ESD基礎(chǔ)知識培訓(的講義)教學課件

ESD基礎(chǔ)知識培訓(的講義)ESD基礎(chǔ)知識培訓(的講義)ESD基礎(chǔ)知識培訓(的講義)ESD基礎(chǔ)知識培訓制造總廠培訓小組編輯:孫小蘭前言在我們的電子工業(yè)中常見的一些問題：電子元件無故失效，并發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有過熱或燒熔的現(xiàn)象電子產(chǎn)品產(chǎn)出率不高，品質(zhì)不穩(wěn)客戶投訴產(chǎn)品無故失效產(chǎn)品上的塵埃等污物難以持久清除，影響產(chǎn)品外觀，甚或影響對于產(chǎn)品進行操作

ESD基礎(chǔ)知識培訓制造總廠培訓小組編輯:孫小蘭前言在我們的電子工業(yè)中常見的一些問題：電子元件無故失效，并發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有過熱或燒熔的現(xiàn)象電子產(chǎn)品產(chǎn)出率不高，品質(zhì)不穩(wěn)客戶投訴產(chǎn)品無故失效產(chǎn)品上的塵埃等污物難以持久清除，影響產(chǎn)品外觀，甚或影響對于產(chǎn)品進行操作

definition

1、靜電學靜電學是十八世紀以庫侖定律為基礎(chǔ)建立起來的，以研究靜止電荷及磁場作用規(guī)律的學科，是物理學中電磁學的一個重要組成部分。2、靜電就是物體表面過?；虿蛔愕撵o止電荷。現(xiàn)象：冬天脫毛衣時，會聽到嚓嚓聲觸電橡膠棒磨擦后能吸附碎紙片3、ESD：ElectrostaticDischarge靜電放電：具有不同靜電電位的物體，由于直接接觸或靜電感應(yīng)引起的物體間靜電電荷的轉(zhuǎn)移，在靜電場的能量達到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進行放電的現(xiàn)象?，F(xiàn)象：由此可見：靜電放電是在瞬間完成的，所以對于靜電引起的危害，造成的產(chǎn)品失效等問題，我們很難發(fā)現(xiàn)。4、EOS:ElectricalOverstress

電流或電壓過載definition

冬天晚上脫毛衣時，會看到閃光觸電ESD的產(chǎn)生途徑與類型一、產(chǎn)生途徑靜電產(chǎn)生的最基本途徑就是兩種不同材料的物質(zhì)接觸和分離或摩擦或臨近電場的感應(yīng)。電子工業(yè)生產(chǎn)包括SMT貼片、裝配、品管、包裝到出貨的整個過程，其實就是靜電產(chǎn)生的過程，所以對靜電防護的迫切性日益重要。家俱移動或設(shè)備移動引起的ESD人體接觸或移動引起的ESD機器引起的ESD三種類型ESD的產(chǎn)生類型靜電的危害主要有兩個方面：一是使元氣件永久性失效，報廢；二是使元氣件的性能降低和參數(shù)下降。后一種危害比前一種危害更可怕，更危險。原因是第一種危害在檢測或調(diào)試過程中及時發(fā)現(xiàn)并予以更換，馬上可解決問題。而第二種在初期是很難發(fā)現(xiàn)的，因為元氣件參數(shù)下降并不是馬上就體現(xiàn)出來，很容易通過出廠前的檢驗而流入用戶手中。那么隨著時間的推移，這些元氣件就會永久性的失效。從而降低了元氣件的壽命，也就影響了產(chǎn)品的壽命,更影響公司產(chǎn)品品牌形象。

