ESD培训教材.pptx

内 容一、静电基础知识一、静电基础知识 二、二、静电控制 三、三、常见的不符合静电控制 规范的实例一、静电基础知识 1.1 静电的基本概念、历史及影响 1.2 器件的静电敏感性 1.3 静电的产生、特点和危害 1.4 材料的电特性 1.5 常见的防静电材料与防静电标识 1. 静电分析模型1.1 静电的基本概念、历史及影响静电的概念静电的概念 o静电：静电就是物体上多余的电荷。它所产生的效应包括带电体之间力的作用和电场。o电荷：物质是由原子构成，原子是由电子、质子、中子构成。o静电放电（ESDElectrostatic Discharge）：带有不同静电电势的物体或表面之间的静电电荷转移。有两种形式：接触放电，电场击穿放电。1.1 静电的基本概念、历史及影响静电的概念静电的概念 o静电敏感度(ESDSElectrostatic Discharge Sensitivity)o o静电敏感器件(ESSDElectrostatic Sensitive Devices)o oEPA:ESD Protect Area(ESD防护区域)oECA:ESD Control Area(ESD控制区域)1.1 静电的基本概念、历史及影响静电的历史静电的历史 o闪电 o00BC-Thales发现用毛皮摩擦过的橡胶可以吸起羽毛。o公元1400年，欧洲人在黑火药的生产过程中采用了静电控制。o公元100年，William Gilbert 重复了Thales 的实验，并观察到干燥天气的影响。1.1 静电的基本概念、历史及影响静电的历史静电的历史 o公元100年Hauksbee 发明了静电发生器、验电器，发现了电磁感应现象。o公元1800年 o -Faraday 发明了法拉第笼，o -Kelvin 发明了静电测试仪，o -造纸厂使用了接地技术，o Volta 发明了电池。1.1 静电的基本概念、历史及影响静电的影响静电的影响 正面！复印机 环境控制 工业过程控制 危害！医院里麻醉蒸气爆炸 飞行器在飞行过程充电影响了通信 在190年第一个ESD敏感器件诞生 现在计算机里的磁头是ESD最敏感 的器件，敏感度约20V。1.2 器件的静电敏感性1.2 器件的静电敏感性1.2 器件的静电敏感性1.2 器件的静电敏感性1.2 器件的静电敏感性1.3 静电的产生、特点和危害静电电压能够由 以下几种情况产 生：摩擦剥离起电 感应起电 电容的改变 科学定理 1、库仑定理 同性排斥 异性吸引 2、V=Q/C V=电压（伏特）Q=电荷（库仑）C=电容（法拉）静电的产生静电的产生1.3 静电的产生、特点和危害1.3 静电的产生、特点和危害1.3 静电的产生、特点和危害影响摩擦起电的因素 物质结合的紧密度 分开的速度 材料的导电性 摩擦系数以及位置1.3 静电的产生、特点和危害1.3 静电的产生、特点和危害1.3 静电的产生、特点和危害静电的产生静电的产生1.3 静电的产生、特点和危害电容的改变 l物体带的电压与物体的等效电容有很大关系：V=Q/C l物体带的电荷一定时，它的电压取决于电容大小：增加电容，电压减少 降低电容，电压升高静电的产生静电的产生1.3 静电的产生、特点和危害静电的特点静电的特点1.3 静电的产生、特点和危害静电的特点静电的特点 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：微秒级。受环境影响大：特别是湿度，湿度上升则静电积累减少，静电压下降。1.3 静电的产生、特点和危害静电的危害静电的危害 r通信产品故障 r软件故障30多 r硬件故障中器件失效30%多、外应力（环境温湿、灰尘腐蚀、雷电、机械应力、包装等）导致产品故障约30 r器件失效中EOS/ESD失效率占3040%，而高静电敏感的器件EOS/ESD失效率高达0%左右。