01-ESD防護培訓教材(Ⅰ)基礎(chǔ)認知篇

認識靜電及其防護的意義ESD防護小組編輯2006年08月10日一、ESD防護培訓教材(Ⅰ)基礎(chǔ)認知篇地點:美國加利福利亞國家森林公園的“美洲紗”看，發(fā)生了什么:當人們拍道這張照片時，五分鐘之后，一件令人恐怖的事情發(fā)生了！因為雷電（也是靜電），一個人死亡，七個人受傷。

1.0A恐怖的回憶------雷電惹的禍1.0B恐怖的回憶------靜電惹的禍看，為什么會發(fā)生？當人們心痛火箭爆炸帶來的損失時，是否會想到，爆炸的原因，最大的懷疑是靜電損壞了控制板上的IC！中國的長征三號火箭上用的儀器也發(fā)生過同樣的情況！你該不會忘記寒冷的冬季那難忘夜晚，當你黑燈黑火的準備脫時，當脫下你那漂亮的呢絨毛衣，晴綸內(nèi)衣，那點點火花，有時伴有劈啪聲，這就是靜電帶給你小小恐怖！準確告訴你，這不是好現(xiàn)象，請將你的生存空間保持必要的濕度，她還是美容的殺手！在干燥的深秋和冬季，你是否也有同樣的感受（象左邊那位那樣，受到靜電的騷亂）？！干燥的你帶了電，金屬門把/扶手也都帶有靜電，親密接觸導致放電！類似最嚴重的記錄是把人電到經(jīng)攣！防范的做法是把你家的類似金屬門把/扶手，做好防靜電接地！假如你不懂如何做，請先在發(fā)利達學好，做好。然后回去實施。2.0A感知靜電2.0A感知靜電---靜電電擊人體的生理效應3.0A認識靜電對電子產(chǎn)品的危害---ESD損傷IC內(nèi)部的引線

IC作為電子產(chǎn)品的核心部件，其性能的不穩(wěn)定/損傷，將直接導致電子產(chǎn)品的失敗?。?！圖示為在超高倍顯微鏡下觀察到的IC內(nèi)部因為靜電而損傷的情況。3.0B認識靜電對電子產(chǎn)品的危害---ESD損傷IC內(nèi)部的引線Sale!ChargeNow!MyLossIsYourGain...日本曾對不合格的家用電子產(chǎn)品（主要是機頂合），進行解剖分析，發(fā)現(xiàn)45%的不合格的器件都是由于靜電放電造成的！精彩的電視節(jié)目被突如其來的電視故障給打亂了，真讓人太掃興了。4.0電子業(yè)界公認的一些元器件的靜電敏感電壓值*****特別提示*****，在干濕（小于30%RH）條件下，人體的帶電通常在1—2千伏特！可見防靜電多么需要從自身做起！！一不小心，帶電的你就成了IC的殺手。5.0電子產(chǎn)品靜電放電損傷的特點?。?！5.1隱蔽性：一般情況下，就人體帶電，靜電電位都在1—2千伏特，而在此電壓上，靜電放電人體一般并無直觀察覺，而電子元器件卻在人們的不知不覺中受到損傷。5.2失效分析的復雜性：集成度越來越高，工藝越來越復雜，伴隨著EOS問題干擾，有時是無法判定ESD問題。5.3損傷具有潛在性：由于損傷的程度無法確定，有時表現(xiàn)的是某些性能下降，但又沒有到失效的程度，這種非致命的損害，其損傷效應又是可以累加的，因此形成潛在的隱患，真不知道什么時候徹底損壞？！5.4損傷的隨機性：元器件本身在其制造過程，電子產(chǎn)品的制造過程，包括其運輸過程，都有可能出現(xiàn)靜電而導到電子產(chǎn)品失效。*****特別提示*****，防靜電需要全民皆兵，齊參與！！6.0由于靜電的問題而導致的經(jīng)濟成本??！

近期美國公布了涉及10多個行業(yè)的因靜電造成的損失調(diào)查結(jié)果，平均每年的直接經(jīng)濟損失高達200多億美元，僅電子工業(yè)部門每年因靜電危害損壞電子元件的損失高達100多億美元。在美國的歷史紀錄當中，2001年9.11恐怖襲擊事件給美國所造成的經(jīng)濟損失是最為慘重的，總共造成的經(jīng)濟損失達到了207億美元，也就是說靜電相當于使美國每年發(fā)生一次“9.11”事件或每年發(fā)生一次洛杉磯大地震！

