ESD培訓(xùn)材料(原理篇)

ESDControl

靜電控制

--原理篇(1/2)

靜電的概念ESDBasicKnowledge

ESD基礎(chǔ)知識

靜電就是靜止的電荷，就是物體表面有多余的電荷（正電荷或負(fù)電荷）存在。靜電產(chǎn)生有三種方法：摩擦相接觸的兩個物體發(fā)生分離靜電感應(yīng)產(chǎn)生靜電Page1

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靜電產(chǎn)生的物理解釋結(jié)果：帶正的靜電荷結(jié)果：帶負(fù)的靜電荷相接觸的兩個物體發(fā)生分離ESDBasicKnowledge

ESD基礎(chǔ)知識Page2

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ESD基礎(chǔ)知識什么是ESD？

ESD就是靜電泄放（ElectronicStaticDischarge）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。Page3

ESDControl任何物體都可以產(chǎn)生靜電！EverythingcanbecomeCharged！ESDBasicKnowledge

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。Page4

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什么樣的材料是防靜電材料？對于HDD產(chǎn)品生產(chǎn)，表面電阻小于1x109Ohms的材料是理想的ESD材料。3.Insulator絕緣材料2.Dissipative靜電消耗材料Conductive導(dǎo)體材料105

Ohms/1011

Ohms/1產(chǎn)生靜電少2靜電可以通過接地消除（但消除速度很快）3可以接收的ESD材料1產(chǎn)生靜電較少2靜電可以通過接地消除（消除速度適中）3理想的ESD材料1產(chǎn)生靜電很多2靜電不能通過接地消除（消除速度特別慢）3非ESD材料Page5

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ESD基礎(chǔ)知識

ESD的危害Page6人體對大于3000V的靜電才有感覺！但是……磁頭PCB/PCC電路板梳頭發(fā)撕貼膠帶走路

ESDControl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ESDBasicKnowledge

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ESD是隱藏的敵人Page7聽到5000V感覺到3000V看到8000V電子元件受損100-500V針對我們的普通電子產(chǎn)品,安全靜電電壓是

<100V!

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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。被ESD損毀的產(chǎn)品Page8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)

電子元件即時失效只占10%在廠內(nèi)可被發(fā)現(xiàn)

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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。3ESD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。

1在地毯上走路2穿普通鞋在ESD地板上走路（不使用腕帶）3穿ESD安全的鞋在ESD地板上（使用腕帶）5摩擦絕緣材料

35000V8000V 1500V10000V4000V 200V50V10V 0V環(huán)境相對濕度10-20%RH

40-50%RH

70-90%RH4000V1500V 300VPage9

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ESD基礎(chǔ)知識

ESD如何損害我們的產(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Page10

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降低成本提高產(chǎn)品質(zhì)量客戶滿意增加利潤ESDBasicKnowledge

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ESD防護(hù)的好處Page11

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ESD控制我們?nèi)绾慰刂艵SD？Threefundamentalprinciples三個基本的控制原理--Ground/Bondallconductors(為所有導(dǎo)體進(jìn)行接地處理。注意：人也是導(dǎo)體）--ControlChargesonNonconductors(控制容易產(chǎn)生較多靜電絕緣材料）--Useprotectivepackagingfortransitandstorage(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)+Material

(料)+Method(法)+

Environment(環(huán))Man(人)--手腕帶，ESD鞋，ESD椅子,衣服…Machine(機)--接地，控制靜電電流--消除/屏蔽電磁干擾和交流電場Material(材料)--使用導(dǎo)體材料--盡量使用靜電消耗材料--使用ESD地板，ESD桌墊--不用或盡量少用絕緣材料Method(方法)--預(yù)防（創(chuàng)建ESD安全的環(huán)境）--保護(hù)（保護(hù)對ESD敏感的產(chǎn)品或零部件，避免金屬小電阻接觸）--屏蔽（對非ESD安全的物品進(jìn)行法拉第或距離屏蔽）--消除（通過接地，離子化消除產(chǎn)生的靜電）Environment(環(huán)境)--溫度/濕度控制--局部使用離子風(fēng)機--員工ESD培訓(xùn)--管理Page12

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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（ESDSafeArea)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

（

以上級別只用于磁頭和硬盤生產(chǎn)工序）3級--高的ESD風(fēng)險（IC安裝，焊接及通電測試工序）4級--中等的ESD風(fēng)險（一般工序）Page13靜電防護(hù)安全區(qū)域（ESDSafeArea)

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ESD控制ESD控制接地兩種可用的接地系統(tǒng)LNE產(chǎn)品ESD墊子機器或夾具ESD腕帶ESD地板ESD鞋工作臺ESD凈化服LNE產(chǎn)品ESD墊子機器或夾具ESD腕帶ESD鞋工作臺ESD凈化服ESD接地銅排ESD地板Page14

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ESD控制ESD控制接地產(chǎn)品ESD墊子機器或夾具ESD腕帶ESD鞋工作臺ESD凈化服ESD地板人體通過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1x10e6~1x10e7歐姆，可以確保人體的靜電電位在10V以下。機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，可以將機器或夾具等金屬物體上產(chǎn)生的靜電隨時導(dǎo)向大地，減少靜電對產(chǎn)品的危害。Page15針對我們的普通電子產(chǎn)品,安全靜電電壓是

<100V

!

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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，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1X10^9歐姆。ESD控制接地Page16

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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：3M40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。Page17

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ESD控制ESD控制--ESD安全物料PE袋ESDTray非ESD材料Tray普通紙、計算器、普通膠帶零部件料盒ESD材料的文件夾ESD材料的椅子凈化紙&許可的筆拉圾筒ESD屏蔽包保持非ESD材料與我們的ESD敏感產(chǎn)品12英寸以上距離Page18

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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。離子風(fēng)機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（每周）用IPA對風(fēng)扇和發(fā)射