ESD培訓(xùn)知識(shí)(共21張)(PPT 21頁(yè))

1、 ESD培訓(xùn)知識(shí)消 除 電 子 生 產(chǎn) 企業(yè) 品 質(zhì) 殺 手2009年1月修正第1頁(yè)，共21頁(yè)。靜電產(chǎn)生的原理1靜電敏感元件2靜電的危害3靜電防護(hù)問(wèn)答4杭 州 優(yōu) 邁 科 技靜電防護(hù)措施5第2頁(yè)，共21頁(yè)。1.1 何為靜電? 靜電就是靜止的電荷. 任何物質(zhì)都是由原子組成,而原子的基本結(jié)構(gòu)為質(zhì)、子中子及電 子(如圖1所示)。質(zhì)子于中子因質(zhì)量較高,結(jié)合力強(qiáng)、不易分離,緊密聚在一起稱為原子核。電子的質(zhì)量很小,環(huán)繞于原子核外.依其電氣的特性,科學(xué)家們將質(zhì)子定義為正電,中子因不具電氣特性,稱不帶電,電子的電氣特性與質(zhì)子相反,為帶負(fù)電。在正常狀況下,一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同,正負(fù)平衡,所以對(duì)外表現(xiàn)為

2、中性不帶電.+-圖一. 原子結(jié)構(gòu)靜電產(chǎn)生的原理杭 州 優(yōu) 邁 科 技第3頁(yè)，共21頁(yè)。+-A+B-圖2. 離子的形成杭 州 優(yōu) 邁 科 技靜電產(chǎn)生的原理 但是電子環(huán)繞于原子核周圍,一經(jīng)外力即脫離軌道,離開(kāi)原來(lái)的原子 A,而投入其他的原子B,A原子因缺少電子而帶有正電現(xiàn)象,稱為陽(yáng)離子 ,B原子因有多余電子而呈帶負(fù)電現(xiàn)象,稱為陰離子(如圖2所示).造成不平衡分布原因即是稱為電子受外力而脫離軌道,這個(gè)外力包含各種能源(如動(dòng)能、位能、熱能、化學(xué)能等),任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離,即可產(chǎn)生靜電。第4頁(yè)，共21頁(yè)。 1.2靜電產(chǎn)生的方式a. 帶電的物體會(huì)在它的周圍產(chǎn)生電場(chǎng)感應(yīng),使其它導(dǎo)體帶電(如圖

3、3).b. 摩擦可以使物體產(chǎn)生電荷(如圖4).c. 帶電替可通過(guò)導(dǎo)體使其它導(dǎo)體帶電(如圖5).+ + -+ + -*+ + - + + -+-+-圖4 圖3 + +- - + + +- - + + +- -圖5 杭 州 優(yōu) 邁 科 技靜電產(chǎn)生的原理第5頁(yè)，共21頁(yè)。1.3 靜電的相關(guān)概念a. 庫(kù)侖定律 同性電荷相斥 異性電荷相吸- - - - -+ + + + +- - - - - - - - -b. ESD Electrostatic discharge(靜電放電) 在日常生活中,可以從以下多方面感覺(jué)得到靜電 - 閃電 - 冬天在地毯上行走以及接觸把手時(shí)的觸電感 - 在冬天穿衣時(shí)所產(chǎn)生的辟啪

4、聲 這些都似乎對(duì)我們沒(méi)有影響,但它對(duì)電子元件及電子線路板有很大的沖擊.靜電產(chǎn)生的原理杭 州 優(yōu) 邁 科 技第6頁(yè)，共21頁(yè)。1.4 能摩擦起電的物質(zhì): 人體的手、毛發(fā)、毛皮、塑料、絲綢、橡膠、木頭、棉花、泡沫、玻璃、金屬等.1.5 摩擦起電于濕氣的關(guān)系: 同樣的兩種物質(zhì)在不同的濕度下摩擦: 靜電電壓隨濕度的增大而減小. 如在地毯上行走:靜電電壓于濕度的關(guān)系 35000V(RH10%) 15000V(RH30%) 7500V(RH50%)1.6 濕度過(guò)高帶來(lái)的問(wèn)題: 人體不適,金屬生銹.高精度設(shè)備失去精度.杭 州 優(yōu) 邁 科 技靜電產(chǎn)生的原理第7頁(yè)，共21頁(yè)。1.1 對(duì)靜電敏感的元件有:a.IC

