1、1靜電防護(hù)ESD基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)廣東*電力電子有限公司*武武 2012年年112 大 綱o靜電基礎(chǔ)知識(shí)靜電基礎(chǔ)知識(shí)o靜電控制o常見的不符合靜電控制規(guī)范的實(shí)例 3靜電基礎(chǔ)知識(shí)基本概念靜電的產(chǎn)生靜電的特點(diǎn)靜電的危害靜電控制的材料4基本概念靜電的概念靜電的概念靜電靜電(Electrostatic(Electrostatic，static electricity)static electricity)通俗地來說，靜電就是靜止不動(dòng)的電荷。它一般存在于物體的表面。是正負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果。靜電是通過電子或離子轉(zhuǎn)移而形成的。5）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(huì)發(fā)生靜電荷

2、傳遞。這種靜電荷傳遞過程我們稱之為靜電泄放靜電泄放。當(dāng)這種靜電荷傳遞的過程強(qiáng)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?；靖拍頔SD的概念的概念6o靜電敏感度(ESDSElectrostatic Discharge Sensitivity)o靜電敏感器件(ESSDElectrostatic Sensitive Devices)oEPA:ESD Protect Area (ESD防護(hù)區(qū)域)oECA:ESD Control Area (ESD控制區(qū)域) 基本概念其他基本概念其他基本概念7靜電的產(chǎn)生靜電產(chǎn)生主要有三種方法：靜電產(chǎn)生主要有三種方法：摩擦摩擦相接觸的兩個(gè)物體發(fā)生分離相接觸

3、的兩個(gè)物體發(fā)生分離靜電感應(yīng)產(chǎn)生靜電靜電感應(yīng)產(chǎn)生靜電感感 應(yīng)應(yīng) 起起 電電8結(jié)果：帶結(jié)果：帶正正的靜電荷的靜電荷結(jié)果：帶結(jié)果：帶負(fù)負(fù)的靜電荷的靜電荷相接觸的兩個(gè)相接觸的兩個(gè)物體發(fā)生分離物體發(fā)生分離靜電產(chǎn)生物理解釋物理解釋9任何物體都可以產(chǎn)生靜電任何物體都可以產(chǎn)生靜電 ！Everything can be come Charged ！ 在在我們的工作區(qū)域所有物體都可以產(chǎn)生靜電我們的工作區(qū)域所有物體都可以產(chǎn)生靜電! 手推車，椅子，機(jī)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(tái)表面，CRT電腦顯示器，手動(dòng)工具，紙，筆記本，文件夾，筆 墻壁，地板，酒

4、精瓶， ESD 包裝，非ESD 包裝 等等都可以產(chǎn)生靜電。靜電的產(chǎn)生10靜電的產(chǎn)生人體活動(dòng)人體活動(dòng)靜電勢（空氣相對(duì)靜電勢（空氣相對(duì)濕度1020% ）濕度1020% ）靜電勢（空氣相對(duì)靜電勢（空氣相對(duì)濕度6590% ）濕度6590% ）在地毯上走動(dòng)在地毯上走動(dòng)350003500015001500在聚乙烯地板上走在聚乙烯地板上走動(dòng)動(dòng)1200012000250250在工作臺(tái)上工作在工作臺(tái)上工作60006000100100拿聚乙烯纖維包拿聚乙烯纖維包70007000600600從工作臺(tái)拿起聚乙從工作臺(tái)拿起聚乙烯襯墊烯襯墊200002000012001200坐在填有聚氟脂泡坐在填有聚氟脂泡膜的椅子上膜的

5、椅子上18000180001500015000人體活動(dòng)產(chǎn)生典型的靜電電壓（V ）人體活動(dòng)產(chǎn)生典型的靜電電壓（V ）干燥環(huán)境更易積累靜電電荷11靜電的特點(diǎn)高電壓：高電壓：幾百伏幾萬伏（人通常對(duì)3KV以下靜電不易感覺到）。低電量：低電量：靜電流多為微安級(jí)（尖端瞬間放電例外）。作用時(shí)間短：作用時(shí)間短：（幾百納妙）受環(huán)境影響大：受環(huán)境影響大：特別是濕度，濕度上升則靜電積累減少，靜電壓下降。12人體對(duì)大于人體對(duì)大于的靜電才有感覺！的靜電才有感覺！但是但是磁頭磁頭PCB/PCC電路板電路板梳頭發(fā)梳頭發(fā)撕貼膠帶撕貼膠帶走路走路靜電的特點(diǎn)主觀感受主觀感受13聽到聽到5000V感覺到感覺到3000V看到看到80

