ESD訓(xùn)練教材培訓(xùn)

1/32ESD培訓(xùn)教材2/32什么是ESD?

靜電現(xiàn)象舉例:1、握手或手接觸時(shí)常被電擊一下,是由于人身帶了靜電.接觸時(shí)突然放電所致2、自然界中的放電例子很多,如大氣中帶有很強(qiáng)的電荷,80KM

處,對(duì)地電位有200KV.3、云相互摩擦而帶大量的電荷,相互放電形成能量巨大的雷電,對(duì)地放電則可能形成雷擊.4、工業(yè)中,如印刷中,紙離開紙筒時(shí)靜電電壓高達(dá)20KV.5、我們生產(chǎn)線中,人體帶電,摩擦帶電,和感應(yīng)帶電等隨時(shí)時(shí)存在,不加控制,可造成危害.3/32不同材料的導(dǎo)電率導(dǎo)體(包括靜電屏蔽)-一種容易將靜電導(dǎo)入地下的材料。(表面電阻：每平方單位105Ω或更小)靜電耗散材料-一種慢慢把靜電導(dǎo)入地下的材料。

(表面電阻：每平方單位105~109Ω)防靜電材料-一種實(shí)際上不產(chǎn)生靜電的材料。

(表面電阻：每平方單位109~1012Ω)絕緣材料-一種不不能將靜電導(dǎo)入地下的材料。

(表面電阻：每平方單位1012Ω或更大)

靜電是如何產(chǎn)生的?

絕緣體、導(dǎo)體及其中間物

4/32摩擦起電

當(dāng)兩種材料一起摩擦，一種丟失電子，而另一種則收集電子。前者正充電，而后者則負(fù)充電。靜電是一個(gè)物體上的非移動(dòng)的充電。如果有機(jī)會(huì)，該物體將放掉充電，又回到中性。這種充電釋放就是ESD，靜電放電。BA-------+++++--------+++++摩擦起電不同物體分離后帶電5/32

◎物質(zhì)產(chǎn)生靜電大小排列如下表，其中愈正性與愈負(fù)性物質(zhì)互相摩擦產(chǎn)生之靜電愈大

Air 空氣Amber琥珀

Asbestos 石棉AcetateRayon 人造絲

Aluminum 鋁Brass,Silver 黃銅,銀

Cotton 棉 Gold,Platinum 金,

白金

Fur 皮革 HardRubber 橡膠

Glass 玻璃 Orlon 奧龍

Hands 手 Polyester 多元脂

HumanHair 頭發(fā) Polyurethane PU聚亞氨脂

LeadHand 石墨 Polyvinyl PVC聚氯乙烯

Mica 云母石 Polyethylene PE聚乙烯

Nylon 尼龍Polypropylene PE聚丙烯

Paper 紙SealingWax蠟

RabbitFur 兔毛Silicon 硅

Silk 絲Sulfur 硫磺

Steel 鋼絲 Teflon 鐵弗龍

Wool 羊毛Nickel,Copper 鎳,銅

Wood 木材Negative負(fù)性(-)Positive

正性(+)6/32工作場(chǎng)所中常見的靜電產(chǎn)生物質(zhì)或活動(dòng)：

工作桌面–

一般的塑料、上臘、上漆。地板–

水泥地板、一般塑料地板。衣服–

人造纖維衣服、一般非導(dǎo)電鞋、抹布。椅子–

木材椅、塑料椅、玻璃纖維椅。包裝及運(yùn)送–

塑料袋、泡棉、保麗龍、塑料盒。組裝、加工、測(cè)試、修理–

噴霧清潔劑、吸錫器、鉻鐵、刷子﹑塑料帶、熱氣、烤箱、復(fù)寫紙。

7/32ESD敏感組件

--可能容易被ESD損壞的零件

半導(dǎo)體組件厚與薄的薄膜電阻混合電路器件晶體8/32

三、靜電對(duì)電子元器件損傷的三種模型

1.人體模型:

人們?cè)谌粘Ｉ钪?，由于活?dòng)而會(huì)使人體產(chǎn)生高迖幾千伏靜電勢(shì).

這電荷會(huì)通過(guò)手指或基它部位直接傳遞到敏感電子組件中，人體模型表現(xiàn)出來(lái)的特征為高壓低流，這主要擊穿組件內(nèi)部電容.9/32三、靜電對(duì)電子元器件損傷的三種模型(續(xù))2.機(jī)械模型組件在組裝過(guò)程，會(huì)使及許多金屬夾具，當(dāng)這些金屬帶上靜電并靠近組件時(shí)，會(huì)發(fā)生金屬一組件之間的快速放電，機(jī)械模型表現(xiàn)出來(lái)的特征為低壓高流，會(huì)直接燒壞組件本身.