5、 & BGAb.有IC的PWBAc.晶體管d.有IC的電子組合品e.IGBT等電子模塊+ + -+ + -* PWBA上的 經(jīng)典敏感元件二)靜電敏感元件杭 州 優(yōu) 邁 科 技第8頁(yè)，共21頁(yè)。 靜電的危害:靜電猶如一顆定時(shí)炸彈,隨時(shí)危機(jī)到產(chǎn)品的安全 返工增加(增加成本). 質(zhì)量下降. 客戶的不良率增高(客戶的抱怨增加) 破壞公司聲譽(yù) 公司的收入降低甚至失去定單 資料由Semocoductor Reliability提供(March,1993)三)靜電的危害杭 州 優(yōu) 邁 科 技第9頁(yè)，共21頁(yè)。 1)環(huán)境空氣的相對(duì)溫度是如何影響ESD的？ 相對(duì)濕度（RH）對(duì)表面積累電荷的性能產(chǎn)生直接影響。相對(duì)

6、濕度越高，零部件儲(chǔ)存電荷的時(shí)間就越短，表面電荷減?。ㄒ?yàn)橄鄬?duì)濕度增加）的方式可通過(guò)復(fù)合或傳導(dǎo)，當(dāng)相對(duì)濕度增加，空氣的電導(dǎo)率也隨之增加。但即使是在100%相對(duì)濕度時(shí)，電荷泄放速率的增加也不能取代適當(dāng)?shù)腅SD 控制操作規(guī)程 .2)相對(duì)溫度的百分比是需控制在某一特定值？如何才能決定這一數(shù)值呢？ 在空氣逐漸干燥時(shí)（相對(duì)溫度的百分比減小），產(chǎn)生靜電的能力變化是確定且明顯的。在相對(duì)濕度10%（很干燥的空氣）時(shí)，在地毯上行走時(shí)，就能產(chǎn)生35kV 的電荷，但在相對(duì)濕度55%時(shí)將銳減至7.5kV。工作環(huán)境的相對(duì)濕度的最佳范圍在25%50%。一些清潔場(chǎng)所一般要求相對(duì)濕度在50%，由于存在對(duì)腐蝕和濕度的影響較敏感的

7、器件， 其他環(huán)境需要較低的相對(duì)濕度。在最佳濕度范圍檢驗(yàn)設(shè)備及 ESD 抑制產(chǎn)品，有些ESD 抑制產(chǎn)品是與濕度有關(guān)的。四)靜電防護(hù)問(wèn)答第10頁(yè)，共21頁(yè)。3)測(cè)試防靜電腕時(shí)有沒(méi)有最低要求，而且最低或更合理的要求是什么？ 在測(cè)試防靜電腕時(shí)沒(méi)有預(yù)先規(guī)定的最低要求,但一個(gè)非常好的經(jīng)驗(yàn)是：在你每次戴上防 靜電腕或開(kāi)始另一件工作時(shí)都對(duì)它進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試頻度取決于你全力保護(hù)的ESD敏感設(shè)備,如果該設(shè)備相當(dāng)昂貴并由一位操作者控制,經(jīng)常的監(jiān)視器是必要的,但如果該設(shè)備不是特別 敏感且相對(duì)價(jià)格較低,那么定期的測(cè)試就足夠了,在測(cè)試防靜電腕時(shí)有幾件你應(yīng)查看的事情:確信防靜電腕與手腕密切接觸;導(dǎo)電纖維或金屬/導(dǎo)電物質(zhì)緊貼著