6、00V電子元件電子元件受損受損100-500V靜電的特點(diǎn)主觀感受主觀感受14靜電的危害E E O O S S/ /E E S SD D 引引起起的的失失效效排排在在第第一一位位EOS/ESD 59%電子測試 3%氧化/鈍化 3%導(dǎo)體失效 3%硅片斷裂 4%引腳短路/開路 7%引腳連接 15%其他 6%高高靜靜電電敏敏感感器器件件失失效效原原因因排排序序高高靜靜電電敏敏感感器器件件失失效效原原因因排排序序 器件失效中器件失效中EOS/ESD失效率占失效率占3040%，而高靜電敏，而高靜電敏感的器件感的器件EOS/ESD失效率高達(dá)失效率高達(dá)60%左右。左右。15大量的靜電荷在存在電勢差的大量的靜電

7、荷在存在電勢差的物體物體（人或機(jī)器）與（人或機(jī)器）與產(chǎn)品產(chǎn)品之間之間快速快速傳遞傳遞，短時(shí)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，短時(shí)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。和可靠性。被被ESD損毀的產(chǎn)品損毀的產(chǎn)品使電子元件受損的使電子元件受損的潛在缺陷潛在缺陷占占90% 在廠內(nèi)很難被發(fā)現(xiàn)在廠內(nèi)很難被發(fā)現(xiàn)電子元件電子元件即時(shí)失效即時(shí)失效只占只占10% 在廠內(nèi)可被發(fā)現(xiàn)在廠內(nèi)可被發(fā)現(xiàn)仿真人體帶仿真人體帶8000V靜電，靜電，放電放電

8、3次，放大次，放大3000倍倍靜電的危害16靜電的危害靜電損傷有兩種形式：靜電損傷有兩種形式：硬損傷：硬損傷：又稱“突發(fā)性完全失效”、“一次性損壞”，損傷后器件直接不能工作，此種損傷約占靜電損傷的10%；軟損傷：軟損傷：又稱“潛在性緩慢失效”、“多次損傷累積后失效”，此種損傷減弱了器件或者單板的性能，但仍能通過測試，單板或器件的特性變差，最終失效，此種損傷約占靜電損傷的90%；17對(duì)于靜電防護(hù)來說，表面電阻小于105 Ohms 109Ohms 的材料是理想的ESD材料3. Insulator 絕緣材料絕緣材料2. Dissipative 靜電耗散材料靜電耗散材料Conductive 導(dǎo)體材料導(dǎo)

9、體材料105 Ohms / 1011 Ohms / 1 產(chǎn)生靜電少產(chǎn)生靜電少 2 靜電可以通過接地消除靜電可以通過接地消除（但消除速度很快）（但消除速度很快） 3 可以接收的可以接收的ESD材料材料1 產(chǎn)生靜電較少產(chǎn)生靜電較少 2 靜電可以通過接地消除靜電可以通過接地消除 （消除速度適中）（消除速度適中） 3 理想的理想的ESD材料材料1 產(chǎn)生靜電很多產(chǎn)生靜電很多 2 靜電不能通過接地消除靜電不能通過接地消除 （消除速度特別慢）（消除速度特別慢） 3 非非ESD材料材料靜電控制的材料18大 綱o靜電基礎(chǔ)知識(shí)o靜電控制靜電控制o常見的不符合靜電控制規(guī)范的實(shí)例 19EPA控制方法控制方法定義區(qū)域的

10、防護(hù)水平區(qū)域明確定義和標(biāo)識(shí)對(duì)區(qū)域內(nèi)的所有導(dǎo)體包括人員可靠接地消除一切不必要的靜電產(chǎn)生源運(yùn)用12英寸(30cm)原則ESD防護(hù)體系文件的建立靜電控制靜電控制的基本原理靜電控制的基本原理Ground/Bond all conductors ( 為所有導(dǎo)體進(jìn)行接地處理。為所有導(dǎo)體進(jìn)行接地處理。注：人也是導(dǎo)體）注：人也是導(dǎo)體）Control Charges on Nonconductors ( 控制容易產(chǎn)生較多靜電絕緣材料控制容易產(chǎn)生較多靜電絕緣材料）Use protective packaging for transit and storage ( 在產(chǎn)品運(yùn)輸和存貯過程中使在產(chǎn)品運(yùn)輸和存貯過程中使用

