 2） 表征衰減能力的參數(shù)：表征衰減能力的參數(shù)： 表面電阻表面電阻r rs s，泄漏電阻泄漏電阻

37、r r（對制品）；對制品）； 表面電阻率表面電阻率 s s 、體電阻率、體電阻率、 v v（對材料）；對材料）； 時間常數(shù)時間常數(shù) 或靜電半衰期或靜電半衰期t t1/2 1/2： ： 對介質(zhì)對介質(zhì) ，對導(dǎo)體，對導(dǎo)體 rc rc （1/e1/e）; t; t1/2 1/2=0.69 =0.69 2.4.3 2.4.3 靜電防護(hù)材料的分類靜電防護(hù)材料的分類 以表面電阻率以表面電阻率(單位單位 /)劃分如下：劃分如下： 10 104 4 10 105 5 10 1012 12 靜電耗散材料靜電耗散材料靜電絕緣材料靜電絕緣材料 靜電屏蔽靜電屏蔽 靜電導(dǎo)體靜電導(dǎo)體 n根據(jù)防靜電材料的來源可以分為天然材料

38、和人造材料兩大類。根據(jù)防靜電材料的來源可以分為天然材料和人造材料兩大類。 n人造材料主要有兩種制造方法：人造材料主要有兩種制造方法： 一是在原來的材料中添加帶電性材料或物質(zhì)，添加的材料或制品一是在原來的材料中添加帶電性材料或物質(zhì)，添加的材料或制品 具有永久性；具有永久性； 另一種方式是表面涂敷，現(xiàn)在也有耐久的高分子表面活性劑。另一種方式是表面涂敷，現(xiàn)在也有耐久的高分子表面活性劑。 2.5 2.5 靜電防護(hù)器材靜電防護(hù)器材 n靜電防護(hù)器材主要分為兩大類靜電防護(hù)器材主要分為兩大類: : 防靜電制品防靜電制品 和和 靜電消除器靜電消除器 n防靜電制品防靜電制品是由防靜電材料制成的物品，主要作用是防止

39、或是由防靜電材料制成的物品，主要作用是防止或 減少靜電的產(chǎn)生和將產(chǎn)生的靜電謝放掉。減少靜電的產(chǎn)生和將產(chǎn)生的靜電謝放掉。 n靜電消除器靜電消除器用來中和那些在絕緣材料上積累的、無法用泄放用來中和那些在絕緣材料上積累的、無法用泄放 方法消除的靜電電荷。方法消除的靜電電荷。 2.5.1 2.5.1 防靜電材料的制品防靜電材料的制品 n2.5.1.2 2.5.1.2 防靜電包防靜電包 裝和運(yùn)輸制品等裝和運(yùn)輸制品等 n2.5.1.1 2.5.1.1 防靜電防靜電 服裝和腕帶服裝和腕帶 n2.5.1.3 2.5.1.3 防靜電地板和臺墊防靜電地板和臺墊 n其他其他 2.5.2 2.5.2 靜電消除器靜電消

40、除器 （消電器、電中和器或離子平衡器）（消電器、電中和器或離子平衡器） n靜電消除器靜電消除器 圖 2.9一些離子消電器 n消電器的主要類型消電器的主要類型 感應(yīng)式消電器；感應(yīng)式消電器； 高壓消電器；高壓消電器； 放射性同位素消電器；放射性同位素消電器； 離子風(fēng)消電器離子風(fēng)消電器 2.6 2.6 靜電防護(hù)的具體措施靜電防護(hù)的具體措施 n2.6.1 2.6.1 建立靜電安全工作區(qū)建立靜電安全工作區(qū) n2.6.2.6.2 2 包裝、運(yùn)輸和存儲過程的防靜電措施包裝、運(yùn)輸和存儲過程的防靜電措施 n2.6.3 2.6.3 靜電檢測靜電檢測 n2.6.4 2.6.4 靜電防護(hù)的管理工作靜電防護(hù)的管理工作

41、2.6.1 2.6.1 建立靜電安全工作區(qū)建立靜電安全工作區(qū) 圖2.9 典型的安全工作區(qū)示意圖。 n靜電安工作區(qū)的建立主要包括：靜電安工作區(qū)的建立主要包括： （1）設(shè)置防靜電接地系統(tǒng)設(shè)置防靜電接地系統(tǒng)； （2）鋪設(shè)防靜電地板和臺墊；）鋪設(shè)防靜電地板和臺墊； （3）安裝靜電消除器；）安裝靜電消除器； （4）工作人員尤其是操作人員的靜電防護(hù)：）工作人員尤其是操作人員的靜電防護(hù)： （5）正確的操作方法正確的操作方法 （6）使用防靜電器具：如防靜電容器、工具等；）使用防靜電器具：如防靜電容器、工具等； （7） 控制防靜電工作區(qū)的濕度和凈度?？刂品漓o電工作區(qū)的濕度和凈度。 2.6.1 2.6.1 建立靜

42、電安全工作區(qū)建立靜電安全工作區(qū) （5）正確的操作方法）正確的操作方法 n拿器件時拿外殼而不觸摸管腳引線拿器件時拿外殼而不觸摸管腳引線 n電路板安裝時最后插入敏感器件電路板安裝時最后插入敏感器件 n不帶電插拔器件和電路板不帶電插拔器件和電路板 n經(jīng)常觸摸靜電接地柱經(jīng)常觸摸靜電接地柱 n不做摩擦類動作等不做摩擦類動作等 n并且防止人和人之間直接傳遞。并且防止人和人之間直接傳遞。 2.6.1 2.6.1 建立靜電安全工作區(qū)建立靜電安全工作區(qū) 2.6.2 2.6.2 包裝、運(yùn)送和存儲工程的防靜電措施包裝、運(yùn)送和存儲工程的防靜電措施 n 主要目的主要目的是防止靜電的產(chǎn)生：如采用防靜電包裝、器件引腳等電

