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1、 -11-05实施 -10-05公布 工厂防静电工艺规范 工厂防静电工艺规范 1 范围 本标准要求了科学保护电子元器件，降低静电对产品损害，提升我们产品质量。 本标准适适用于企业各部门,商用空调可参考实施。 2 规范性引用文件 下列文件中条款经过本标准引用而成为本标准条款。通常注日期引用文件，其随即全部修改单（不包含勘误内容）或修订版均不适适用于本标准，然而，激励依据本标准达成协议各方研究是否可使用这些文件最新版本。通常不注日期引用文件，其
2、最新版本适适用于本标准。 ANSI/ESDS 静电放电控制程序 IED61340-5-1 电子器件静电防护——基础要求 GB 1 防静电服 GB12158 预防静电事故通用导则 GB/T 15463 静电安全术语 GB 21146 个体防护装备 职业鞋 GJB/Z 25 电子设备和设施接地, 搭接和屏蔽设计指南 GJB/Z 105 电子产品防静电放电控制手册 GJB 3007A 防静电工作区技术要求 SJ/T 10694 电子产品制造和应用系统防静电检测通用规范 3 术语和定义 下列术语和定义适适用于本标准。 3.1 名词解释： 3.1.1 静
3、电：一个处于相对稳定状态电荷。由它所引发磁场效应较之电场效应能够忽略不计。 3.1.2 静电放电（ESD）：是指带电体周围场强超出周围介质绝缘击穿场强时，因介质电离而使带电体上静电荷部分或全部消失现象。 3.1.3 静电放电敏感器件（SSD或ESDS器件）：易于受静电放电损坏电子器件（组件）。 3.1.4 静电感应：在静电场影响下引发物体上电荷重新分布，并在其表面产生电荷现象。 3.1.5 静电耗散：将电子生产用各类用具（装备）用ESD防护材料来制备。当因多种原因在其上产生静电时，经过静电消散使其静电不能在用具（装配）某点或区域积聚，降低单位面积静电电量，从而降低静电电位作用，预防静电
4、放电发生。 3.1.6 静电泄露：将带电体上电荷经过内部和其表面等路径，而使之部分或全部消失现象。 3.1.7 静电中和：将带电体上电荷和其内部和外部相反极性电荷（电子或离子）复合而使所带静电荷部分或全部消失现象。 3.1.8 静电屏蔽和接地：对一些高压电源屏蔽和接地，从而避免静电场对SSD和SSD组件感应及静电放电产生。 3.1.9 防静电工作区（EPA）：配置多种防静电设备和器材、能限制静电电位，含有确定边界和专门标识适于从事静电防护操作场所叫防静电工作区；通常操作或生产静电放电敏感电子产品（元器件）场所，全部应视为需要防静电工作区，在该区域内不管是硬件还是软件管理全部应符合防静电
5、系统组成要求。同时在工作区内任一指定空间所允行对大地（接地）静电电位值不超出±100伏（A级），或不超出±1000伏（B级）。见以下附图1： 1 附图1:防静电工作区域 图1 1-防静电接地轮子 2-接地工作表面 3-防静电仪表 4-鞋祙试验器 5-腕带和腕带接地 6-接地线 7-静电放电接大地装置 8-静电地 9-接地连接点 10-脚跟带（静电鞋） 11-消电器 （离子风机）
6、 12-防静电台（桌）垫 13-防静电椅 14-防静电地板 15-防静电工作服（带防静电帽） 16-防静电存放架 17-防静电托盘（架） 18-防静电工作区警示标识 19-机器设备 3.1.10 表面电阻：在一给定通电时间后，施加于材料表面上标准电极之间直流电压对于电极之间电流比值，单位Ω。 3.1.11 表面电阻率：沿试样表面电流方向直流电场强度和该处电流密度之比，单位Ω/阻率：定义为单位宽度、单位长度材料表面电阻值，即正方形材料两对边间表面电阻值，单位为Ω，其数值大小