1.3 静电的产生、特点和危害静电的危害静电的危害1.4 材料的电特性导体 o体电阻1x104 o o电子能在导体表面和体内自由流动 o如果被接地，电荷能迅速被中和1.4 材料的电特性1.4 材料的电特性静电耗散材料静电耗散材料 l体电阻体电阻1x1041x1011 l l电子在材料的表面可以自由移动，但电子在材料的表面可以自由移动，但移动的速率由于电阻而受到控制移动的速率由于电阻而受到控制 l如果被接地，电荷将被缓慢的释放掉如果被接地，电荷将被缓慢的释放掉1.5 常见的防静电材料与防静电标识1.5 常见的防静电材料与防静电标识1.5 常见的防静电材料与防静电标识防静电防静电 海绵海绵黑色防静电黑色防静电 EPE防静电防静电 气泡袋气泡袋1.5 常见的防静电材料与防静电标识1. 静电分析模型工业上发展了三个放电模型，用于工业上发展了三个放电模型，用于静电放电分析静电放电分析 l人体模型（人体模型（HBM）l机器模型（机器模型（MM）l器件充电模型（器件充电模型（CDM）1. 静电分析模型1. 静电分析模型1. 静电分析模型人体模型人体模型 l利用人体模型来划分利用人体模型来划分ESD敏感器件的方法敏感器件的方法是最早和最适用的方法是最早和最适用的方法 l为了等效站立的人通过手指对器件进行放为了等效站立的人通过手指对器件进行放电，我们可以用电，我们可以用100pF电容和电容和1.5K电电阻串联的等效电路来表示阻串联的等效电路来表示 l从从19世纪开始，人体模型已用于矿井的爆世纪开始，人体模型已用于矿井的爆炸分析炸分析1. 静电分析模型1. 静电分析模型注意：没有串联电阻注意：没有串联电阻 机器模型测试电路机器模型测试电路 1. 静电分析模型机器模型机器模型 l这种模型用于最坏情况分析这种模型用于最坏情况分析 l它分析的它分析的ESD事件是由于导体带电产生的事件是由于导体带电产生的 l机器模型是日本发展起来，用于最差情况机器模型是日本发展起来，用于最差情况分析分析1. 静电分析模型1. 静电分析模型器件带电模型测试电路器件带电模型测试电路 1. 静电分析模型器件带电模型器件带电模型 l器件和单板带电放电快速器件和单板带电放电快速 l对于一些器件，器件带电模型比人体模型对于一些器件，器件带电模型比人体模型有更大的危险性有更大的危险性 l放电时间短放电时间短 l峰值电流能达到几十安培峰值电流能达到几十安培 内 容一、静电基础知识 二、静电控制二、静电控制 三、三、常见的不符合静电控制 规范的实例二、静电控制2.1为什么要进行ESD控制（Why）2.2 哪些人要参与进行ESD控制（Who）2.3在哪些地方需要进行ESD控制（Where）2.4控制什么（WHAT）2.5怎样进行ESD控制（How）2.1 为什么要进行ESD控制（Why）2.2 哪些人要参与进行ESD控制（Who）2.3在哪些地方需要进行ESD控制（Where）2.4 控制什么（WHAT）EPA(ESD PROTECTION AREA)环境 个人 材料 地板 个人物品 原材料 温湿度 工衣 周转材料 工作台 工鞋 包装材料 工装夹具 接地 2.5 怎样进行ESD控制（How）静电控制的原则 o在EPA控制区域操作所有静电敏感器件 o o存放、运输所有静电敏感器件要用法拉第笼 o o测试和监控整个静电控制流程2.5 怎样进行ESD控制（How）EPA控制方法 o定义区域的防护水平 o区域明确定义和标识 o对区域内的所有导体包括人员可靠接地 o消除一切不必要的静电产生源 o运用12英寸原则 oESD防护体系文件的建立r环境控制 温度和湿度：l生产制造和维修区域属于静电高风险区域：温度：2030 相对湿度(RH)：450%l 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)：300%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。