美國RyneC.Allen研究表明在靜電防護中每投入1元，其回報達到95元,即回報率(ROI)為95:1。下圖為發(fā)利達2005年僅煙霧報警器IC壞機率，太高了！7.0靜電放電如何發(fā)生?靜電荷+放電（途徑）=ESD靜電放電電荷產(chǎn)生電荷快速釋放(在十億分之一秒)ESD=+1.摩擦2.傳導3.感應4.噴濺金屬接觸尖端靠近（電暈放電）7.1電荷的產(chǎn)生---摩擦起電（1）上面是不同物質(zhì)的靜電序列表，相互摩擦后，居前面的帶正電，居后面的帶負電，它告訴我們，在ESD防護時，可能接觸的材料，應盡量避免序差過遠。電荷的產(chǎn)生---摩擦起電（2）最高可產(chǎn)生高達3.5千伏的靜電壓（當濕度小于25%時）7.2電荷的產(chǎn)生---傳導起電通過接觸傳導:電荷通過載體，從一個物體轉(zhuǎn)到另一個物體，從而改變另一物體的帶電性;通過人體傳導;

在正常情況下，傳導起電很容易被發(fā)現(xiàn)，因其產(chǎn)生的條件非常明顯！有多余的電荷源，有顯而易見的傳播途徑。在這里要特別強調(diào)的是，在受激勵時，溫度，壓力，濕度，紫外線，等等因素，都可以使處高能態(tài)的電子逸出，從而使物體帶電（荷）。7.3電荷的產(chǎn)生---感應起電*****請觀察驗電器下面的金屬箔，金屬箔張開，即表示被驗物體帶了電，張開角度越大，表示帶的電越多。7.4電荷的產(chǎn)生---噴濺*****噴濺是一個不同物質(zhì)間的摩擦，碰撞，分離，擴散的過程，在此過程，形成許多微小液霧，液滴和新的微小體界面，這些界面很易被破壞，從而使偶電層出現(xiàn)分離而呈電性。8.1靜電釋放過程：電荷快速釋放---接觸金屬1金屬2示波器掃描接觸瞬間的放電8.2

靜電釋放過程：電荷快速釋放---尖端靠近圖示雷擊引發(fā)時的放電圖GBB過程的高壓焊接時放電過程

陶瓷電容的焊接，切斷，彎折時都會出現(xiàn)尖端放電防靜電工衣就是利用尖端放電來消除靜電結(jié)累的9.0

ESD控制策略靜電放電=ESD途徑1:確保零件物品不帶電荷，或盡可能帶少的電荷（低電位）途徑2:控制放電機制（途徑）ESD接地ESD工衣ESD防護物料應用靜電屏蔽離子風機等工具的應用避免金屬接觸

在無法保證金屬不接觸時，要時刻注意先釋放靜電荷，避免其聚集10.1A

防止靜電荷聚集---接地技術(shù)（1）目的:確保始終有一個公共的電勢基準，和接受多余點荷的場所。串聯(lián)接地=NoGood（不好）直接接地=Good（好）發(fā)利達:防靜電接地圖示長距離，出現(xiàn)環(huán)行走線路=NoGood!近距離接地，避免出現(xiàn)環(huán)行走線=Good!10.1B防止靜電荷聚集---接地技術(shù)（2）特別提示！不要以為做好了接地技術(shù)，就做好了80%的防靜電工作！良好的接地有時反而會帶來更怕的結(jié)果！圖示已帶電的IC，碰到接地良好的人體，可能會發(fā)生更大的放電事實！靜電耗散材料的使用和去離子風機的使用同樣重要。10.2防止靜電荷聚集---防靜電物料使用1051012導電材料靜電耗散材料絕緣材料殘留電荷電壓:<5伏特.摩擦電壓:<20伏特.表面電阻:105~109.耗散時間:<3秒.10.3防止靜電荷聚集---去離子風機去離子風機平衡電壓:<10伏特耗散時間:<5秒10.4防止靜電荷聚集---屏蔽AC屏蔽后的電壓:<50伏特（例如高周波）.11.1降低靜電放電危害機制---設(shè)計過程選用更好的抗靜電能力的晶體器件.提高產(chǎn)品的抗EMC（電磁兼容）能力.11.2降低靜電放電危害機制---工序過程人體的防靜電措施必須保證.防靜電物料的應用必須保證.防靜電工具的應用必須保證.11.3

降低靜電放電危害機制---ACpoweron控制ACpoweron控制:ACpo