7、和正方形几何尺寸无关。 3.1.12 体积电阻：在一给定通电时间后，施加于材料相对两个表面上接触电极之间直流电压和流过两电极电流比值，单位Ω。 3.1.13 体积电阻率：沿试样体积电流方向直流电场强度和该处电流密度之比，单位为Ω·m。 3.1.14 静电接地：将带静电物体或有可能产生静电体和大地组成电气回路接地叫静电接地。 3.2 测量仪表: 3.2.1 手腕带/脚带/防静电鞋综合检测仪：用于检测手腕带，脚带，防静电鞋是否符合要求，通常设置在车间入口处较显著位置，以方便测量。 3.2.2 除静电离子风机检测仪：用于定时对离子风机平衡度和衰减时间进行检测及校验以确保离子风机工作在安全
8、指标范围。 3.2.3 静电场探测仪：用于测量静电场以反应静电存在，以电压形式读数，用来测试环境静电强度。通常受环境影响和静电瞬间特征，极难真实反应实际情况。 3.2.4 静电屏蔽袋测试仪：用于检测静电屏蔽袋屏蔽效果。 3.2.5 表面电阻测量仪：用于测量材料表面电阻，体积电阻。 3.3 人体静电防护用具：防静电工作服、防静电鞋（鞋束）、手腕带、手套（指套）、帽子、袜子。 生产现场人员配具见附表:岗位作业过程人体防静电配具表。 3.3.1 防静电工作服：防静电工作服采取导电纤维和棉等混纺制成，或用渗碳或导电合成纤维布制作。当和其它物体摩擦时，产生静电经过导电维和人体接触泄露或经过
9、导电纤维间电晕放电、耗散，从而预防静电积累。 3.3.2 防静电鞋（导电鞋）：该鞋鞋底是用加入导电材料合成橡胶（橡塑）制成，用以将ESDS器件操作人员所带静电荷泄露大地，预防人体静电积累。 3.3.3 防静电腕带和脚带：操作ESDS器件人全部应使用防静电腕带和脚带，腕带和脚带作用是快速将人体静电荷泄露到大地。一航防静电腕带由带扣、带子和接地连接线组成。带子、带扣和接地连接线含有良好电气接触。为了确保操作人员安全，通常在腕带接连接线上串有一只1MΩ电阻，以限制人体触电时流过电流小于5毫安。 3.3.4 防护指套：操作ESDS器件人所使用指套，是用加入抗静电剂乳胶制成，用以预防ESDS器件因
10、不等电位造成损失。指套表面和体积电阻应低于1× 109Ω。 3.3.5 防静电袜子：防静电袜子是在袜底材料中植入导电丝制备而成，用来实现人体和导电鞋电气接触。袜底电阻不应大于1× 108Ω。 3.3.6 工作帽：制作帽子材料和工作服一样，不仅用于防静电，而且含有预防操作人员头部尘埃，毛发掉落ESDS器件防尘作用。 4 岗位防静电策略： 4.1 静电接地工程： 4.1.1 通常情况下，因为静电接地泄放静电有时会产生较高脉冲，对仪器产生干扰；和仪器设备漏电时，对人体造成安全危险，所以静电接地系统和设备接地系统要分开，其接地地桩应相距最少10m。 4.1.2 接地系统选地时应注意土壤电阻
11、率要小于5*104Ω.m，接地体和土壤接触面主动要大，接触密度要高，接触要紧。静电接地电阻通常要求小于2Ω。 4.2 电子通常操作岗位了防静电策略：见附表1：岗位作业过程人体防静电配具表 岗位名称 防静电用具 固定操作 AI 操作 SMT操作 OTP室 成型 上料员 波峰操作 维修岗位 辅助人员 入仓运输 成品检验 进货检验 参观人员 防静电工作帽 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 防静电工作服 ● ● ● ● ○ ● ● ○ ○ ○ ● ○ ○ 防静电手腕 ● ○