2.5 怎样进行ESD控制（How）典 型 的EPA 接 地 系 统2.5 怎样进行ESD控制（How）工作台接地系统2.5 怎样进行ESD控制（How）双回路腕带插孔座公共接地端子排台垫接地线r防静电工作台 防静电台垫的尺寸应不小于工作台面的大小；防静电台垫均须正面（即防静电面、耗散层）朝上、背面（即导电层）朝下铺设；压接静电地线联接端子时应从防静电台垫/地垫的正面压下，使其穿过台垫并紧固，以保证电接触良好；多个防静电工作台的接地线不能相互串接，应以并联方式与公共接地线连接，每块台垫（地垫）必须且只需接一根防静电地线；防静电工作台系统应定期用酒精进行表面清洁维护，频度依各岗位实际情况而定，建议月度一次。2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）r人员规范 防静电工作服、工作鞋操作指引 所有人员进入防静电区域穿好防静电工作服和防静电工作鞋，已配发工作帽的还必须戴好工作帽。工作服外部严禁携带除工卡和笔之外的金属物件，防静电鞋内不得垫鞋垫。更换工作服应在指定地点进行，不允许在生产现场穿、脱工作服。2.5 怎样进行ESD控制（How）r人员规范 作业过程的防静电指引 进入EPA区域前，测试腕带和人体电阻，测试通过并做好记录方可进入；接触ESSD及组件之前应戴好防静电腕带，防静电腕带插入香焦插孔中接地，要保证腕带与皮肤接触良好；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。2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）ESD测试系统操作方法Step 1:双脚分开站立于测试脚踏板上，将手腕带香蕉插头插入测试插孔内。Step 2:刷卡，显示测试人信息，等待测试。Step 3:裸手按压测试按钮开始测试，待显示结果为”pass“时，松开按钮。测试完毕。2.5 怎样进行ESD控制（How）ESDESD测试系统操作方法测试系统操作方法 (异常处理异常处理)左脚测试失左脚测试失败！败！2右脚测试失右脚测试失败！败！3测试超时测试超时！5双脚测试失双脚测试失败！败！4上述为测试失败的例子，根据屏幕提示检测出错原因，纠正后重新进行测试直到PASS。腕带测试失腕带测试失败！败！12.5 怎样进行ESD控制（How）测试方法请参照测试方法请参照ESD控制规范控制规范 第四部分：第四部分：防静电检测方法防静电检测方法2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）离子风机测试设备离子风机测试设备r防静电包装、存储、转运 防静电袋（吸塑盒）包装操作指引 检查防静电屏蔽袋内外层及隔震外套（气泡袋）是否完好无损；将静电敏感器件或组件放入指定规格的屏蔽袋（吸塑盒）中；如要转运，须使用防静电胶带将屏蔽袋口封上，吸塑盒需将其啮合处扣紧；每个防静电屏蔽袋原则上只能装一块单板组件，特殊情况下需同时装多块小板时必须用内袋层或其它防静电材料相互隔开，不得直接接触混放。2.5 怎样进行ESD控制（How）r防静电包装、存储、转运吸塑盒包装单板屏蔽袋包装单板2.5 怎样进行ESD控制（How）r防静电包装、存储、转运 防静电存储 温度：2030；相对湿度(RH)：30%0%注意：对环境有特殊要求的，如潮湿敏感器件等，请遵照相应的专用操作指导书执行。