11、用ESD防護(hù)包裝防護(hù)包裝）靜電不能被消除，只能被控制！靜電不能被消除，只能被控制！20ESD 控制控制 = Man ( 人人 ) + Machine (機(jī)機(jī) ) +Material (料料 )+Method(法法 )+ Environment( 環(huán)環(huán) )+Management（管）（管）Man ( 人人 )-手腕帶手腕帶 ，防護(hù)規(guī)范，作業(yè)規(guī)范等防護(hù)規(guī)范，作業(yè)規(guī)范等 Machine ( 機(jī)機(jī) )- 工作設(shè)備（臺(tái)面）工作設(shè)備（臺(tái)面）- 包裝，運(yùn)輸，存儲(chǔ)規(guī)范等包裝，運(yùn)輸，存儲(chǔ)規(guī)范等Material ( 材料材料 )- 人體防護(hù)材料人體防護(hù)材料- 地面防護(hù)材料地面防護(hù)材料- 使用使用 ESD地板，地板

12、，ESD桌墊等桌墊等Method ( 方法方法 )- 接地接地（為所有導(dǎo)體進(jìn)行接地處理）-消除消除（離子化消除產(chǎn)生的靜電）Environment ( 環(huán)境環(huán)境 )- 溫度溫度 / 濕度控制濕度控制 溫度：2030相對(duì)濕度(RH)：3075%- 員工員工 ESD培訓(xùn)培訓(xùn)靜電控制Management( 管理管理 )-防靜電管理體系防靜電管理體系-嚴(yán)格執(zhí)行嚴(yán)格執(zhí)行21人員規(guī)范（人員規(guī)范（1）防靜電工作服、工作鞋操作指引所有人員進(jìn)入防靜電區(qū)域必須穿好防靜電工作服、防靜電工作鞋或防靜電鞋套，已配發(fā)工作帽的還必須戴好工作帽。工作服外部嚴(yán)禁攜帶除工卡和筆之外的金屬物件，防靜電鞋內(nèi)不得墊鞋墊。更換工作服應(yīng)在指

13、定地點(diǎn)進(jìn)行，不允許在設(shè)備旁邊穿、脫工作服。靜電控制（人）22人員規(guī)范（人員規(guī)范（2）作業(yè)過程的防靜電指引進(jìn)入（靜電保護(hù)區(qū)）EPA區(qū)域前，測試腕帶和人體電阻，測試通過并做好記錄方可進(jìn)入；接觸靜電敏感器件（ESSD）及組件之前應(yīng)戴好防靜電腕帶，防靜電腕帶插入香焦插孔中接地，要保證腕帶與皮膚接觸良好；確認(rèn)工作區(qū)域內(nèi)的工具、設(shè)備和儀器安全、可靠接地，尤其對(duì)那些經(jīng)常移動(dòng)的設(shè)備要特別注意；確認(rèn)工作區(qū)內(nèi)的靜電源（例如：非防靜電塑料袋、非防靜電泡膜、橡膠等）遠(yuǎn)離ESD敏感器件和敏感單板（至少30CM）。靜電控制（人）23靜電控制（人）在對(duì)單板、芯片、在對(duì)單板、芯片、端口端口操作時(shí)，應(yīng)穿防靜電工操作時(shí)，應(yīng)穿防靜

14、電工作服，戴防靜電手腕且作服，戴防靜電手腕且防靜電手腕要可靠接地防靜電手腕要可靠接地人員規(guī)范（人員規(guī)范（3）24人員的規(guī)范（人員的規(guī)范（4）臨時(shí)擺放或操作單板注意：注意：1、單板或芯片應(yīng)該放置在防靜電材料上進(jìn)行操作，、單板或芯片應(yīng)該放置在防靜電材料上進(jìn)行操作，2、拿單板時(shí)需要注意的事項(xiàng)？、拿單板時(shí)需要注意的事項(xiàng)？靜電控制（人）25 靜電控制（人）設(shè)備、儀器的接地（包括計(jì)算機(jī)）設(shè)備、儀器的接地（包括計(jì)算機(jī)）防靜電操作臺(tái)防靜電操作臺(tái)防靜電工具防靜電工具（螺絲刀、毛刷、鑷子等）（螺絲刀、毛刷、鑷子等）腕帶、手套、腕帶、手套、工衣、工鞋工衣、工鞋防靜電包裝材料防靜電包裝材料物理接口物理接口 接口保護(hù)套

