电子装联工艺教程PPT-unit1.pdf

1 1苏州工业园区职业技术学院工业电子组单元单元1 1 ESDESD基本知识基本知识ESDESDElectroStaticElectroStatic DischargeDischarge静电放电静电放电2 2苏州工业园区职业技术学院工业电子组主要内容主要内容 静电基本概念静电基本概念 静电在电子工业中的危害静电在电子工业中的危害 防静电解决方案防静电解决方案 生产中的防静电操作措施生产中的防静电操作措施3 3苏州工业园区职业技术学院工业电子组一、静电的基本概念一、静电的基本概念 静电：物体表面所带过剩或不足的相对静静电：物体表面所带过剩或不足的相对静止不动电荷。止不动电荷。静电放电：具有不同静电电位的物体，由静电放电：具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电感应引起物体间的静电于直接接触或静电感应引起物体间的静电电荷转移。这是在静电场的能量达到一定电荷转移。这是在静电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现程度后，击穿其间介质而进行放电的现象。象。基本概念基本概念4 4苏州工业园区职业技术学院工业电子组静电产生原因静电产生原因 微观原因：微观原因：根据原子物理理论，电中性时物质处根据原子物理理论，电中性时物质处于电平衡状态。由于电子的得失，使物质于电平衡状态。由于电子的得失，使物质失去电平衡，产生了静电。失去电平衡，产生了静电。基本概念基本概念5 5苏州工业园区职业技术学院工业电子组静电产生原因静电产生原因 宏观原因：宏观原因：1.1.物体间的摩擦物体间的摩擦,产生的热可使电子产生的热可使电子转移转移,产生静电产生静电;2.2.物体间的接触与分离物体间的接触与分离;3.3.电磁感应电磁感应;4.4.摩擦与电磁感应综合效应。摩擦与电磁感应综合效应。基本概念基本概念6 6苏州工业园区职业技术学院工业电子组人为因素引起人为因素引起ESDESD 你的身体很容易带上静电荷；你的身体很容易带上静电荷；你的皮肤、头发和身体会储存相当大数你的皮肤、头发和身体会储存相当大数量的静电荷；量的静电荷；你会传输（发射）电荷到元器件或设备你会传输（发射）电荷到元器件或设备上。上。基本概念基本概念7 7苏州工业园区职业技术学院工业电子组增加增加ESDESD的几种原因的几种原因 低湿度（空气干燥）低湿度（空气干燥）一定的活动（走动、推动、移动或滚一定的活动（走动、推动、移动或滚动等）动等）快速运动快速运动 所接触的材料类型（特别是合成材所接触的材料类型（特别是合成材料、普通塑料和绝缘体）料、普通塑料和绝缘体）基本概念基本概念8 8苏州工业园区职业技术学院工业电子组常用物品的起电序列常用物品的起电序列（-）（+）人手人手 玻璃玻璃 人的头发人的头发 尼龙尼龙 羊毛羊毛 铝铝 纸纸 棉花棉花 硬橡皮硬橡皮 铜铜 银银 金金 聚乙烯聚乙烯基本概念基本概念9 9苏州工业园区职业技术学院工业电子组ESDESD与人的反应与人的反应 3000V 3000V 感觉到感觉到 4000V 4000V 听到听到 5000V 5000V 看到看到基本概念基本概念1010苏州工业园区职业技术学院工业电子组二、静电在电子工业中的危害二、静电在电子工业中的危害 人在地毯上行走人在地毯上行走,在工作台上工作在工作台上工作,操作普通操作普通材料等活动都会产生上千伏的静电。如果材料等活动都会产生上千伏的静电。