存储器具：可用于直接存储静电敏感器件及组件的器具有：防静电器件盒、IC管、防静电袋、防静电周转箱、单板周转车等。2.5 怎样进行ESD控制（How）r防静电包装、存储、转运 存储操作指引 A 静电敏感器件须使用防静电器件盒、屏蔽袋、防静电器件管包装存放，静电敏感单板和组件需使用屏蔽袋、防静电吸塑盒、周转箱、周转车包装存放。B 静电敏感器件尽量保持原包装状态，严禁随意拆封。C 用于静电敏感器件散装清点和发料的工作台必须铺设防静电台垫，并可靠接地。操作人员应佩带防静电手套、指套或将有绳防静电腕带接入防静电接地系统。D 静电敏感器件在储运过程中，勿靠近强静电、强电磁场，如电脑主机及其显示器上方、公共人行通道两侧等。2.5 怎样进行ESD控制（How）r防静电包装、存储、转运 转运操作指引 保持周转工具干净。如果有明显灰尘或污渍，请用中性清洗剂清洗。周转车底部金属架应焊接一根金属链条，链条须能自然下垂，确保能可靠触地。物料在转运过程中应具有完好的防静电包装。转运ESSD应轻拿轻放，严禁摔打、碰撞、剧烈摩擦或跌落。任何时候都不得将静电敏感器件及其组件堆叠裸放在一起，禁止使用拉伸膜等易产生高压静电的绝缘材料包裹静电敏感器件及其组件。2.5 怎样进行ESD控制（How）2.5 怎样进行ESD控制（How）内 容一、静电基础知识 二、二、静电控制 三、常见的不符合静电控制三、常见的不符合静电控制 规范的实例规范的实例三、常见的不符合静电控制规范的实例物料摆放乱，防静电和不防静电物料混放，既不符合防静电要求，也不符合5S要求。三、常见的不符合静电控制规范的实例这是一种常见现象：用防静电屏蔽袋装着的和没装的单板放在一块，再将不防静电的白色泡沫放在里面，而且单板有横有竖，这样不但静电损伤器件，而且容易将一些器件碰掉。三、常见的不符合静电控制规范的实例特别注意：白色气泡袋不防静电，而且还会产生很高的静电，对单板存在很大的静电隐患。三、常见的不符合静电控制规范的实例没拆包装的拉手条经常放置在裸露单板附近，造成ESD遗患。三、常见的不符合静电控制规范的实例如果防静电桌垫已接地，单板可以直接放在上面，但单板上面的文件夹和窗帘都可以产生很高的静电，放在单板上直接与元器件接触很容易损坏器件。三、常见的不符合静电控制规范的实例由于纸是一种特殊的材料，只有湿度一定的范围时它才是静电耗散材料，所以单板不能放在纸箱上面，更何况放在纸箱上的胶带上面是万万不可的。三、常见的不符合静电控制规范的实例单板不能放在不防静电的椅子上。三、常见的不符合静电控制规范的实例黄色不防静电胶带粘贴在防静电工作台上，当在此工作台操作静电敏感器件、单板时，存在ESD隐患。三、常见的不符合静电控制规范的实例作业过程中，往往会因操作上的疏忽而将拉伸膜捆绑的周转车与裸露单板车放置太近。请注意勿必确保拉伸膜捆绑的周转车与裸露单板车距离至少1.5米以上。三、常见的不符合静电控制规范的实例人体综合电阻测试时不能戴手套。三、常见的不符合静电控制规范的实例装有单板的防静电周转箱不允许直接用拉伸膜缠绕。三、常见的不符合静电控制规范的实例手腕带不能夹在周转车上，而应插在防静电地线专用插孔中。三、常见的不符合静电控制规范的实例流水线单板底下不能放非防静电材料。三、常见的不符合静电控制规范的实例没有戴防静电手腕带时，脚应与地板接触。三、常见的不符合静电控制规范的实例无防静电材料包装的单板直接放置在非防静电材料上，并且两单板裸露叠放。三、常见的不符合静电控制规范的实例不能使用非防静电的吸锡枪。三、常见的不符合静电控制规范的实例防静电袋口应密封，形成法拉地笼，起到对单板的屏蔽。三、常见的不符合静电控制规范的实例拿取IC芯片时，应带防静电手腕带和手套。结束语