ESD知识培训.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ESD,防护知识培训,培训目的：,1.,了解静电产生的原理,2.,认识,ESD,的危害,3.,常用,ESD,防护措施,4.,日常工作中如何进行,ESD,防护,基本概念：,何为静电？,即静止的电荷（有正、负电荷之分），其多少用电量表示，单位为：库仑,(,),。,我们把电荷的产生和消失过程的电现象称为静电现象。,静电电压：,因静电电荷量难以测量，故一般用静电电压来表示静电作用的大小。,静电电压即由静止的电荷所产生的电压效应。,单位为：伏特,V,（,千伏,KV,）,1KV=1000V,。,与静电量关系为：,C=Q/U,。,即同种介质，若静电荷越多则静电电压会越高。,基本概念：,什么是,ESD?,ESD,（,E,lectro,S,tatic,D,ischarge,），即“静电放电”，是指一个物体所带的电荷突然传导,(,释放,),到另一物体上的物理现象，即静电荷的转移过程。,后来广义上把以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应（电流热,/,火花效应：如静电引起的着火与爆炸；电磁效应：电磁干扰）等学科，统称为,ESD,防护学。,EOS,（,Electrical Over Stress),指电力过载,ESD,的感观效果：,在静电电压,3000v,时，我们能感觉到,ESD,，如带静电物体吸引小纸片。,在静电电压,6000v,时，我们能听到,ESD,，放电时的“沙沙”声音。,在静电电压,8000v,时，我们能看到,ESD,，即放电火花。,但在静电电压为,2000V,时,，人体则感觉不到它，但是我们生产所使用的静电敏感元器件却可以感觉到,而且还会受其损坏，因为：,CMOS,集成电路器件只能承受,250,2000V,的电压，超过此电压就会造成损坏。,静电产生的,原理,:,物质由原子组成，而原子又由原子核,(,带正电,),、核外电子,(,带负电,),组成，正常情况下，物质所带正电荷与负电荷数量相同，故呈现电中性,(,即对外不带电,),，当由外界作用的影响而使核外电子摆脱原子核的约束而成为自电子而转移到其它物体上时，则失去电子的物体就带上正电，得到电子的物体就带负电，这就是最简单的磨擦起电。,静电产生的三 种方式,:,一、,磨擦起电,即正负电荷在外力作用下产生分离而带电。,任何材料都可能产生摩擦电，但是否带电取决于它是导体还是绝缘体。,二、,传导,即静电荷的转移，包括电荷从一个物体,转移到另一物体，或从物体的一端转移到,另一端。,三、感应起电,任何放电源的静电场,都可能对足够靠近的导电,材料产生电荷分离感应,+,-,-,静电场力线,+,+,-,你知道人体身上能产生多高的静电电压吗？,静电产生方法,静电电压（,V,）,相对湿度 （,10%20%,）,相对湿度 （,65%90%,）,在地毯上行走,35000,1500,在乙烯树脂地板上行走,12000,250,工作台上操作,6000,100,说明书的乙烯树脂封面,7000,600,在工作台拿起聚乙烯袋子,20000,1200,聚氨脂泡沫垫子,18000,1500,在干燥季节里,穿上纤维衣服和绝缘鞋在绝缘的地面行走等活动时，人体身,上产生的静电可达几千伏甚至几万伏。,在,寒冷冬天的晚上脱毛线衣时产生的静电放电火花，其静电电压已上万伏。,人体能带上多高的静电电压？实验表明：带静电,5,万伏时没有不适的感觉，带上,8,万伏高压静电时依然面带微笑，,10,万伏（最高试验过,12,万伏）时也没有生命危险。,在同等情况下，相对湿度越高则产生静电压越低。,工厂内常见静电源有哪些？,静电源：指容易产生静电的物体和场所,。,人,机,料,环,法,作业人员,：,人体的皮肤表面,(,干燥的皮肤,),；头发；衣服,(,纤维服装,),。,机器,/,工具,：,普通的塑胶吸锡工具；未接地的电烙铁；热风枪或吹风机,人造毛制作的溶剂刷子；烤箱；波峰焊；贴片机；回流炉。