15、、電纜的放電處理接口保護(hù)套、電纜的放電處理工程維護(hù)現(xiàn)場檢查點(diǎn)：工程維護(hù)現(xiàn)場檢查點(diǎn)：人員規(guī)范（人員規(guī)范（5）26靜電控制（機(jī)）防靜電工作臺(tái)防靜電工作臺(tái)防靜電臺(tái)墊的尺寸應(yīng)不小于工作臺(tái)面的大??；防靜電臺(tái)墊均須正面（即防靜電面、耗散層）朝上、背面（即導(dǎo)電層）朝下鋪設(shè)；多個(gè)防靜電工作臺(tái)的接地線不能相互串接，應(yīng)以并聯(lián)方式與公共接地線連接，每塊臺(tái)墊（地墊）必須且只需接一根防靜電地線。防靜電工作臺(tái)墊接地線工作臺(tái) 1工作臺(tái) 2工作臺(tái) 3接地線工作臺(tái) 1工作臺(tái) 2工作臺(tái) 3接地線工作臺(tái)27防靜電包裝、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)防靜電包裝、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)防靜電存儲(chǔ)溫度：2030；相對(duì)濕度(RH)：30%75%存儲(chǔ)器具：可用于直接存儲(chǔ)靜

16、電敏感器件及組件的器具有防靜電器件盒、IC管、防靜電袋、防靜電周轉(zhuǎn)箱、單板周轉(zhuǎn)車、中空箱等。注意：對(duì)環(huán)境有特殊要求的，如潮濕敏感器件等，需注意：對(duì)環(huán)境有特殊要求的，如潮濕敏感器件等，需要遵照相應(yīng)的專用操作指導(dǎo)書執(zhí)行。要遵照相應(yīng)的專用操作指導(dǎo)書執(zhí)行。靜電控制（機(jī)）28防靜電包裝、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)防靜電包裝、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)存儲(chǔ)操作指引A 靜電敏感器件須使用防靜電器件盒、屏蔽袋、防靜電器件管包裝存放，靜電敏感單板和組件需使用屏蔽袋、防靜電吸塑盒、周轉(zhuǎn)箱、周轉(zhuǎn)車包裝存放。B 靜電敏感器件盡量保持原包裝狀態(tài)，嚴(yán)禁隨意拆封。C 用于靜電敏感器件散裝清點(diǎn)和發(fā)料的工作臺(tái)必須鋪設(shè)防靜電臺(tái)墊，并可靠接地。操作人員應(yīng)佩帶防靜

17、電手套、指套或?qū)⒂欣K防靜電腕帶接入防靜電接地系統(tǒng)。D 靜電敏感器件在儲(chǔ)運(yùn)過程中，勿靠近強(qiáng)靜電、強(qiáng)電磁場，如電腦主機(jī)及其顯示器上方、公共人行通道兩側(cè)等。靜電控制（機(jī)）29防靜電包裝、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)防靜電包裝、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)靜電控制（機(jī)）吸塑盒包裝單板屏蔽袋包裝單板存儲(chǔ)周轉(zhuǎn)用中空箱芯片應(yīng)存放在IC芯片專用的包裝盒中或者套管中芯片之間一定要隔離，避免混放在一起30防靜電包裝、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)防靜電包裝、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn) 通用的轉(zhuǎn)運(yùn)工具通用的轉(zhuǎn)運(yùn)工具防靜電周轉(zhuǎn)箱防靜電運(yùn)轉(zhuǎn)車防靜電周轉(zhuǎn)車靜電控制（機(jī)）31靜電控制（料）32靜電控制（料）33靜電控制（料）34靜電控制（料）35- 粘膠帶的使用必須控制到最少，如果必須使用，應(yīng)