12、○ ● ● ○ ○ ● ○ ○ ● ● ○ 防静电手套 ○ ● ○ ○ ○ ● ○ ● ● ● ● ● ○ 防静电指套 ○ ○ ○ ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 防静电脚腕 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 防静电袜子 - ○ ○ ○ - - - - - - - - - 防静电鞋 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ○ 导电鞋束 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
13、 ○ ● 表1 ○表示需要时配置项目或局部配置项目 ●需无条件配置项目 -表示无此项要求 固定岗位：在此，固定岗位指会接触静电敏感器件不用移动进行性操作岗位。 4.3 在线移动操作岗位防静电策略： 会接触电控部件静电敏感器件移动操作工位防静电方法，因为其移动范围大，带防静电手环不利于操作，利用防静电地垫替换了静电地板，操作人员带防静电脚环,穿防静电鞋，双脚在防静电地垫内进行操作。以下图2： 图2 4.4 防静电区域通用接地方法，以下图3： 图3 4.5 总装电控维修场所和维修人员必需进行相关防静电对策，并参考4.4实施。 5 工厂防静电对策 5.1
14、 防静电基础对策 防静电基础考虑方法有①预防静电产生；②对带电体进行静电泄露；③避免静电放电(适量缓慢释放)。 5.1.1 工厂环境 5.1.1.1 作为工厂环境内防静电对策根本，应设置专用静电接地线，并和设备用接地线分离，在工程内单独铺设防静电对策用接地线。 5.1.1.2 在环境温、湿度方面应进行对策管理，温度尽可能控制在15~30度，湿度能控制在45~75%范围，严禁在相对湿度低于30%环境内操作SSD（静电放电敏感器件）。 5.1.2 作业环境 对作业台及作业椅子等工程内使用物品基础对策是连接接地线，确保静电释放路径。在有带电可能性场所使用表面电阻率在104~109Ω之间材
15、料，而且和防静电对策用接地线相连接。另外，尽可能不用不锈钢板直接做为防静材料。 5.1.3 作业者 作业者防静电对策基础是穿戴防静电作业服、静电手环和静电鞋。通常情况下，人体和椅子及衣服摩擦、鞋和地面摩擦等会产生数KV静电。防静电工作服能够抑制带电，而且能够经过静电手环和静电鞋接地，不对半导体放电。其中最基础要求是工程上全部接触半导体和基板作业人员全部应严格遵守各项要求。 5.1.4 部品收纳 5.1.4.1 半导体部品单品情况下，要求对静电耐压值以下静电实施抑制管理。同时，除了对作业者进行防静电对策之外还有必需注意用带电预防袋收纳部品。 5.1.4.2 基板实装结束部品因为回路设计
16、时进行了对策，部品单品静电耐压值有提升，这是事实。不过，假如使用没有进行静电对策周转箱就很轻易带上数KV静电，所以有必需使用静电对策材料周转箱。 5.1.5 设备、治具 5.1.5.1 对设备、治具静电对策基础上和作业台和作业椅对策相同。也就是说，在有带电可能性场所，应使用表面阻率在106~109 Ω范围内材料，设备和设备用接地线连接，治具和静电对策用接地线相连接。 5.1.5.2 传送带本体及回转部分应和接地线连接，无法连接部分应用除电刷等进行除电。 5.1.5.3 焊烙铁、电气螺丝刀使用3芯型，若用2芯话要和接地线连接。因为计测器、CRT面板前也会产生静电，所以期望进行带电预防过滤
17、和带电预防气喷等对策。另外，也会有看漏点，所以在治具设计时应尤其注意选择防静电材料。 5.1.6 除电器（静电消除器) 对绝缘体来说，静电接地对防静电基础上没有作用，即使进行了接地电荷也不会移动。所以带电塑料和外壳工程除电，和其它接地无法对策情况，需使用静电消除器。另外，假如使用表面电位计检验工程带电情况后，若接地也无法取得良好除电效果，可考虑导入静电消除器。静电消除器应能消除任何一个极性电荷，并在其有效防护区域内使静电位保持在要求值以内，中和能力应优于±250V/S，通常配置离子风扇，中和能力控制在1000V中和至100V时间在2秒以内。 5.1.7 测定 5.1.7.1 测定电位：