8、皮膚;金屬扣環(huán)上的按扣 很合適,線圈端的撳鈕接頭應(yīng)很好地扎緊,香蕉插頭彈簧彈性好，與香蕉插頭塞孔接觸緊密,其他應(yīng)查看的事情是：線圈中的間歇中斷(通常在末端,臟物,油和熔接在帶子里面的外殼(這將降低帶子的導(dǎo)電性能),對(duì)線圈中金屬扣環(huán)上的按扣施1-5 磅的張力是安全的.四)靜電防護(hù)問(wèn)答第11頁(yè)，共21頁(yè)。 4)要是采取了所有其他的ESD 預(yù)防措施,戴防靜電腕還有必要嗎?地（腳）帶，罩衫、地板消耗材料、接地板等），如是，為什么？ 如果操作者在導(dǎo)電地板上穿兩只防靜電鞋且不同時(shí)抬起兩只腳跟，那么，防靜電腕就不要了，如果操作者也穿罩衫，但不與身體或者地電氣連接，這樣罩衫僅有部分保護(hù)功能，其上積累的電荷可能

9、沒(méi)有地方釋放，普遍的罩衫接地辦法是：用一線繩系一按扣于罩衫的腰部，或者用一防靜電腕扣至ESD 罩衫的內(nèi)部袖口上. 5)我們每周都要檢查ESD工作臺(tái)面以確保它正確地的通過(guò)1M 電阻接地。在 ESD（硬 地）與導(dǎo)電工作面接地（軟地）間電阻讀數(shù)不穩(wěn)定的一般原因是 什么？ 電源地（ESD 地）與導(dǎo)電工作臺(tái)面之間電阻讀數(shù)不穩(wěn)定的一個(gè)原因是地電流.如腳墊多 點(diǎn)接地，則可能有地電流流過(guò)，這就會(huì)使歐姆表讀數(shù)出錯(cuò).其他可能的原因還有：儀表電池 電壓過(guò)低，儀表交流電源與正在測(cè)量的地之間的地環(huán)路等，最好切斷儀器電源插頭中的地線,一些數(shù)字儀表對(duì)其周圍磁場(chǎng)或強(qiáng)電場(chǎng)是敏感的，在測(cè)量時(shí)注意檢查電源分布電纜,EMI 源等,盡

10、量在屏蔽區(qū)域內(nèi)反復(fù)多測(cè)幾次，以弄清問(wèn)題是否已排除。 四)靜電防護(hù)問(wèn)答第12頁(yè)，共21頁(yè)。6)有些帶有防靜電腕的ESD工作臺(tái)可以直接接地,而另一些則需先引至ESD 臺(tái)墊(在 對(duì)角),然后通過(guò)一電阻接地,哪個(gè)正確？ 兩者都未必正確，因?yàn)檫@取決于直接接地的防靜電腕和工作臺(tái)墊的電勢(shì)，對(duì)ESD 安全臺(tái) 而言，接地的概念是使所有導(dǎo)體均處于同一電位,這樣就使兩導(dǎo)體間的電位差降至最小. 由 于電源地與大地總是在控制區(qū)內(nèi),因此是最方便的連接點(diǎn)。如果防靜電腕及ESD 臺(tái)墊均接至 同一接地點(diǎn),那么它們電位相同，是正確的安裝方式。防靜電腕首先連到ESD 臺(tái)墊然后穿 過(guò)臺(tái)墊，再?gòu)呐_(tái)墊對(duì)角穿出，最后接地，這樣連接，臺(tái)墊至