如果静电电压的聚集产生火花放电，电子元静电电压的聚集产生火花放电，电子元件、印刷板组件和其它电子组件会受到破件、印刷板组件和其它电子组件会受到破坏或损坏；坏或损坏；集成电路中功能元件因体积小、电路密集集成电路中功能元件因体积小、电路密集更易受到更易受到ESDESD损害；损害；电子零件在搬运过程中由于摩擦、振动或电子零件在搬运过程中由于摩擦、振动或冲击也会受到冲击也会受到ESDESD损害。损害。ESDESD危害危害1111苏州工业园区职业技术学院工业电子组ESDESD对电子元器件的损害对电子元器件的损害?即时失效即时失效可重新测试、修理或报废可重新测试、修理或报废?延时失效延时失效即使产品已经通过了所有的检验和测试，仍然有即使产品已经通过了所有的检验和测试，仍然有可能在送到客户手中后失效可能在送到客户手中后失效ESDESD危害危害1212苏州工业园区职业技术学院工业电子组静 电 对 元 器 件 的 损 伤静 电 对 元 器 件 的 损 伤对对P/N 结 造 成 软 击 穿，产 品 可 靠 性 下 降结 造 成 软 击 穿，产 品 可 靠 性 下 降ESDESD危害危害1313苏州工业园区职业技术学院工业电子组静 电 对 元 器 件 的 损 伤静 电 对 元 器 件 的 损 伤ESDESD危害危害芯 片 内 单 晶 硅 金 属 镀 模 击 穿 产 品 费 品 率 上升芯 片 内 单 晶 硅 金 属 镀 模 击 穿 产 品 费 品 率 上升1414苏州工业园区职业技术学院工业电子组静 电 对 元 器 件 的 损 伤静 电 对 元 器 件 的 损 伤芯芯芯芯 片片片片 内内内内 引引引引 线线线线 击击击击 穿穿穿穿 使使使使 产产产产 品品品品 费费费费 品品品品 率率率率 上升上升上升上升ESDESD危害危害1515苏州工业园区职业技术学院工业电子组ESDESD对生产厂的影响对生产厂的影响 生产成本的提高生产成本的提高 产品质量降低产品质量降低 客户的损失客户的损失特别是在紧要关头产品失特别是在紧要关头产品失败败ESDESD危害危害1616苏州工业园区职业技术学院工业电子组不同电子元件受不同电子元件受ESDESD电压损害的关系电压损害的关系ESDESD危害危害 元 件 类 型 损害电压（V）V M O S 3 0 1 8 0 0 M O S F E T 1 0 0 2 0 0 E P R O M 1 0 0 1 5 0 0JF E T 1 4 0 7 0 0 0O P A M P 1 9 0 2 5 0 0C M O S 2 5 0 3 0 0 0S h o ttk y D io d e3 0 0 2 5 0 0R esisto r 3 0 0 3 0 0 0B ip o lar T ran sisto r 4 0 0 7 0 0 0S C R 7 0 0 1 5 0 0S h o ttk y T T L1 0 0 02 5 0 0 H C M O S 7 0 0 1 5 0 0A C M O S 3 5 0 2 0 0 0B C L 5 0 0 1 5 0 0 1717苏州工业园区职业技术学院工业电子组工作台面打腊、粉刷或清漆表面未处理的聚乙烯和塑料玻璃地板灌封混凝土打腊或成品木材地瓷砖和地毯服装和人员非ESD防护服非ESD防护鞋合成材料头发座椅成品木材聚乙烯类玻璃纤维绝缘车轮包装和操作材料塑料带、包、封套泡沫带、泡沫塑料苯聚乙烯泡沫塑料非ESD防护料盒、托盘、容器组装工具和材料高压射流压缩空气合成毛刷热风机、吹风机复印机、打印机ESDESD危害危害典型的静电源典型的静电源1818苏州工业园区职业技术学院工业电子组典型的静电压生成强度典型的静电压生成强度来源湿 度 10%20%湿度65%90%地毯上行走35000V/m1500V/m聚乙烯聚地板上行走12000V/m250V/m工作椅上的人员6000V/m100V/m聚乙烯封套（作业指导书）7000V/m600V/m工作台面上拿起塑料袋20000V/m1200V/m有泡沫垫的工作座椅18000V/m1500V/mESDESD危害危害1919苏州工业园区职业技术学院工业电子组三、防静电解决方案三、防静电解决方案 