ESD的危害ESD的危害在電子工業(yè)生產(chǎn)過程中操作工人是最重要的靜電電荷源。在環(huán)境濕度為10%~20%RH時，操作工所帶的靜電電壓是6000V，而在環(huán)境濕度為65%~90%RH時，操作工所帶的靜電電壓是100V。靜電電壓的數(shù)值是隨著環(huán)境濕度的高低而變化。這也就是我們生產(chǎn)車間為什么要控制溫度和濕度的原因。那么有人會問，6000V的電壓為什么對人的身體沒有傷害呢？ESDvs.EOSFailSignature靜電電壓介紹一下不同靜電電壓對于人體電擊的反應(yīng)：靜電壓（V）人體反應(yīng)1000V沒有感覺2000V手指外側(cè)有感覺2500V放電部位有針蟹感，但不疼痛3000V有輕微和中等被針刺痛感4000V手指輕微覺痛，有較強的針刺痛感5000V手掌及手腕前部有電擊疼痛感6000V手指劇痛，手腕后部有強烈的電擊感……10000V整個手部劇痛，有電流通過感12000V因強烈電擊，故整個手部有強烈打擊感靜電對電子產(chǎn)品損害的特點1、隱蔽性人體感知的靜電放電電壓為2-3KV。2、潛在性受靜電沖擊后元件性能沒有馬上明顯的下降。3、隨機性從一產(chǎn)生到損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅。4、復雜性分析靜電放電損傷的失效工作，往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。為什么要提高人們的ESD防護意識？很多靜電問題都是由于人們沒有ESD意識而造成的。這是因為大多數(shù)ESD損害發(fā)生在人的感覺以外，因為人體對靜電放電的感知電壓約為3000伏，而許多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時就會損壞。

靜電的強度因為物體材質(zhì)、磨擦與相對運行的速度、壓力以及環(huán)境的溫度、濕度有密切的關(guān)系。人身的活動情形

靜電電壓（V）10-20%RH65-90%RH走過化纖地毯350001500拿TEFLON硅片架300001200走過塑膠地板12000250坐椅子上工作的人6000100翻塑面說明書文件7000600拿起普通聚乙烯袋200001000坐聚氨脂泡沫墊上180001500例如，較多IC分別被只有250伏和100伏的ESD電勢差所破壞，而越來越多的敏感的現(xiàn)代元件，包括奔騰處理器，只要5伏就可毀掉。產(chǎn)生可以聽見“嘀噠”一聲的放電需要累積大約2000伏的電荷，而3000伏可以感覺小的電擊，5000伏可以看見火花。序號類型靜電破壞電壓（V）1VMOS30-1802HMOS50-5003PMOS1005MOSFET100-2006JFET140-7007CMOS/NMOS250-30008線性電路（運放器）180-25009肖特基二極管300-300010ECL500-150011SAW150-50012SCR680-100013SL-TTL/S-TTL300-250014TT/DTL/H-TTL380-700015膜式電阻300-3000元件的敏感電壓電磁感應(yīng)產(chǎn)生ESD沖擊靜電放電模型人體模型HumanBodyModel(HBM)機器模型(MM)ChargedDeviceModel（CDM）ESDModelsComparisonConductorsvs.InsulatorsESD的防護原則及方法“除電”與“去除靜電”是不同的概念。正如“靜電是什么？”前面所述，“靜電的產(chǎn)生是指物質(zhì)內(nèi)部的正負平衡崩潰后發(fā)生的偏向于一方的不穩(wěn)定狀態(tài)”。因此，要使這種不穩(wěn)定的狀態(tài)變成穩(wěn)定的中和狀態(tài)，這就是“除電”?！龀姷脑恚红o電防護基本原則防止靜電荷的產(chǎn)生擬制靜電荷的積累迅速、安全、有效的消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷使電荷安全泄露絕緣體的除電方法常用的非導體（絕緣體）帶靜電荷消除方法有：方法一：使用離子風機中和；方法二：控制環(huán)境溫度與濕度；增加濕度可減少靜電荷的產(chǎn)生和積聚機會方法三：用防靜電導體制品取代非導體制品；方法四：采用靜電消除劑；在絕緣體的表面形成一層導電體的覆膜，使電子流過，象導體一樣，可令靜電荷完全分布并導走。方法五：采用靜電屏蔽；在儲存和運輸時采用，把產(chǎn)品放在屏蔽容器內(nèi)，防止外靜電場的干擾和影響以及在容器內(nèi)活動時，就不會產(chǎn)生靜電荷。導體的消除靜電方法導電體可通過接地方法實現(xiàn)靜電消除。接地可以使導體上的靜電導走。①機器(裝置)的除電