18、为了确定多种对策效果，使用表面电位计测定电位。即使有必需正确测定带电物体电荷，但因为这种测定比较困难，所以现在通常较广泛采取是电位测定，对工程中使用作业台和作业椅、周转箱和插板、作业者等带电电位进行测定。 5.1.7.2 测定电阻：测定接地间阻值，确定接地点阻值在小于2 Ω。 5.1.7.3 测定电阻率：在购入防静电周转箱和防静电服等防静电配置时，要进行测定表面电阻率。 5.1.8 管理 静电防护区标识，期望使用“静电对策标识”并有效区分静电对策和非静电对策品区分。 5.2 部分静电对策 ●表示需强制实施项目 ○表示通常项目,非强制项目 △表示关键项目,是指对工程上有带
19、电电位绝对值在100V以下设计必需场所进行估量并区分。 区分 实施对象 实施内容 类别 工厂环境 基础接地 加湿 静电对策用接地线设置 加湿器湿度控制 ● △ 作业环境 作业床 作业台 作业椅 台车 导电垫、不锈钢钢板铺设及接地 导电垫使用和接地 对策椅子导入和金属链子接地 金属链子和导电轮接地 ● ● △ △ 作业者 工作服 静电手环 静电鞋 手套、脚套 预防带电作业服穿着 静电手环配戴和接地 静电鞋、防静电脚环穿戴和接地 预防带电手套、导电性指套戴用 ● ● △ △ 部品收纳 部品放置架 周转箱 部品箱 P
20、板基板箱 包装 导电垫使用及接地 防静电周转箱、隔板使用和接地 防静电对策品使用和接地 防带电基板箱使用和接地 使用防带电包装材料 ● ● ● ● ● 设备 传送带 防带电 ● 治具 CRT计测器面盖 烙铁头 电气螺丝刀 作业指导书套 离子喷枪 治具材料 金属治具 预防计策器、CRT带电 3芯和2芯型使用和接地 螺丝刀本身接地 作业指导书套带电预防和接地 离子喷枪定时检验确定 树脂材料等非带电材料使用 金属治具电流限制和接地 △ ● ○ △ ○ ○ ○ 除电 离子发生器 用离子发生器除去绝缘体带电 离子发生器选定
21、 离子发生器设置和保养管理 △ △ △ 测定 带电电位 接地间阻值 表面阻率 用表面电位计进行带电电位测定 依据绝缘电阻计及电极测定阻值 依据绝缘电阻计及电极测定阻值 △ △ △ 管理 人体阻值 人体阻值 地下接地线 对策品 静电手环导通及阻值测定 穿静电鞋时阻值确定 D种（100Ω以下）接地阻值确定 静电对策记号识别 ● ○ ● ○ 5.3 芯片烧录室OPT和贴片室SMT防静电等级为A级防静电等级，其工作场所必需做好防静电标识。 5.4 从事有可能接触静电敏感器件新职员，必需进行防静电知识培训，并统计存档。 5.5 进行入A级防静电
22、区域时,必需进行防静电对策测量。 5.6 静电放电防护标识 静电敏感工作区标识1 静电敏感保护区标识2 5.7 防静电检验表2 防 静 电 检 查 表 检验部门: 编制: 审核: 检验日期: 确定项目 结果 备注 工厂环境 接地施工是设备接地和静电接地分开,是否有每十二个月1次确定接地电阻 设备用地线是否和人体用地线分离(预防触电) 人体用地线是否在接地点和专用接地或设备用地线连接
23、 A级防静电作业场所湿度是否保持45%-75% 作业环境 作业地面是否铺了导电胶皮，即要站立在防静电地面上 导电胶皮接地连接点是否固定稳妥 作业台面上是否铺了防静电胶皮且和人体用地线接地 搬运车是否用链子或导电轮和地面接地 搬运车各层是否铺了导电胶皮或接地方法 搬运车搬利用通路是否已经做了对策静电了 A级防静电作业场所椅子是否是防静电椅子或防静电接地 作业员 作业员是否穿了防静电工作服 护腕、围裙、帽子等穿戴物是否进行了防静电方法 作业员是否穿戴了静电手环或防静电工作鞋
