ESD培训资料.ppt

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1、防静电知识防静电知识ESD Electrostatic discharge(静电释放)ESDSElectrostatic Discharge Sensitivity (静电敏感度) ESSDElectrostatic Sensitive Devices (静电敏感器件)EPA ESD Protect Area(ESD防护区域) ECA ESD Control Area(ESD控制区域)EOS Electrostatic Overstress(静电损伤)一、静电简介一、静电简介 静电给对它没有正确认识的人造成很多伤害，静电给对它没有正确认识的人造成很多伤害，因为静电时刻存在于我们周围，用肉眼又看

2、不见，因为静电时刻存在于我们周围，用肉眼又看不见，所以要防止静电就要对静电的存在一个正确认识所以要防止静电就要对静电的存在一个正确认识. . 静电就是静止不动的电荷。它一般存在于物体的表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果.人体是很容易人体是很容易产生静电的产生静电的静电的定义静电的定义哇！我的身体是导体？哇！我的身体是导体？根据身体的运动状态根据身体的运动状态产生不同的电压产生不同的电压一、静电简介一、静电简介在在3 30 00 00 0伏伏时时，你你能能 通通过过皮皮肤肤感感知知在在5 50 00 00 0伏伏时时，你你能能 听听见见在在1 10 00 00 00 0伏伏时时，你你能能

3、 看看见见人体对ESD 的敏感一、静电简介一、静电简介高电位：可达数万至数十万伏，操作时常达数百至数千 伏（人通常对3.5KV以下静电不易感觉到）。 低电量：静电流多为微安级（尖端瞬间放电例外）。 作用时间短：释放快,微秒级。 静电的特静电的特点点微粒污染: 在洁净室里,静电是使直径在0.11.0微米之间的颗粒沉积的主要原因. 当芯片带有静电后就很容易沉积灰尘.静电的危害静电的危害静电的危害静电的危害硬硬损损伤伤：器器件件直直接接不不能能工工作作. .软软损损伤伤：E ES SD D 减减弱弱了了器器件件或或单单板板的的性性能能，但但仍仍能能通通过过测测试试。单单板板或或器器件件的的特特性性变

4、变差差，最最终终失失效效. .一、静电简介一、静电简介ESD失效的潜伏性: 有时ESD並沒有把半导体完全破坏, 而只把元件某部分的品质降低.从事ESD敏感半导体等行业应留意以下几点:1).潜伏性的ESD问题:在任何场合都会发生;2).潜伏性的ESD问题:将会累积起來加深其损坏的严重性 ;3).潜伏性的ESD问题:在运送ESD敏感性元件, 更加无法估计其产生的可能性;4).潜伏性的ESD问题:不只是影响成品用家, 也会影响各层制造商的维修费及声誉;5).潜伏性的ESD问题:目前还沒有办法把此问题的产品全部找出來.一、静电简介一、静电简介一、静电简介一、静电简介ESDESD等等级级分分类类: :

5、等级电压范围 典型设备 0 0100V EPROM, VMOS, MOSFET, GAAS, FET, SAM 11001000V SCR, JFET, 薄膜电阻, 二极管 210004000V Protected MOS, SCHOTTKY, TTL, OP- AMP and LSI 340001500V大多其它半导体 带 电 体静电势相对湿度（1020%） 相对湿度（6590%）在地毯上行走的人体35,000V ?1,500V在塑料地面行走的人12,000V250V工作椅上人员的移动6,000V400V塑料包装材料作椅7,000V600V发泡胶放在塑料台上20,000V1,200V将板装进

6、泡沫盒中21,000V5,500V一、静电简介一、静电简介静电的危害举例：一、静电简介一、静电简介1、日本曾对不合格的电子产品进行过解剖分析，发现45%的不合格器件是由静电放电造成的。美国也在上世纪八十年代初作过统计，它的电子工业每年由于静电造成的损失高达100亿美元。英国经过数年调查了解到，该国上世纪七、八年年代的电子产品，每年因静电造成的损失约为20亿英磅。2、航天部门北京某所实验在1992年初组装调试我国“资源卫星”上使用的一种仪器时，因人体静电放电导致2只价值6000美元的进口并遭禁运的CCD器件（一种MOS器件）失效，几乎影响卫星的发射进度。静电的危害举例：一、静电简介一、静电简介3