使機器接地就可簡單除電。

②作業(yè)人員(人體)的除電

使用靜電環(huán)、導電鞋等可以使人身體上的靜電導走，就可除電。

③工作臺的除電

使用防靜電墊，且導電墊子必須接地就可除電。

ESD發(fā)生原理ESD發(fā)生原理：當集成電路（IC）經(jīng)受ESD時，放電回路的電阻通常都很小，無法限制放電電流。例如將帶靜電的電纜插到電路接口上時，放電回路的電阻幾乎為零，造成高達數(shù)十安培的瞬間放電尖峰電流，流入相應(yīng)的IC管腳。瞬間大電流會嚴重損傷IC，局部發(fā)熱的熱量甚至會融化硅片管芯。ESD對IC的損傷還包括內(nèi)部金屬連接被燒斷，鈍化層受到破壞，晶體管單元被燒壞。ESD防護原理安全工作區(qū)域必須具有：完整的導電材料及接地系統(tǒng)，使產(chǎn)生靜電的運動物體及時的匯漏或中和。通常規(guī)定在該區(qū)域內(nèi)任意二點之間的靜電電壓不得超過100V。適當?shù)撵o電安全工作區(qū)域有：鋪有防靜電地墊、防靜電工作臺墊、操作者身著防靜電工作服，穿防靜電工作鞋、佩戴防靜電腕帶；有條件的置放離子風機，使用低壓控溫烙鐵，并將系統(tǒng)共接大地，故又稱“等電位工作系統(tǒng)”或“零電位工作系統(tǒng)”。工作臺上及工作區(qū)域內(nèi)只能用防靜電工具和器具，靜電敏感的元件均不得存放在塑料制品、絕緣材料、紙制品等器具上。手機的ESD測試標準1、靜電敏感器件人們把對靜電反應(yīng)靈敏的電子器件稱靜電敏感器件（StaticSensitiveDevice簡稱SSD）。按靜電的敏感程度分三級。1級：靜電敏感電壓范圍0-1999V2級：靜電敏感電壓范圍2000-3999V3級：靜電敏感電壓范圍4000-15990V2、靜電放電發(fā)生器(ESDGenerator)俗稱靜電放電槍(ESDgun)是電磁兼容測量與試驗中靜電放電抗擾度(ESDimmunity)試驗中的重要設(shè)備。目的是為了檢驗電子設(shè)備受到外來靜電放電時能否正常工作。ESD測試標準

靜電放電試驗是電子產(chǎn)品重要試驗之一靜電放電試驗是電子產(chǎn)品重要試驗之一，國家在80年代就制定了相應(yīng)的標準。標準規(guī)定該標準第l版中將試驗嚴酷等級劃分為1、2、3、4共四個等級，對應(yīng)的試驗電壓分別為2、4、8、15kV?，F(xiàn)在執(zhí)行的標準是IEC61000-4-2Standard(IEC:nternationalElectrotechnicalCommission國際電工委員會)我們實驗室手機的ESD標準是：氣隙放電（也有人叫空氣放電）4KV，接觸放電8KV常見的防靜電用品一、防靜電手環(huán)：由緊貼手腕的不銹鋼外殼通過線內(nèi)1MΩ電阻由導線,鐵夾接地.目的是將人體的靜電導到大地。佩戴要求：