24、静电手环是否在和人体用地线接地 静电手环是否有保护人体用1M抵御 静电手环金属部分是否和人体皮肤接触 作业员是否穿戴防静电工作鞋 穿防静电工作鞋时候，是否穿了厚袜子或垫鞋垫（导电性下降） 是否要求使皮肤接触到静电测试仪器金属面上 零部件仓库 静电测试仪器金属脚是否接触到地面 周转箱是否使用导电性材料 周转箱下面是否接地 基板和基板之间隔板是否使用了防静电材料 半导体保管箱是否使用防静电材料且接地 半导体放置架是否铺了防静电胶皮 半导体是否放置在防静电盒子里面 半导
25、体防静电盒子是否放入到防静电袋子里面 将半导体从盒子里拿出时是否佩带静电手环 尾数半导体保管状态是否使用导电海绵及导电性袋子 半导体保管场所是否和索料代、发泡胶等带电物隔离 架子防静电胶皮是否和设备用地线接地 IC胶卷盒是否接地 表2 附 录 A （资料性附录） 电子元器件静电放电损伤技术 第一章 电子元器件抗ESD损伤基础知识 1、 静电和静电放电定义和特点 2、 对静电认识发展历史 3、 静电产生 4、 静电起源 5、 静电放电失效 第二章 制造
26、过程防静电损伤技术 1、 静电防护作用和意义 2、 静电对电子产品损害 3、 静电防护目标和标准 4、 静电防护材料静电防护器材 第一章电子元器件抗ESD损伤基础知识 伴随电子元器件技术发展，静电对元器件应用造成危害越来越显著。 首先，电子元器件不停向轻、薄、短、小、高密度、多功效等方向发展，所以元器件尺寸越来越小，尤其是微电子器件，CMOS IC中亚微米珊已经进入实用化，栅条宽度达成0.18um，栅氧厚度为多个nm，栅氧击穿电压小于20V。尺寸减小，就使电子器件对静电变得愈加敏感。其次，在电子元器件制造和应用环境中，作为静电关键起源多种高分子材料被广泛采取，使得静电产生愈加
27、轻易和广泛。所以，必需应用多种抗经典放电损伤技术，使静电对电子元器件危害减小到最低程度。 1. 静电和静电放电定义和特点 通俗来说，静电就是静止不动电荷。她通常存在和物体表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡结果。静电是经过电子或或离子转移而形成。静电可由物质接触和分离、静电感应、介质极化和带电微粒附着等物理过程而产生。 静电放电（Electrostatic Discharge,ESD）,处于不一样经典电位两个物体间静电电荷转移就是静电放电。这种转移方法有多个，如接触放电、空气放电。 2. 对静电认识发展历史 人类对静电放电危害认识经历了一段漫长历史，电子行业认识到ESD危害只是最近几
28、十年事情。 1 千百年前，静电对人类来说曾经是很神秘。 2 中国发明了火药以后，静电对火药制造行业不再神秘了 3 美国独立战争期间，火药是在有潮湿泥墙和泥地顶房子中制造 4 现在，在静电火花可能引发爆炸行业如面粉厂和医院手术室全部采取了特殊防静电方法。 5 在其它行业，静电仍然是神秘 6 在40和50年代，在塑料和胶片制造行业，发觉了静电问题 7 在50和60年代，在电子行业，出现静电问题。常常发生奇怪失效，在光学显微镜下看不到失效原因。失效分析结论是原因不明。 8 MOS晶体管普及和IC发展使静电问题加剧 9 70年代后，IC几何尺寸缩小使问题变得愈加糟
29、糕 10 真正突破是半导体领域扫描电镜应用，第一次即使最小ESD损伤也能看到 11 1979年，EOS/ESD研讨会成立，关键研究ESD问题，寻求处理方法 12 80年代除，多数关键电子制造商建立了她们ESD组织，负责ESD问题 13 EOS/ESD可能是当今电子制造行业最关键失效机理 3. 静电产生 通常物体保持电中性状态，这是因为它它所含有正负电荷量相等缘故。假如两种不一样材料物体因直接接触或静电感应而造成相互之间电荷转移，使之存在过剩电荷，这么就产生了静电。带有静电电荷物体之间或它们之间有一点电势差，称之为静电势。 经典产生方法有很多个，如接触、摩擦、冲流、冷冻、电