保护保护 检测与校正检测与校正 培训培训解决方案解决方案2020苏州工业园区职业技术学院工业电子组保护的五项措施保护的五项措施 抑制静电荷的集聚抑制静电荷的集聚 中和电荷中和电荷 安全、有效地消除已经产生的静电荷安全、有效地消除已经产生的静电荷 减小电荷放电的不良影响减小电荷放电的不良影响 操作和搬运过程中的保护措施操作和搬运过程中的保护措施解决方案解决方案2121苏州工业园区职业技术学院工业电子组测量和校正测量和校正各种材料的性质各种材料的性质?静电屏蔽材料静电屏蔽材料静电屏蔽材料可防止静电释放穿透包装进入组件静电屏蔽材料可防止静电释放穿透包装进入组件引起的损害。引起的损害。?抗静电材料抗静电材料抗静电材料可作为抗静电材料可作为ESDSESDS器件廉价的中转包装或暂存使用。抗静器件廉价的中转包装或暂存使用。抗静电材料在使用中不产生电荷。但是，如果发生了静电释放，它能电材料在使用中不产生电荷。但是，如果发生了静电释放，它能穿透包装进入组件，导致穿透包装进入组件导致ESDSESDS元件的元件的EOS/ESDEOS/ESD损害。损害。?静电消散材料静电消散材料具有足够的传导性，使电荷能通过其表面消散。离开具有足够的传导性，使电荷能通过其表面消散。离开EOSEOSESDESD防护工作区域的部件必须使用静电屏蔽材料防护工作区域的部件必须使用静电屏蔽材料包装，在其材料内部通常也有静电包装，在其材料内部通常也有静电消散材料和抗静电消散材料和抗静电材料。材料。解决方案解决方案2222苏州工业园区职业技术学院工业电子组防静电操作系统的组成防静电操作系统的组成 防静电安全工作台及防静电桌垫防静电安全工作台及防静电桌垫 防静电地板防静电地板/地垫地垫 防静电区域警示标志防静电区域警示标志 防静电元件盒（袋）防静电元件盒（袋）防静电转运盒防静电转运盒 接地工具和设备接地工具和设备 离子风机和其它保护设备离子风机和其它保护设备解决方案解决方案2323苏州工业园区职业技术学院工业电子组警告标识警告标识?ESDESD敏感符号敏感符号用于表示容易受到用于表示容易受到ESDESD损害的电子损害的电子电气设备或组件电气设备或组件?ESDESD防护符号防护符号用于表示被设计为对用于表示被设计为对ESDESD敏感组件和敏感组件和设备提供设备提供ESDESD防护的器具防护的器具解决方案解决方案2424苏州工业园区职业技术学院工业电子组防防静电工作台静电工作台/EPA/EPA防静电工作台能防止在操作时尖峰脉防静电工作台能防止在操作时尖峰脉冲和静电释放放对于敏感元件的损害。安冲和静电释放放对于敏感元件的损害。安全工作台应具有对于全工作台应具有对于EOSEOS损害的防护功能，损害的防护功能，并能够避免在维修、制造或测试设备上产并能够避免在维修、制造或测试设备上产生尖峰脉冲。烙铁、吸锡器和测试器具能生尖峰脉冲。烙铁、吸锡器和测试器具能产生足以完全破坏敏感元件或使其降级的产生足以完全破坏敏感元件或使其降级的电能。电能。解决方案解决方案2525苏州工业园区职业技术学院工业电子组防静电工作台防静电工作台/EPA/EPA放静电碗带串联接地1.人员用放静电碗带2.EOS防护容器3EOS防护桌面4.EOS防护地板、地垫5.建筑地面6.公共接地点7.地解决方案解决方案2626苏州工业园区职业技术学院工业电子组防静电工作台防静电工作台/EPA/EPA放静电碗带并联接地1.人员用放静电碗带2.EOS防护容器3.EOS防护桌面4.EOS防护地板、地垫5.建筑地面6.公共接地点7.