7、、航天部门北京某厂在生产一种“长征三号火箭”用仪器时，因进口MOS门电路CT30，用不防静电的塑料包装封装，短短不到两年时间因静电导致器件失效损失达30万人民币以上。4、西欧一家著名的电视机制造厂在七十年代每日生产1000部电视机。在生产制造方面，生产总故障率中60%是静电引起的，每年要付出近千万美元的赔偿保证金。1979年由一家日本公司接收以后，采取高标准的品质管理和防静电摸施，每日生产2000部电视机只有总的累积故障率中的2%是静电引起的。 通常物体保持电中性状态，这是由于它所具有的正负电荷量相等的缘故。如果两种不同的材料的物件因直接接触或静电感应而导致相互间电荷的转移，使之存在过剩电荷，

8、破坏了这种平衡状态，这样就产生了静电。二、静电的产生原因二、静电的产生原因 静电产生的方式有很多，如接触、摩擦、冲流、泠冻、电解、压电、温差等，但主要的有4种形式：1）摩擦起电摩擦起电2）接触分离起电接触分离起电3）感应带电感应带电4）传导起电传导起电三、静电的产生方式三、静电的产生方式 当两种具有不同的电子化学势的材料相互接触时，电子从化学势高的材料向化学势低的材料转移。当接触后又快速分离时，总有一部分转移出来的电子来不及返回到它们原来所在的材料，从而使化学势低的材料因电子过剩而带负电，化学势的材料因电子的不足而带正电。卷状纸、胶片的移动（开、卷、滚动）之时在地毯上步行时透明胶的剥离及脱工服

9、之时输送或过滤液体或粉沫物时摩擦起电主要发生在绝缘体之间1）-摩擦起电摩擦起电三、静电的产生方式三、静电的产生方式粉碎物体时及摩擦金属表面时用液体清洁时水结冰时也会起电粉沫体的互相冲撞 液化气的喷出、喷刷漆时起电现象的代表例子起电现象的代表例子 塑料笔壳与头发摩擦后可以吸小纸屑（摩擦带电）用干布擦拭丙烯板，丙烯板容易吸灰尘（摩擦带电）摩擦之后的聚乙烯袋，很难打开（摩擦起电）塑胶成形后起开模具时易起电（剥离起电）塑料梳子在冬天很难梳理头发 （摩擦起电）1）-摩擦起电摩擦起电三、静电的产生方式三、静电的产生方式常见物体的带电顺序表，从带正电依次排列到带负电序号序号材料材料序号序号材料材料1空气12

10、棉布2人的手13钢3免毛14木材4玻璃15琥珀5云母16硬橡胶6头发17镍、铜7尼龙18黄铜、银8羊毛19聚脂人造纤维9丝绸20聚乙烯10铝21聚丙烯11纸22聚氯乙烯正电荷方向正电荷方向负电荷方向负电荷方向常见物体的带电顺序表1）-摩擦起电摩擦起电三、静电的产生方式三、静电的产生方式2）-接触分离起电接触分离起电三、静电的产生方式三、静电的产生方式 主要是指在导电材料中发生的现象，当一个导体靠近带电体时，会受到该带电体形成的静电场作用，在靠近带电体的导体表面感应生出异种电荷，远离带电的表面出现同种电荷。绝缘物3）-感应带电感应带电三、静电的产生方式三、静电的产生方式传导: 电荷的转移, 示意

11、图如下: A B电量相等电荷转移 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +4）-传导起电传导起电三、静电的产生方式三、静电的产生方式 在电子制造业中，静电的来源是多方面的，如人体、塑料制品、包装材料、有关的仪器设备以及电子元器件本身。1 1、人体静电、人体静电最重要的静电来源最重要的静电来源人体接触面广，活动范围大；人身与大地之间的电容低，约为50-250pF（典型值为150pF）人体的电阻较低（如手到脚的电阻只有几百欧姆，手指产生的接触电阻为几千至几十千欧姆）四、静电的来源四、静电的来源2 2、仪器和设备、仪器和设备仪器和设备也会由于摩擦或静