30、解、压电、温差等，但关键是两种形式，即摩擦产生静电和感应产生静电。图1.是两种物体直接接触后形成，通常发生于绝缘体和绝缘体之间或绝缘体和导体之间；图2.是带电物体和导体之间，两种物体不需要直接接触。 图1 图2 3.1 摩擦产生静电 实际上，只要两种不一样物体接触再分离就会有静电产生。但因为摩擦产生热能为电子转移提供了足够能量，所以静电产生作用大大增强。 表1 常见物体带电次序表 序号 材料 序号 材料 序号 材料 正电荷方向↑ 8 羊毛 16 硬橡皮 1 空气 9 丝绸 17 镊、铜 2 人手 10 铝 18 黄铜、银 3
31、 兔毛 11 纸 19 聚酯人造纤维 4 玻璃 12 棉布 20 聚乙烯 5 云母 13 钢 21 聚丙烯 6 头发 14 木材 22 聚氯乙烯（PVC） 7 尼龙 15 琥珀 负电荷方向↓ 表中任何两种物体摩擦时，能够接此来判定它们带电极性，还能够大致估量所带电荷多寡程度。排在前面材料和排在后面材料相互摩擦时，前者带正电，后者带负电。同种材料和不一样材料相互摩擦时所点电荷极性可能不一样，如棉布和玻璃棒摩擦带负电，但和硅片摩擦带负电。棉布和玻璃棒摩擦后所带电量大于它和尼龙摩擦所带电量。 3.2 感应产生静电 静电产生另一个关键起
32、源是感应生电。当一个导体靠近带电体时，会受到该带电体形成静电场作用，在靠近带电体导体表面感应出异种电荷。尽管这时导体所带静电荷量仍为零，但出现了局部带电区域。显然，非导体不能经过感应产生静电。 3.3 影响静电产生和大小原因 静电产生及其大小和环境湿度和空气中离子浓度有亲密关系，在高湿度环境中因为物体表面吸附有一定数量杂质离子水分子，形成弱导电湿气薄层，提升了绝缘体表面电导率，可将静电荷散逸到整个材料表面，从而是静电电势降低。所以在相对湿度高场所，如海洋性气候地域或潮湿梅雨季节，静电势低。在相对湿度低场所，如大陆性气候地域或干燥冬季，静点势就高。和一般场所相比，在空气纯净场所（如无尘车间）
33、内，因空气中离子浓度低，所以静电愈加轻易产生。 表2是电子生产中产生静电势经典值。从中能够看到，一样动作在不一样湿度下，产生静电电压能够相差一个数量级以上。 表2 电子生产中产生静电势经典值（单位：V） 事件 相对湿度 10% 40% 50% 走过乙烯地毯 1 5000 3000 在工作椅子上操作人员移动 6000 800 400 将DIP封装器件从塑料管中取出 700 400 将印刷电路板装进泡沫包装盒中 21000 11000 5500 4. 静电起源 在电子制造业中，静电起源是多方面，如人体、塑料制品、相关一起设备和电子元器件本身。
34、4.1人体静电 人体是最关键静电源，这关键有三个方面原因。其一，人体接触面广，活动范围大，很轻易和带有静电荷物体接触或摩擦而带电，同时也有很多机会将人体本身所带电荷转移到期间上或经过器件放电。其二，人体和大地之间电容低，约为50~250pf，经典值为150pf，所以少许人体静电荷即可造成很高静点势。其三，人体电阻比较低，相当于人体处于静电场中也轻易感应起电，而且人体某一部分带电即可造成全身带电。 人体静电和人体所接触环境及活动方法相关：如走路、抬脚、坐下等动作在手上产生静电分别能够达成800V、3200V、3800V。 人体静电和环境湿度相关，湿度越低则静电势越高，从表2中能够清楚看到这