10/32三、靜電對(duì)電子元器件損傷的三種模型(續(xù))3、充電器模型

器件接觸帶電體而帶電，遇地放電造成內(nèi)部損傷11/32組件被ESD破壞之原因及形態(tài):

功率產(chǎn)生:如熱崩潰,金屬被溶融電壓產(chǎn)生:如介電質(zhì)崩潰,表面崩潰潛在性故障:如功能劣化,降級(jí)12/32印刷電路裝配(PCA,printedcircuitassembly)或單個(gè)組件可能有幾種方式被ESD所損壞：

手直接接觸到組件引腳。非直接接觸，如手接觸連接器或金手指(goldfinger)。ESD“攻擊”沿PCA的跡線運(yùn)行直到找到一個(gè)脆弱的IC，將它摧毀。

PCA或單個(gè)的組件放在一個(gè)充電表面，通過(guò)感應(yīng)“拾取”類似靜電充電。這樣，當(dāng)放在一個(gè)金屬表面，迅速放電(慢放電是安全的)。

PCA或單個(gè)的組件暴露在很強(qiáng)的外部電場(chǎng)，誘發(fā)過(guò)大的內(nèi)部電流。13/32

靜電防護(hù)

◆芯片設(shè)計(jì)的靜電防護(hù)(治本方法)

本方法乃是靜電防護(hù)最好的辦法，但在設(shè)計(jì)半導(dǎo)體的抗靜電電路時(shí)，必須考慮到電路產(chǎn)生熱的影響、反應(yīng)時(shí)間、最大電壓、能量傳導(dǎo)、寄生電容等等因子，故并非隨心所欲可以辦到。因此靜電防護(hù)仍必須靠一些治標(biāo)的方法。

◆靜電防護(hù)的基本原則

1.避免靜電產(chǎn)生

2.疏導(dǎo)或中和所產(chǎn)生之靜電

3.摒蔽靜電場(chǎng)

14/321.避免靜電產(chǎn)生

(A)潮濕法(Moisturing)水氣本身會(huì)有導(dǎo)電現(xiàn)象，故可降低絕綠體表面電阻，達(dá)到靜電防護(hù)目的

(B)抗靜電涂布法(Anti-StaticCoating)–有部份溶液可噴灑于綠體青面降低物體表面電阻，達(dá)到靜電防護(hù)的目的。但此種涂層，日久會(huì)脫落而漸漸失去其效果，故必須考慮其有效期。

(C)內(nèi)部靜電劑法(ImbededAnfi-StaticAgent)–這是在材料中加入具有導(dǎo)電性或吸濕性的物質(zhì)，使其外層具有輕微導(dǎo)電性。此方法可以不必考慮有效期，但成本較高。

15/322.疏導(dǎo)或中和靜電法

(A)疏導(dǎo)法(Bleed-Off)典型的疏導(dǎo)法就是配帶靜電環(huán)(WristStrap)，是將人體產(chǎn)生之靜電電荷，藉由導(dǎo)線將所產(chǎn)生之電荷傳導(dǎo)出去。通常靜電環(huán)中會(huì)接一1MΩ之接地電阻，以保護(hù)人員工作之安全.(B)中和法(Neutralization)

利用靜電消除器(Ionizer)來(lái)釋出正、負(fù)離子以中和消除靜電效應(yīng)。目前常用的靜電消除器有下列幾種.16/32

3.摒蔽靜電場(chǎng)（FieldShielding）此種方法乃利用FaradyCage之原理使靜電場(chǎng)被摒蔽在容器之外圍。左圖是－5KV電場(chǎng)下各種容器內(nèi)測(cè)得的靜電場(chǎng)，右圖是一摒蔽電場(chǎng)之模型電場(chǎng)無(wú)法貫穿僅分布表面電壓(kv)時(shí)間(秒)01.02.03.01.02.03.0導(dǎo)電袋防靜電袋一般PE袋金屬容器17/32ESD工作區(qū)域的要求:

凡是有對(duì)半導(dǎo)類材料進(jìn)行儲(chǔ)放,加工,組裝的區(qū)域均為ESD工作區(qū)域。

包括:原料倉(cāng)之晶體儲(chǔ)存室,AI,RI,SMD室之材料儲(chǔ)放機(jī)器。已過(guò)AI的PCB,加工線,小板線,手插段,補(bǔ)焊段,組裝段,修理站等。已組裝上,下機(jī)殼之成品不必?fù)?dān)心ESD影響。對(duì)于ESD工作區(qū)域,距離約1米處用綠色線標(biāo)識(shí)。18/32安全工作站要求.