43、位、避免摩擦、即時接地消電等。 由于沒有安全工作區(qū)或接地系 統(tǒng)，必須特別謹(jǐn)慎！ n 防靜電包裝的作用：防靜電包裝的作用： 1 1、防止靜電的產(chǎn)生和積累；（如抗靜電塑料裝運(yùn)管）、防止靜電的產(chǎn)生和積累；（如抗靜電塑料裝運(yùn)管） 2 2、使器件的所有管腳短路，等電位；（如金屬標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)電泡、使器件的所有管腳短路，等電位；（如金屬標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)電泡 沫，對沫，對i i類靜電敏感器件）類靜電敏感器件） 3 3、對外電場屏蔽。、對外電場屏蔽。 運(yùn)送過程運(yùn)送過程避免摩擦、接觸、振動和沖擊等；優(yōu)化傳輸線的速度、 采取消電措施等。 2.6.3 2.6.3 靜電檢測靜電檢測 (1) 常用的靜電檢測儀表常用的靜電檢測儀表 靜

44、電電位計、兆歐表（高阻表）、腕帶檢測儀、連接監(jiān)測儀等。 靜電電位計：適于導(dǎo)體的接觸式（會改變待測物體的導(dǎo)電狀況）和 適于絕緣體的非接觸式（利用靜電感應(yīng)原理）。 非接觸式靜電計：直感式、旋轉(zhuǎn)葉片式、振動電容式和集電 式。 (2) 靜電檢測分類靜電檢測分類 按時間分：經(jīng)常性、定期性和臨時性； 按測試精度分：定量和定性 按場所分：現(xiàn)場測試和試驗(yàn)室測試， 2.6.4 2.6.4 靜電防護(hù)的管理工作靜電防護(hù)的管理工作 (1(1） 建立完整、嚴(yán)格的防靜電控制程序，貫徹到設(shè)建立完整、嚴(yán)格的防靜電控制程序，貫徹到設(shè)計、采計、采 購、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量保證、包裝、存儲購、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量保證、包裝、存儲和運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)和

45、運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán) 節(jié)和部門；節(jié)和部門； （2 2） 醒目的靜電敏感器件標(biāo)志；醒目的靜電敏感器件標(biāo)志； （3 3） 靜電防護(hù)的培訓(xùn)。靜電防護(hù)的培訓(xùn)。 圖圖2.11 各種防靜電標(biāo)記各種防靜電標(biāo)記 (a) 防靜電工作區(qū)防靜電工作區(qū) (b) 和（和（c）防靜電容器、元件架、防靜電容器、元件架、 運(yùn)輸車等器材運(yùn)輸車等器材 (d）經(jīng)防靜電也處理的物品和場所經(jīng)防靜電也處理的物品和場所 2.7 2.7 靜電防護(hù)小結(jié)靜電防護(hù)小結(jié) （1 1）將所有元器件當(dāng)作是靜電敏感器件；）將所有元器件當(dāng)作是靜電敏感器件； （2 2）在沒有良好接地的情況下，永遠(yuǎn)不要接觸敏感器件或組件；）在沒有良好接地的情況下，永遠(yuǎn)不要接觸敏感器件或組

46、件； （3 3）如果）如果icic不在工藝線或防靜電工作臺上時，將它們保存在接地屏蔽的容器中；不在工藝線或防靜電工作臺上時，將它們保存在接地屏蔽的容器中； （4 4）帶有）帶有icic的電路板必須在防靜電工作臺處理；的電路板必須在防靜電工作臺處理； （5 5）腕帶、鞋套應(yīng)每天檢測，保證滿足參數(shù)要求；）腕帶、鞋套應(yīng)每天檢測，保證滿足參數(shù)要求； （6 6）所有儀器和設(shè)備都要接地；）所有儀器和設(shè)備都要接地； （7 7）流過）流過icic的氣體和液體要保持低速；的氣體和液體要保持低速； （8 8）長袖應(yīng)卷起，并戴上防靜電袖套；）長袖應(yīng)卷起，并戴上防靜電袖套； （9 9）在沒有其它防靜電措施的情況下，不

47、要拿裝在防靜電管中的）在沒有其它防靜電措施的情況下，不要拿裝在防靜電管中的icic； （1010）在可能產(chǎn)生靜電的工序使用定點(diǎn)離子消電器；在可能產(chǎn)生靜電的工序使用定點(diǎn)離子消電器； （1111）腕帶要保持人體和地等電位；）腕帶要保持人體和地等電位； （1212）esdesd保護(hù)工作臺要保持器件和地等電位；保護(hù)工作臺要保持器件和地等電位； 第三部分：工藝紀(jì)律講解 1 1、如何理解工藝紀(jì)律？、如何理解工藝紀(jì)律？ 2 2、如何不違犯工藝紀(jì)律？、如何不違犯工藝紀(jì)律？ n沒有規(guī)矩，不成方圓。沒有規(guī)矩，不成方圓。 n養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。 n1 1、員工有沒有按要求戴好防靜電手腕帶，靜電手腕帶測試記錄是否及真實(shí)、員工有沒有按要求戴好防靜電手腕帶，靜電手腕帶測試記錄是否及真實(shí) 完整規(guī)范完整規(guī)范 n2 2、電烙鐵的接地電阻是否小于、電烙鐵的接地電阻是否小于2020毆母，實(shí)際測量溫度是否在烙鐵使用管