35、一点 人体静电和所穿衣服和鞋帽材料相关，化纤和塑料制品较之棉制品更轻易产生静电。工作服和内衣摩擦时产生静电是人体静电关键原因之一，表3中列出了质地不一样工作服和内衣摩擦时人体所带静电势。 表3 质地不一样工作服和内衣摩擦时人体静电势（KV） 内衣 工作服 棉纱 毛 丙烯 聚酯 尼龙 维尼棉 纯棉（100%） 1.2 0.9 11.7 14.7 1.5 1.8 维尼龙/棉（55%/45%） 0.6 4.5 12.3 12.3 4.8 0.8 聚酯/人造纤维（65%/35%） 4.2 8.4 19.2 17.1
36、4.8 1.2 聚酯/棉（65%/35%） 14.1 15.3 12.3 7.5 14.7 13.8 人体静电和个人体质相关，关键表现在人体等效电容和等效电阻上，人体电容越小，则因摩擦越轻易带电，带电电压越高，人体电阻越小，则因感应带电越轻易。因为人体电容60%是脚底对地电容，而电容量正比于人体和地之间接触面积，所以单脚站立人体静电势远大于双脚站立人体静电势。（c=q/u,q为人体所带电荷数量，电容越小，电压u越高） 人体静电和人操作速度相关，操作速度越快，人体静电势越高。 人体各部位所带静电电荷是不均匀，通常认为手腕侧静电势最高。 4.2 仪器和设备静电 仪器和设
37、备也会因为摩擦或静电感应而带上静电，如传输带在传动过程中因为和转轴接触和分离产生静电，或是接地不良仪器金属外壳在电场中感应产生静电，仪器设备带电后，和元器件接触也会产生静电放电，并造成静电损伤。 4.3 器件本身静电 电子元器件外壳（关键指陶瓷、玻璃和塑料封装管）和绝缘材料相互摩擦，也会产生静电，器件外壳带电后，会经过某一接地管脚或外接引线释放静电，也会对器件造成静电损伤。 4.4 其它静电起源 除上述三种静电起源外，在电子器件制造、安装、传输、运输、试验、存放、测量和调试等过程中，会碰到多种多样由绝缘材料制成物品，如表4所列，这些物品相互摩擦或和人体摩擦全部会产生很高静电势。 表4
38、 电子元器件操作环境其它静电源 物体 材料 工作桌、椅 油漆或打腊表面、有机玻璃纤维材料 地板 水泥地板、油漆或打腊木地板、熟料地砖或地板革 工作服 化纤工作服、非导电工作鞋、清洁棉质工作服 包装容器 熟料包装袋、盒、箱、瓶、盘、泡沫塑料衬垫 器皿、工具 喷雾清洗器、热吹风、熟料或橡胶传导轨、熟料吸锡器、毛刷、未接地烙铁 5. 静电放电失效 元器件由静电放电引发失效能够分为突发性失效和潜在性失效两种模式。突发性失效指元器件受到静电放电损伤后，忽然完全丧失其要求功效，关键表现为开路、短路或参数严重漂移；潜在性失效是指静电放电能量比较低，仅在元器件内部造成轻微损伤，放电
39、后器件电参数仍然合格或略有改变，但器件抗过电能力已经显著减弱，或使用寿命已显著缩短，再受到工作应力或经过一段时间工作后将深入退化，直至造成根本失效。 在使用环境中出现静电失效大多数是潜在性失效，椐统计，在由静电放电造成使用失效中，潜在性失效约占90%，而突发性失效只占10%。潜在性失效比突发性失效含有更大危险性，首先是因为潜在失效难以检测、器件在制造和装配过程中受到潜在性静电损伤后会影响整机使用寿命；其次，静电损伤含有积累性，即使一次静电放电未能使器件失效，数次静电损伤累积起来最终肯定使之完全失效。 静电放电失效模式可分为过电压失效和过电流失效，过电压失效多发生于MOS器件，包含MOS电容
40、或钽电容双极型电路和混合电路，过电流热失效则多发生和双极器件，包含输入用pn结二极管保护MOS电路、肖特基二极管和含有双极器件混合电路。实际元器件发生哪种失效，取决于经典放电回路绝缘程度，假如放电回路阻抗低，绝缘性差，元器件往往会因放电产生强电流脉冲造成高温损伤，这属于过电流损伤；假如放电回路阻抗较高，绝缘性好，则元器件会因接收了高电荷而产生高电压，造成强电场损伤，这属于过电压损伤。 第二章 制造过程防静电损伤技术 静电现象是客观存在，预防静电对元器件损伤路径只有两种：首先，从元器件设计和制造上进行抗静电设计和工艺优化；其次，就是采取经典防护方法，使器件在制造、运输和使用过程中尽可能避免静