12、电感应而带上静电。如传输带在传动过程中由于与转轴的接触和分离产生的静电，或是接地不良的仪器金属外壳在电场中感应产生静电等。后果后果仪器设备带电后，与元器件接触也会产生静电漏电，并对元器件造成静电损伤四四、静电的来源、静电的来源电子元器件的外壳（主要指陶瓷、玻璃和塑料封装管壳）与绝缘材料相互摩擦，也会产生静电。器件外壳产生静电后，会通过某一接地的管脚或外接引线释放静电，也会对器件造成静电损伤。四、静电的来源四、静电的来源3 3、器件本身的静电器件本身的静电后果后果在电子元器件的制造、安装、传递、运输、试验、储存、测量和调试等过程中，会遇到各种各样的由绝缘材料制成的物品（如下表），这些物品相互摩擦

13、或与人体摩擦都会产生很高的静电。物 体材 料工作椅、桌油漆或打蜡的表面，有机玻璃纤维材料地板水泥地板、油漆或打蜡的木地板、塑料地砖或地板革工作服化纤工作服、非导电工鞋、清洁棉质工作服包装容器塑料包装袋、盒、箱、盘、瓶、泡沫塑料衬垫器皿、工具喷雾清洗器、热吹风、塑料或橡胶传导轨、塑料吸锡器、毛刷、未接地的烙铁其它静电来源四、静电的来源四、静电的来源4 4、其它静电来源、其它静电来源内部损失内部损失 钱钱 时间 时间 不可估计的损失 不可估计的损失外部损失外部损失 信誉丧失信誉丧失 顾客满意度下降 顾客满意度下降W H Y？静电不能被消除，静电不能被消除，只能被控制！只能被控制！五、静电的防护五、

14、静电的防护为什么要进行为什么要进行ESDESD控制控制静电电荷的消除原理: 1.接地: 将导体材料接通大地, 把静电电荷传导到大地.2.离子中和: 用离子发生设备产生离子, 来中和物体表面所带静电荷.3.屏蔽:用高导电性材料做成屏蔽层, 使ESD敏感装置不受外界静电场损坏. 五、静电的防护五、静电的防护温度和湿度： 生产制造和维修区域属于静电高风险区域： 温度：253 相对湿度(RH)：4075% 其它防静电工作区环境的温湿度一般要求： 温度：2030 相对湿度(RH)：3070% 注：产品物料对环境温湿度有特殊要求时，应根据需要和实际条件采取相应的局部环境保证措施。五、静电的防护五、静电的防

15、护静电防护的原则静电防护的原则1.环境控制10864205060708090100相对湿度（%）带电压KV静电防护的原则静电防护的原则2.2.控制静电的产生控制静电的产生3.3.控制静电的消散控制静电的消散途径：主要是控制工艺过程和工艺过程材料的选择.途径：主要是快速安全地将静电泄放和中和.不发生静电,即使发生了也要极力将绝对量抑制到最低. 不发生带电,积蓄,尽量让其向大地流失. 不要带入已带电的物品 .绝对不能快速地放电，要缓慢地.五、静电的防护五、静电的防护五、静电的防护五、静电的防护 所有人员进入车间需穿好防静电工作服和防静电鞋、工作帽.工作服外部严禁携带除工卡和笔之外的金属物件.更换工

16、作服应在指定地点进行，不允许在生产现场穿、脱工作服。进入车间之前，测试静电环和人体电阻，测试通过并做好记录方可进入. 五、静电的防护五、静电的防护 当OK部分绿色灯亮了后，发出清脆的声音表示良好.当表示LOW HIGH的红色灯亮时表示不良，要立刻交换.作业过程的防静电指引作业过程的防静电指引作业之前应戴好防静电手环(防静电手套/防静电指套),要保证防静电手环的金属面与皮肤接触良好；防静电手环的鳄鱼 夹与接地线相连或插 入香焦插孔中接地。确认工作区域内的工具、设备和仪器安全、可靠接地，尤其对那些经常移动的设备要特别注意； 确认工作区内的静电源（例如：非防静电塑料袋、非防静电泡膜、橡胶等）远离ESD敏感器件和敏感单板（至少30CM）； 清洗ESSD及组件时，应用中性清洗剂或酒精清洗；手工清洗使用防静电毛刷，禁止使用普通塑料毛刷。五、静电的防护五、静电的防护静电防护工作中,作业人员应注意事项:静电衣必须确实穿著以确保无内层衣物外露,避免其它饰物碰触元件, 及肩长发应绑束于脑後,再戴静电帽. 减减少少手与静电手与静电敏感元件敏感元件间间非非必要的接必要的接触触，且愈少愈好。且愈少愈好。五、静电