1、 制造總廠培訓(xùn)小組制造總廠培訓(xùn)小組 編輯編輯:孫小蘭孫小蘭 前前 言言 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(jìn)行操作 定義定義 1、靜電學(xué)靜電學(xué) 靜電學(xué)靜電學(xué)是十八世紀(jì)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(xué)科，是物理學(xué)中電磁學(xué)的一個重要組成部分。 2、靜電、靜電就是物體表面過剩或不足的靜止電荷。 現(xiàn)象現(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 定義定義 3、esd：electrost

2、atic discharge 靜電放電靜電放電 ：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(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而 進(jìn)行放電的現(xiàn)象。 現(xiàn)象現(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: electrical overstress 電流或電壓過載 冬天晚上脫毛衣 時，會看到閃光 觸電 esd的產(chǎn)生途徑與類型的產(chǎn)生途徑與類型 一、產(chǎn)生途徑一、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)兩種不同材料的物質(zhì)接觸接觸和和分離分離或或摩擦摩擦 或或臨近臨近電場的感應(yīng)電場的

3、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(shí)就是靜電產(chǎn)生的過程，所以對靜電防護(hù)的迫切性日益重要。 家俱移動或設(shè)備移動引起的家俱移動或設(shè)備移動引起的esd 人體接觸或移動引起的人體接觸或移動引起的esd 機(jī)器引起機(jī)器引起 的的esd 三種類型三種類型 esd的產(chǎn)生類型的產(chǎn)生類型 esd的危害的危害 靜電的危害主要有兩個方面：靜電的危害主要有兩個方面： v 一是使元?dú)饧谰眯允В瑘髲U； v 二是使元?dú)饧男阅芙档秃蛥?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。而第二種在初期初期是很難發(fā)現(xiàn)

4、的，因?yàn)樵獨(dú)饧?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(yàn)而 流入用戶手中。那么隨著時間的推移，這些元?dú)饧蜁谰眯缘氖А亩?低了元?dú)饧膲勖簿陀绊懥水a(chǎn)品的壽命,更影響公司產(chǎn)品品牌形象。 esd的危害的危害 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？ esd vs. eos 失效特

5、征失效特征 靜電電壓靜電電壓 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) v 1000 v 沒有感覺 v 2000 v 手指外側(cè)有感覺 v 2500 v 放電部位有針蟹感，但不疼痛 v 3000 v 有輕微和中等被針刺痛感 v 4000 v 手指輕微覺痛，有較強(qiáng)的針刺痛感 v 5000 v 手掌及手腕前部有電擊疼痛感 v 6000 v 手指劇痛，手腕后部有強(qiáng)烈的電擊感 v v 10000 v 整個手部劇痛，有電流通過感 v 12000 v 因強(qiáng)烈電擊，故整個手部有強(qiáng)烈打擊感 靜電對電子產(chǎn)品損害的特點(diǎn)靜電對電子產(chǎn)品損害的特點(diǎn) 1、隱蔽性、隱蔽性 人體感知的靜電放電電壓為2

6、-3kv。 2、潛在性、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(jī)性、隨機(jī)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(fù)雜性、復(fù)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為什么要提高人們的esd防護(hù)意識？防護(hù)意識？ 很多靜電問題都是由于人們沒有很多靜電問題都是由于人們沒有esd意意 識而造成的識而造成的。 這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)esd損害發(fā)生在人的感覺 以外，因?yàn)槿梭w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(qiáng)度因?yàn)槲矬w材質(zhì)、磨擦與相對運(yùn)行 的速度、壓力以及環(huán)境的溫度、濕度有密

7、切 的關(guān)系。 人身的活動情形人身的活動情形 靜電電壓（v） 10-20%rh 65-90% 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 元件的敏感電壓元件的敏感電壓 v 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。 v 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

8、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） 1v mos30-180 2h mos50-500 3p mos100 5mosfet100-200 6jfet140-700 7c mos/n mos250-3000 8線性電路（運(yùn)放器）180-2500 9肖特基二極管300-3000 10ecl500-1500 11saw150-500 12scr680-1000 13sl-ttl/s-ttl300-2500 14tt/dtl/h-ttl380-7000 15膜式電阻300-3000 電磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)產(chǎn)生esd沖擊沖擊 靜電放電模型靜電放電模型 v 人體模

9、型人體模型human body model (hbm) v 機(jī)器模型機(jī)器模型(mm) v charged device model（cdm） esd 模式對比模式對比 導(dǎo)體導(dǎo)體 vs. 絕緣體絕緣體 esd的防護(hù)原則及方法的防護(hù)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(fù)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”。 除電的原理：除電的原理： 靜電防護(hù)基本原則靜電防護(hù)基本原則 v 防止靜電荷的產(chǎn)生防止靜電荷的產(chǎn)生 v 擬制靜電荷的積累擬制靜電荷的積累 v 迅速、安全、