41、电带来损伤。我们作为元件使用方，只能采取后一个措施来预防或降低静电对元器件损害。 1、 护作用和意义 为何要在制造过程中采取防静电方法？ 1.1 多数电子元器件是静电敏感器件 多数未采取保护方法元器件静电放电敏感度全部很低，很多在几百伏以内，而且大部分单管不能增加保护电路，如二极管。部分电路采取了保护电路，但也只能达成~4000伏，而在实际使用环境中产生静电电压可能达成上万伏。所以我们说，绝大多数元器件是静电敏感器件，需要在制造、运输和使用过程中采取防静电保护方法。 1.2 静电对电子行业造成损失很大 电子行业如微电子、光电子制造和使用厂商因为静电造成损失和危害是相当严重。依据美国
42、报道，她们电子行业中，因为ES影响，每十二个月损失达50亿美元；据日本统计，她们不合格电子器件中有45%是因为静电而引发；中国每十二个月因静电危害造成损失最少也有几千万。美国半导体可靠性新闻对1993年从制造商、测试方和使用现场得到3400例失效案例进行统计，从中能够看出，EOS/ESD造成失效达成20%。 1.3 静电会对电子元器件造成潜在损伤 潜在损伤严重威胁器件寿命和可靠性，而且不能经过检验等手段挑选出来，危害巨大。 2、 静电对电子产品损害 静电对电子产品损害有多个形式，并含有本身特点。 2.1 静电损害形式 静电基础物理特征为：吸引或排斥，和大地有电位差，会产生放电电流。
43、这三种特征能对电子元器件三种影响： a. 静电吸附灰尘、降低元器件绝缘电阻（缩短寿命）； b. 静电放电（ESD）破坏，造成电子元器件损伤； c. 静电放电产生电磁场幅度很大（达成几百伏/米），频谱极宽（从几十兆到几千兆），对电子产品造成干扰甚至损坏（电磁干扰）。 这三种形式对元器件造成损伤，既可能是永久性，也可能是临时性；既可能是突发失效，也可能是潜在失效。其中ESD事件是造成元器件损伤最常见和最关键原因。 2.2 静电损害特点 a. 隐蔽性：人体不能直接感知静电除非发生静电放电，不过发生静电放电人体也不一能有电击感觉，这是因为人体感知静电放电电压为2~3KV，所以静电含有隐蔽性
44、 b. 潜在性和累积性：有些电子元器件受到静电损伤后性能没有显著下降，但数次累积放电会给器件造成内伤而形成隐患，所以静电对器件损伤含有潜在性； c. 随机性：电子元件什么情况下会遭受静电破坏呢，从一个元件被生产出来后，一直到它损坏以前，全部过程全部受到静电威胁，而这些静电产生也含有随机性，其损坏也含有随机性特点 d. 复杂性：静电放电损伤失效分析工作，因电子产品精、细、微小结构特点而费时、费事、费钱，要求较高技术并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。即使如此，有些静电损伤现象也难以和其它原因造成损伤加以区分，使人误把静电损伤造成失效看成其它失效。这在对静电放电损害未有充足认识之前，常常归因和早期失效或情况不明失效，从而不自觉地掩盖了失效真正原因。所以静电对电子元器件损伤分析含有复杂性。 3、 静电防护目标和标准 静电防护根本目标是在电子元器件、组件、设备制造和使用过程中，经过多种防护手段，预防因静电力学和放电效应而产生或可能产生危害，或将这些危害限制在最小程度，以确保元器件、组件和设备设计性能及使用性能不致因静电作用受到损害。 从标准上说静电防护应从控制静电产生和控制静电消散两方面进行，控制静电产生关键是控制工艺过程和工艺过程中材料选择；控制静电消散则关键是快速而安全地将静电释放和中和；二者共同作用结果就有可能使静电电平不超出安全程度，达成静电防护目标。
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