18、使用 ESD 安全的膠帶如：3M 40 或42 。- 對(duì)非ESD 安全的膠帶，在撕膠帶，貼膠帶和揭膠帶時(shí)應(yīng)考慮在離子風(fēng)機(jī)下進(jìn)行或遠(yuǎn)離產(chǎn)品 12英寸以外進(jìn)行。- 維修設(shè)備，連接電線等禁止使用粘膠帶。ESD膠帶膠帶撕貼膠帶會(huì)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(shí)間。不是生產(chǎn)工藝必須的膠帶必須從工作臺(tái)上拿走，嚴(yán)禁使用膠帶來固定物體或電氣維修。靜電控制（料）36接地是針對(duì)導(dǎo)體材料進(jìn)行接地是針對(duì)導(dǎo)體材料進(jìn)行ESD控制最簡單最有效的方法控制最簡單最有效的方法人員接地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)備接地設(shè)備接地對(duì)生產(chǎn)流水線必須進(jìn)行硬接地，流水線的輸送皮帶必

19、須是金屬或ESD材料。工作臺(tái)應(yīng)使用金屬臺(tái)面或ESD桌墊臺(tái)面，并對(duì)工作臺(tái)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ESD材料或金屬。并至少滿足ESD軟接地的要求。硬接地硬接地 指使用接地線對(duì)導(dǎo)體材料進(jìn)行接地，金屬硬接地，對(duì)地電阻應(yīng)小于 10 歐姆。軟接地軟接地 指不使用接地線的接地 ，對(duì)地電阻（RTG）應(yīng)小于 1X109 歐姆。靜電控制（法）37方法一：方法一： 從專門埋設(shè)的地線接地體引出的接地線，單獨(dú)鋪設(shè)到生產(chǎn)線的防靜

20、電作業(yè)崗位，單獨(dú)鋪設(shè)的接地導(dǎo)線通常使用3MM厚、約25MM寬的紫銅皮或用截面大約為46mm2的銅芯軟線單獨(dú)引入。方法二：方法二： 采用三相五線制供電系統(tǒng)中的電氣保護(hù)地作為防靜電地線，引入電源零線的同時(shí)，單獨(dú)引出大地地線作為防靜電地線，工程上稱為“一點(diǎn)引出電阻隔離”，電源主變電箱引出的電氣保護(hù)地線通過接地地樁與大地連接，電氣保護(hù)線到大地的保護(hù)接地電阻應(yīng)小于4。靜電控制（法）防靜電地線的設(shè)置: 38兩種可用的接地系統(tǒng)兩種可用的接地系統(tǒng)LNE產(chǎn)品產(chǎn)品ESD墊子墊子機(jī)器或夾具機(jī)器或夾具ESD腕帶腕帶ESD地板地板ESD鞋鞋工作臺(tái)工作臺(tái)ESD凈化服凈化服LNE產(chǎn)品產(chǎn)品ESD墊子墊子機(jī)器或夾具機(jī)器或夾具E

21、SD腕帶腕帶ESD鞋鞋工作臺(tái)工作臺(tái)ESD凈化服凈化服ESD接地銅排接地銅排ESD地板地板靜電控制（法）39產(chǎn)品產(chǎn)品ESD墊子墊子機(jī)器或夾具機(jī)器或夾具ESD腕帶腕帶ESD鞋鞋工作臺(tái)工作臺(tái)ESD凈化服凈化服ESD地板地板人體通過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(shí)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(jī)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(jī)器或夾具等金屬物體上產(chǎn)生的靜電隨時(shí)導(dǎo)向大地，減少靜電對(duì)產(chǎn)品的危害。針對(duì)我們的模塊級(jí)產(chǎn)品針對(duì)我們的模塊級(jí)產(chǎn)品,安全靜電電壓是安全靜電電壓是 !靜電控制（法）40 對(duì)絕緣材料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(jī)。離子風(fēng)機(jī)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(shí)間內(nèi)中和目標(biāo)物體上多余的電荷。風(fēng)扇很臟不但有沾污的問題，影響離子產(chǎn)生，同時(shí)由于有大量 顆粒存在，反而會(huì)帶來ESD 問題。-應(yīng)定期（每周）用防靜電液對(duì)風(fēng)扇和發(fā)射針進(jìn)行清潔。高度高度18-24 Inch產(chǎn)品區(qū)域靜電控制（法）離子化消除靜電離子化消除靜電41環(huán)境控制環(huán)境控制溫度和濕度：l生產(chǎn)制造和維修區(qū)域?qū)儆陟o電高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域： 溫度：2030 相對(duì)濕度(RH)：4575