1、靜電手環(huán)松緊帶要適中，不得松馳；2、不銹鋼要與皮膚緊密接觸,不得隔以衣物；3、鱷魚夾要夾持在地線上；

4、金屬扣環(huán)上的按扣緊；5、靜電環(huán)必須每班測試并記錄,不合格的應(yīng)立即更換；6、不準佩戴無線手環(huán)；(注:無線防靜電手環(huán)實際起不到立刻泄放人體攜帶的靜電荷作用。它是將人體電荷貯存起來，必須2~3小時放一次電，且最高靜電電壓為不超過500V。所以不推薦工廠使用。)二、防靜電手腕帶測試儀:好的：亮綠燈、響壞的：亮紅燈、不響必須每班測試并記錄,不合格的應(yīng)立即更換三、防靜電手套：作用：能安全瀉放操作人員所帶的人體靜電荷。要求：接觸靜電敏感元器的人員必須戴防靜電手套，手套不允許有破損情況；四、防靜電鞋作用：能使靜電從人體導向大地，從而消除人體靜電。要求：進入車間必須穿防靜電鞋，不允許穿嚴重磨損的防靜電鞋；五、防靜電工衣作用：屏蔽人體身上衣服的靜電；要求：進入車間必須穿防靜電工衣；必須保持干凈，袖口束緊、不能有破損。六、防靜電工帽作用：屏蔽人體頭發(fā)的靜電；要求：進入車間必須穿防靜電工帽；頭發(fā)必須塞在帽內(nèi)。七、除靜電離子風槍作用：中和物體上的靜電電荷,同時高速離子氣流將靜電吸引的塵粒吹除,并阻止其再次吸引塵埃粒子.要求：必須插上電源線才能產(chǎn)生離子；八、除靜電離子風機作用：中和那些物體表面的可產(chǎn)生靜電電荷；要求：對于絕緣體的靜電荷，要求離子風機來中和靜電荷；九、人體靜電綜合測試儀作用：測量人體靜電綜合電阻主要測量防靜電工鞋是否符合要求；幾種常見的認識誤區(qū)誤區(qū)1人認為如果帶了防靜手腕帶，工作服是多余的。這是由于人體上的，或衣服上的電荷，會通過防靜電手腕帶泄放到地。

這是一個普遍的錯誤概念。大多數(shù)衣服是絕緣或具有絕緣性能的。電荷在絕緣體上是不會移動的，它會一直保留在絕緣體上，經(jīng)過一定的時間后中和掉或者與空氣中的離子中和。因此，你的袖子、腰帶等可能帶有幾千伏的電壓，這可能會使附近隔離的導體上感應(yīng)出電荷。因此工作人員需要穿上ESD工作服，將絕緣的衣服屏蔽起來，使衣服產(chǎn)生的靜電場最小。誤區(qū)2佩帶防靜電手腕帶沒有什么具體要求，只要帶了就能起到防靜電？

在測試防靜電腕時：確信防靜電腕帶與手腕密切接觸；金屬導電物質(zhì)緊貼著皮膚；金屬扣環(huán)上的按扣很合適（對線圈中金屬扣環(huán)上的按扣施1—5磅的張力是安全的）；香蕉插頭彈簧彈性好，與香蕉插頭塞孔接觸緊密；線圈是否會有間歇中斷、臟物、油、（這將降低帶子的導電性能）。

誤區(qū)3無線防靜電手腕帶優(yōu)于有線的手腕帶無線防靜電手環(huán)實際起不到立刻泄放人體攜帶的靜電荷作用。它是將人體電荷貯存起來，必須2~3小時放一次電，且最高靜電電壓為不超過500V。所以不推薦工廠使用。誤區(qū)4什么是最常見的靜電源？人在活動如行走，站起等活動中都會產(chǎn)生靜電，人體是最為常見的靜電源，因此人體的靜電防護是最為重要的。誤區(qū)5要控制人體靜電，只要穿防上靜電工作服就能起到防