10、有效的消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷迅速、安全、有效的消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷 v 使電荷安全泄露使電荷安全泄露 絕緣體的除電方法絕緣體的除電方法 常用的非導(dǎo)體（絕緣體）帶靜電荷消除方法有：常用的非導(dǎo)體（絕緣體）帶靜電荷消除方法有： v 方法一：使用離子風(fēng)機(jī)中和；方法一：使用離子風(fēng)機(jī)中和； v 方法二：控制環(huán)境溫度與濕度；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(jī)會 v 方法三：用防靜電導(dǎo)體制品取代非導(dǎo)體制品；方法三：用防靜電導(dǎo)體制品取代非導(dǎo)體制品； v 方法四：采用靜電消除劑；方法四：采用靜電消除劑；在絕緣體的表面形成一層導(dǎo)電體的覆膜，使電子 流過，象導(dǎo)體一樣，可令靜電荷完全分布并導(dǎo)走

11、。 v 方法五：采用靜電屏蔽；方法五：采用靜電屏蔽；在儲存和運(yùn)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(dǎo)體的消除靜電方法導(dǎo)體的消除靜電方法 導(dǎo)電體可通過接地方法實(shí)現(xiàn)靜電消除。導(dǎo)電體可通過接地方法實(shí)現(xiàn)靜電消除。接地可以使導(dǎo)體上的靜電導(dǎo)走。 機(jī)器(裝置)的除電 使機(jī)器接地就可簡單除電。 作業(yè)人員(人體)的除電 使用靜電環(huán)、導(dǎo)電鞋等可以使人身體上的靜電導(dǎo)走，就可除電。 工作臺的除電 使用防靜電墊，且導(dǎo)電墊子必須接地就可除電。 esd發(fā)生原理發(fā)生原理 esd發(fā)生原理：發(fā)生原理： 當(dāng)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

12、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(dá)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(yán)重?fù)p傷ic，局部發(fā)熱的熱量甚至?xí)诨杵?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(hù)原理防護(hù)原理 安全工作區(qū)域必須具有： 完整的導(dǎo)電材料及接地系統(tǒng)，使產(chǎn)生靜電的運(yùn)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(diǎn)之間的靜電電壓不得超過100v。 適當(dāng)?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(fēng)機(jī)，使用低壓控

13、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(jī)的手機(jī)的esd測試標(biāo)準(zhǔn)測試標(biāo)準(zhǔn) 1、靜電敏感器件、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（static sensitive device簡稱ssd）。 按靜電的敏感程度分三級。 1級：靜電敏感電壓范圍0-1999v 2級：靜電敏感電壓范圍2000-3999v 3級：靜電敏感電壓范圍4000-15990v 2、靜電放電發(fā)生器靜電放電發(fā)生器 (esd generator) 俗稱靜電放電槍(e

14、sd gun)是電磁兼容測量與試驗(yàn)中靜電放電抗擾度 (esd immunity)試驗(yàn)中的重要設(shè)備。 目的是為了檢驗(yàn)電子設(shè)備受到外來靜電放電時能否正常工作。 esd 測試標(biāo)準(zhǔn)測試標(biāo)準(zhǔn) 靜電放電試驗(yàn)是電子產(chǎn)品重要試驗(yàn)之一靜電放電試驗(yàn)是電子產(chǎn)品重要試驗(yàn) 之一，國家在80年代就制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該標(biāo)準(zhǔn)第l版中將試驗(yàn) 嚴(yán)酷等級劃分為1、2、3、4共四個等級，對應(yīng)的試驗(yàn)電壓分別為2、4、8、 15kv。現(xiàn)在執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是iec 61000-4-2 standard(iec: nternational electrotechnical commission國際電工委員會國際電工委員會) 我們實(shí)驗(yàn)室手機(jī)

15、的我們實(shí)驗(yàn)室手機(jī)的esd標(biāo)準(zhǔn)是：氣隙放電（也有人叫空氣放電）標(biāo)準(zhǔn)是：氣隙放電（也有人叫空氣放電） 4kv，接觸放電，接觸放電8kv 常見的防靜電用品常見的防靜電用品 一、防靜電手環(huán)：一、防靜電手環(huán)： 由緊貼手腕的不銹鋼外殼通過線內(nèi)1m電阻由導(dǎo)線,鐵夾接地.目的是將人體的靜電導(dǎo) 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(zhǔn)佩戴無線手環(huán)； (注:無線防靜電手環(huán)實(shí)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

16、，必須23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二、防靜電手腕帶測試儀: v 好的：亮綠燈、響 v 壞的：亮紅燈、不響 v 必須每班測試并記錄必須每班測試并記錄,不合格的應(yīng)立即更換不合格的應(yīng)立即更換 三、防靜電手套：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、防靜電鞋四、防靜電鞋 作用：能使靜電從人體導(dǎo)向大地，從而消除人體靜電。 要求：進(jìn)入車間必須穿防靜電鞋，不允許穿嚴(yán)重磨損的防靜電鞋； 五、防靜電工衣五、防靜電工衣 作用：屏蔽人體身上衣服的靜電

17、； 要求：進(jìn)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、防靜電工帽防靜電工帽 作用：屏蔽人體頭發(fā)的靜電； 要求：進(jìn)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(fēng)槍七、除靜電離子風(fēng)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(fēng)機(jī)八、除靜電離子風(fēng)機(jī) 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(fēng)機(jī)來中和靜電荷； 九、人體靜電綜合測試儀九、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

18、常見的認(rèn)識誤區(qū)幾種常見的認(rèn)識誤區(qū) 誤區(qū)誤區(qū)1 人認(rèn)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(dǎo)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)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(dǎo)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15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(dǎo)電性能）。 誤區(qū)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(shí)際起不到立刻泄放人體