11、地附加的串聯(lián)阻抗（電阻或電 容），有時(shí)，操作者可以與接地的臺(tái)式設(shè)備或位于臺(tái)墊上的ESD 敏感設(shè)備處于不同的電位四)靜電防護(hù)問(wèn)答第13頁(yè)，共21頁(yè)。4.1 靜電防護(hù)原則: 4.1.1 安裝靜電敏感元件時(shí),在靜電安全區(qū)域內(nèi)安裝,同時(shí)作業(yè)人員做好防靜電措施. 4.2.2 用靜電屏蔽容器運(yùn)送及存放靜電敏感元件及線路板. 4.3.3 做好工作場(chǎng)所接地系統(tǒng),定期檢測(cè)所安裝的靜電防護(hù)系統(tǒng)是 否有效. 4.3.3 對(duì)靜電敏感材料存儲(chǔ)區(qū)域,及工作區(qū)域保持一定的空氣濕度4.2 靜電防護(hù)的措施 帶電體通接接地可使電荷釋放到大地. 對(duì)靜電敏感的元件不要接觸和靠近能產(chǎn)生靜電的物體. 消除靜電產(chǎn)生根源 使靜電安全釋放.

12、對(duì)靜電敏感的元件使用防靜電材料包裝. 四)靜電防護(hù)措施杭 州 優(yōu) 邁 科 技第14頁(yè)，共21頁(yè)。4.3 材料按導(dǎo)電特性分類 導(dǎo)體-電子可以自由移動(dòng). 表面阻抗100MM ohm 四)靜電防護(hù)措施杭 州 優(yōu) 邁 科 技第15頁(yè)，共21頁(yè)。4. 4 靜電防護(hù)的范圍 人體: a.為保護(hù)靜電敏感元件,在人接觸靜電敏感元件時(shí)要: 穿防靜電衣,戴防靜電手環(huán),戴防靜電手套, 戴防靜電腳帶 穿防靜電鞋 b. 要每日點(diǎn)檢以下防護(hù)用具和人體的阻抗: 防靜電手環(huán)(0.7510Mohm) 防靜電腳帶(0.75100Mohm) 防靜電鞋(0.135Mohm) c.進(jìn)入工廠時(shí)要用靜電消除器消除人體所帶的靜電 d.出現(xiàn)異常

13、時(shí),應(yīng)及時(shí)分析原因並采取相應(yīng)措施.四)靜電防護(hù)措施杭 州 優(yōu) 邁 科 技第16頁(yè)，共21頁(yè)。機(jī)器、設(shè)備、工裝、治具、工具 a.加工帶有靜電敏感元件的產(chǎn)品時(shí),帶有電源的機(jī)器、設(shè)備需要有效接地. b.地面防靜電材料. c.與靜電敏感元件有接觸的工裝、治具、架子、容器、工作臺(tái)面要鋪設(shè) 防靜電材料才能放置或安裝靜電敏感元件. d.烙鐵頭的接地電阻不大于20 ohm. e.運(yùn)輸物流設(shè)備的表面要鋪設(shè)防靜電材料,並且做好要接地措施. g.對(duì)取靜電敏感元件所使用的工具要用防靜電的材料制成. h.在工裝、治具、夾具表面噴灑防靜電液清除其表面的靜電. i.放置靜電敏感元件的容器必須是防靜電材料或進(jìn)行靜電屏蔽. j

14、.傳送靜電敏感元件的組合品的傳送帶使用防靜電材料作成.五)靜電防護(hù)措施杭 州 優(yōu) 邁 科 技第17頁(yè)，共21頁(yè)。 防靜電材料制成的用具表面阻抗 a.防靜電手環(huán):表面阻抗:1+/-20% M ohm b.防靜電腳帶:表面阻抗: 1+/-20% M ohm c.防靜電鞋:表面阻抗: 0.1M100M ohm d.防靜電席:上表面:1M1000M ohm,下表面:0.01M1M ohm e.防靜電周轉(zhuǎn)架:表面阻抗: 1k1M ohm f.防靜電周轉(zhuǎn)箱:表面阻抗: 1K1M ohm g.防靜電磚:表面阻抗: 0.010.1 M ohm h.防靜電包裝袋:表面阻抗: 10k1000k M ohm i.防靜電鑷子:表面阻抗: 0.0110M