安全工作站包括防靜電工作桌面,靜電標(biāo)識(shí),靜電盒,﹑防靜電料盒,靜電環(huán),接地設(shè)備。全部靜電桌墊接地須接至ESD地,而非設(shè)備地。防靜電桌墊須貼點(diǎn)檢標(biāo)簽,每一月點(diǎn)檢一次,點(diǎn)檢表見附件三靜電安全工作站1米內(nèi)的物體和表而測(cè)量電壓應(yīng)小于100V。19/321、作業(yè)員在正常作業(yè)時(shí)須佩戴靜電環(huán).2、作業(yè)員(含流動(dòng)員)離幵工位作業(yè)ESD敏感性零組件時(shí)須佩戴靜電環(huán),且靜電環(huán)須接地良好.3、每日領(lǐng)班或助理在每次上班前點(diǎn)檢各工位作業(yè)員的靜電環(huán)接地措施并檢查作業(yè)員佩戴靜電環(huán)的方法是否正確良好.每日點(diǎn)檢兩次.工作現(xiàn)場(chǎng)ESD之要求20/32

各種靜電標(biāo)示警告

A.〝對(duì)ESD敏感〞標(biāo)示： C.〝保護(hù)〞+外弧去斜線之標(biāo)示： 適用于告知電子零組件對(duì)ESD 用于工具或材料上已具有控制ESD

極為敏感，易遭ESD破壞。 之功效。

B.〝對(duì)ESD敏感〞+警語(yǔ)之標(biāo)示：D.〝對(duì)ESD敏感〞標(biāo)示亦可用：

適用于防靜電包裝袋上。21/32靜電腕帶(wriststrap)詳述：腕帶和工作臺(tái)墊提供ESD到達(dá)地下的清晰的路徑，使其佩帶者接近零伏電荷。帶和墊兩者都用內(nèi)置限流1M電阻，形成一個(gè)安全系統(tǒng)，為裝配或制造工人防止來(lái)自偶然的110VAC的電擊。有些人具有自然干性皮膚，累次在其開始工作時(shí)的腕帶測(cè)試中不通過(guò)。為了解決這個(gè)問題，不要使用商業(yè)購(gòu)買的家用潤(rùn)膚露，它含有硅，可能負(fù)面影響焊接連接。有些人可能會(huì)有由于腕帶內(nèi)金屬部分引起的皮膚刺激。(這是由于小部分混合在不銹鋼內(nèi)的鎳)。因?yàn)檎麄€(gè)腕帶有導(dǎo)電性材料編織在里面，這個(gè)問題可以通過(guò)在接觸皮膚的金屬區(qū)域貼上一小部分白色急救膠布來(lái)解決。22/32伸縮拉環(huán)插頭插頭與拉環(huán)間阻抗為1MΩ±10%23/32

1、作業(yè)員于座位上坐好后,帶上靜電環(huán)(右手操作者將靜電環(huán)戴于左手,左手操作者將靜電環(huán)戴于右手)并將靜電環(huán)接地線插于接地孔中。

2、在線領(lǐng)班攜帶靜電環(huán)檢測(cè)器至各作業(yè)員作業(yè)位置,將檢測(cè)器接地線插于接地孔中。

3、作業(yè)員自行壓下檢測(cè)開關(guān)(靜電環(huán)戴于左手者,用右手壓檢測(cè)開關(guān),靜電環(huán)戴于右手者,用左手壓檢測(cè)開關(guān)),

直到訊號(hào)顯示完成。靜電環(huán)日點(diǎn)檢方法:

24/32判定:1、檢測(cè)時(shí)”GOOD”綠色顯示燈亮,表示該靜電環(huán)符合規(guī)格,可正常使用. 2、檢測(cè)時(shí)”HIGH”紅色顯示燈亮,表示該靜電環(huán)超出規(guī)格,

禁止使用. 3、檢測(cè)時(shí)”LOW”紅色顯示燈亮,表示該靜電環(huán)超出規(guī)格,

禁止使用25/32靜電環(huán)阻抗測(cè)試2.1將數(shù)字萬(wàn)用表文件位調(diào)整到兆奧姆(MΩ)檔。 2.2用數(shù)字萬(wàn)用表一端表筆夾住靜電環(huán)接地線插頭,另一端筆夾住靜電環(huán)靜電帶。 2.3讀出數(shù)字萬(wàn)用表的顯示數(shù)值并記錄于”靜電環(huán)點(diǎn)檢記錄表”中。 2.4若測(cè)量值超出規(guī)格(1MΩ+/-10%)則更換之。26/32防靜電桌墊點(diǎn)檢表面阻抗測(cè)試儀27/32點(diǎn)檢方法將表面阻抗測(cè)試儀平放于防靜電桌墊上按下測(cè)試按鈕讀數(shù)在10^5~10^9Ω之間則為合格點(diǎn)檢周期：一個(gè)月28/32靜電盒點(diǎn)檢29/32測(cè)試方法﹕將表面阻抗測(cè)試儀平貼于靜電盒表面按下按鈕讀數(shù)在10^5~10^9Ω