,生产物料,（主要指一些生产辅助料、包装材料等）,：,普通的塑胶袋、纸,袋、封皮；普通的气泡套；普通的塑胶盘、塑胶篮、塑胶料,盒 等。,作业环境：,绝缘地板；封蜡的混凝土；涂蜡的木材；普通的维尼龙磁砖,或地板。工作面：涂蜡、喷漆或凡立水处理的表面、普通的,乙烯或塑胶台面；以及干燥的空气环境。,作业方法：,在椅子上、打蜡地板或合成地毯上曲身、漫步、移动或旋转,非防静电材料、工具间的碰撞与磨擦等。,ESD,的危害,:,静电的基本物理特性：,有吸引或排斥的力量,有电场存在,与大地有电位差,会产生放电电流,这,3,种情形，可对电子元器件造成以下影响,:,元器件吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响元器件的功能和寿命，降低品质。,因强电场或大电流，导致静电敏感器件内部发生,热崩溃、金属层熔融、介电质崩溃、表面崩溃，,而,使元件功能失效,(,永久损坏,),。,因瞬间的电场软击穿或电流产生过热，使元器件受损，即使仍可工作，但是寿命及性能大大受损，,导致性能,退化,/,潜伏故障。,上述三种情况中，若元器安全损坏，则可在生产检验中检测出来，影响较小；但若元器性能劣化，是很难检测出来，继而导致很多潜在性的故障，降低品质，影响公司声誉，客户不满退货等。,哪些元器件对静电比较敏感？,中国军标（,GJB1649-93,）,电子产品防静电放电控制大纲,中将元器件对静电的敏感程度分为三级。,I,级：敏感电压范围,01999V,微波器件,(,肖特基势垒二极管、点接触二极管和其他工作频率大,1GHz,的检测二极管,),、离散型,MOS,场效应管、声表面波,(SAWF),器件、结型场效应晶体,(JFET),、电荷耦合器件,(,CCDs,),、精密稳压二极管、运算放大器,(OP,AMPs,),、薄膜电阻器、集成电路、超高速集成电路,(VHSIC),、晶体闸流管,(SCR),等。,II,级：敏感电压范围,20003999V,MOS,场效应管、结型场效应晶体管,(JEET),、运算放大器、集成电,IC,、超高速集成电路,(VHSIC),、精密电阻网络、低功率双极型晶体管等。,III,级：敏感电压范围,400015999V,MOS,场效应管、运算放大器、集成电路,IC,、超高速集成电路,(VHSIC),、小信号二极管、普通的硅整流器、晶体闸流管、低功率双极型晶体管、光电器件,(,发光二极管、光敏器件、光耦合器,),、片状电阻器、压电晶体等。,EVOC,常用静电敏感器件：,MOS,场效应管、,BGA,芯片组、,CPU,、各种数字,/,模拟集成电路、二,/,三极管、整流桥、精密片状网络电阻电容、光电器件、晶闸管、集成电源模块等,半导体器件,。,ESD,的主要模式,:,HBM(Human Body Model),人体充放电模式：,该模式表示携带静电的人员接触产品，并通过产品传导电,荷,.,CDM(Changed Device Model,),充电元件放电模式：,电子元件带上静电荷以后，再和其它物体接触所产生的静电放电现象。,FIM(Field,InducedModel,),电场感应模式,：,电子元器件由于电场感应而出现,的静电放电现象。,+,+,+,+,_ _ _,ESD,防护措施,:,电路设计的考虑：,本方法乃是静电防护最好的办法，在设计半导体的抗静电路时，必须考虑到电路产生热的影响、反应时间、最大电压、能量传导、寄生电容等因素，故并非随心所欲可以办到。因此静电防护仍必须靠一些治标的方法。,避免静电产生：,(A),潮湿法,(Moisturizing),水气本身会有导电现象，故可降低绝绿体表面电阻，达到静电防护目的，如人走过地毯，相对湿度,10%,，可产生,35000V,静电；,55%,时，可产生,5000V,静电；,80%,时，可产生,1500V,静电。室内湿度需控制至少在,45%,65%,左右。,(B),抗静电涂布法,(Anti-Static Coating),有部份溶液可喷洒于绝缘体表面降低物体表面电阻，达到静电防护的目的。但此种涂层，日久会脱落而渐渐失去其 效果，故必须考虑其有效期。,(C),内部静电剂法,(Imbedded Anti-Static Agent),这是在材料中加入具有导电性或吸湿性的物质，使其外层具有轻微导电性。大部分放静电材料阶采用此法,如零件盒,周 转箱。,ESD,防护措施,:,疏导或中和所产生之静电,：,(A),疏导法,(Bleed-Off),典型的疏导法就是配带静电环,(Wrist Strap),，是将人体产生之静电电荷，藉由导线将所产生之电荷传导出去。另外如工,/,治具的接地也是疏导法。,(,B,),中和法(,Neutralization),利用静电消除器,(Ionizer),来释出正、负离子以中和消除静电效应目前常用的静电消除器有下列几种：,a,.,放射性静电消除器,使用放射性物质如钋元素之辐射能来撞击空气使之分裂成等量的正、负离子。使用此,Ionizer,必须加防护结构。其优点是不需电源容易装置，具有防炸功能；缺点是使用寿命短,(,每年更换,),，必须隔离使用遇火警时极危险。,b,.,高压放电效应消除器,利用针点高压,(5KV,左右,),尖端放电来电离空气子。此种装置具有高效率及高安全性之特点，典型的如离子风扇。,c,.,感应静电效应消除器,这是利用带电物质之高电压,(,对接地点,),来电离空气离子。,屏蔽静电场,:,此种方法乃利用,Faraday Cage,之原理使静电场被屏蔽在容器之外围。下图是一摒蔽电场之模型，防静电包装袋乃是运用此原理。,实际工作中如何进行,ESD,防护,:,必须采用防静电工作台,：,防,静电垫,防,静电地线,防,静电手环,防,静电地线接大地,1M,10,150K,防,静电垫需连接防静电地线,备注：防静电地线不可与设备安全接地线相连，需采用软接,地方式（即串接一几百,K,的电阻）单独接大地。,实际工作中如何进行,ESD,防护,:,作好,ESD,警示标志：,表示：,参与作业者必须重视防静电,表示：,工具或材料已具备控制,ESD,之功效,表示：,该产品拆、包,过程中要采取防,静电措施。,实际工作中如何进行,ESD,防护,:,作业人员必须配戴防静电手环、防静电服装进行作业：,防静电手环使用前须测试完好；手环的配戴必须有适当紧度，以手环不能轻易转动为度。,没能戴防静电手环时拿板必须戴防静电手套，以防弄脏板和防静电。,PCBA,拉、,SMT,车间、整机拉等相关密切接触静电敏感器件、组件的人员需穿戴防静电衣帽进行作业。,实际工作中如何进行,ESD,防护,:,盛装、转载静电敏感器,/,组件的容器必须是防静电材料,防静电料盒,防静电托架,防静电周转箱,实际工作中如何进行,ESD,防护,:,各,仪器、设备、工装治具必须良好连接安全地线：,恒温电烙铁必须良好接地后才能使用,所有仪器、设备的金属外壳必须安全接地，且,AC-INPUT,输入插座使用接地端子的三芯插头。,备注：,设备金属外壳不可接于防静电地线上,实际工作中如何进行,ESD,防护,:,包装由静电敏感器件组装的产品必须采用防静电袋,清洗电路板时需采用防静毛刷及防静电镊子,防静电手环、钮扣的鄂鱼夹需夹于防静电地线的裸铜端，不可夹于绝缘外皮上。,不可裸手拿板,实际工作中如何进行,ESD,防护,:,裸板不可叠放，若叠放必需要有防静电海棉隔开,在,ESD,防护等较高的场所，要求穿戴防静电,鞋，,与工作无关杂物禁止放于工作台面上,在气候较干燥的季节，,SMT,车间需经常用水扫地或使用加湿机，目的是为了增大空气湿度，减小,ESD,的危害。,对,ESD,防护的错误理解,:,防静电手环套在衣袖上，不用与皮肤接触。,防静电手环配戴松动，只要,戴了就可以,。,使用的白色泡沫垫基板。,桌面的防静电垫不与防静电地线相连是可以的。,使用一般的塑胶包装材料包装静电敏感器件。,用普通溶剂清洗工作台表面。,颜色深的材料就是防静电的,(,静电表测量是否达到防静电要求主要是表面阻抗值，如防静电垫要求,10,5,10,9,/SQUARE）。,任何过路人皆可拿工作台上的零件和基板。,鳄鱼夹夹在机器设备油漆部分或夹在铜线胶皮上。,零件与机板无任何防静电措施时随处乱放。,工作台铜线可以不接地。,測试设备和机器外壳未接地。,測试设备和机器外壳接于防静电地线上。,谢谢大家！,