地解决方案解决方案2727苏州工业园区职业技术学院工业电子组四、生产中的防静电操作措施四、生产中的防静电操作措施1.1.生产前准备：生产前准备：穿防静电工作服穿防静电工作服带好接地环（手腕带带好接地环（手腕带/脚腕脚腕带）带）通过仪器测试通过仪器测试检查检查ESDESD装备是否完好装备是否完好操作措施操作措施2828苏州工业园区职业技术学院工业电子组2.2.操作过程中：操作过程中：拿元件前双手触摸工作台面拿元件前双手触摸工作台面将器件引脚向下放在消散静电的台面上将器件引脚向下放在消散静电的台面上不要在任何表面上拖动或滑动不要在任何表面上拖动或滑动抓住集成块的身体，而不是引脚抓住集成块的身体，而不是引脚非导体应与静电安全工作区保持非导体应与静电安全工作区保持1 1米以上米以上的距离的距离只有在静电安全工作区才将元器件及电路只有在静电安全工作区才将元器件及电路板从防静电包装盒中拿出板从防静电包装盒中拿出将静电敏感元器件放在抗静电容器内或包将静电敏感元器件放在抗静电容器内或包装盒中装盒中将搬运次数减少到最低限度将搬运次数减少到最低限度操作措施操作措施2929苏州工业园区职业技术学院工业电子组电气过载电气过载(EOS)(EOS)与静电释放与静电释放(ESD)(ESD)?电子元件会受到许多不同来源的意外电能损害。这些意外电能可能是潜在的电子元件会受到许多不同来源的意外电能损害。这些意外电能可能是潜在的ESDESD的后的后果或来自我们所使用的工具，如电洛铁、吸锡器、测试仪器或操作其它电子设备时产果或来自我们所使用的工具，如电洛铁、吸锡器、测试仪器或操作其它电子设备时产生的尖峰电脉冲。由于制造工艺的不同，有些元件对生的尖峰电脉冲。由于制造工艺的不同，有些元件对EOSEOS特别敏感，有些设备较其它设特别敏感，有些设备较其它设备更为敏感。敏感度的高低也是设计设备时的一个因素。一般来说设备越小、越精备更为敏感。敏感度的高低也是设计设备时的一个因素。一般来说设备越小、越精密、运算速度越快，敏感度就越高。元件的敏感性对于设备的使用有着举足轻重的作密、运算速度越快，敏感度就越高。元件的敏感性对于设备的使用有着举足轻重的作用这是因为元件的设计直接影响其对更小的电压或在更宽的频带内做出反馈。对目前用这是因为元件的设计直接影响其对更小的电压或在更宽的频带内做出反馈。对目前的产品而言，的产品而言，EOSEOS比几年前要严重的多，在将来还会更加严重。比几年前要严重的多，在将来还会更加严重。?当考虑产品的敏感度时，我们必须紧记此组件中的大多数敏感元件的敏感度。有害的当考虑产品的敏感度时，我们必须紧记此组件中的大多数敏感元件的敏感度。有害的电能会和正常的电能会和正常的信号一样对电路生效，影响电路性能。信号一样对电路生效，影响电路性能。在操作敏感元件前，需要仔细测试工具和设备，保证它们不产生破坏性能量，包括尖在操作敏感元件前，需要仔细测试工具和设备，保证它们不产生破坏性能量，包括尖峰脉冲。目前研究表明，小于峰脉冲。目前研究表明，小于0 05 5伏的电压和脉冲是可接受的。但是，如果要使用大伏的电压和脉冲是可接受的。但是，如果要使用大量的高敏感度元件，则要求烙铁、吸锡器。测试仪器和其他设备不能产生大于量的高敏感度元件，则要求烙铁、吸锡器。测试仪器和其他设备不能产生大于0 03 3伏伏的脉冲。的脉冲。?如大多数如大多数ESDESD规范所要求，对设备要进行定期的测试，以防止长期使用造成的性能下规范所要求，对设备要进行定期的测试，以防止长期使用造成的性能下降。为保证仪器保持不引起降。为保证仪器保持不引起EOSEOS损害的能力，保养工作同样是不可或缺的。损害的能力，保养工作同样是不可或缺的。?EOSEOS损害和损害和 ESDESD损害是十分相似，极难分辨的，损害是十分相似，极难分辨的，因为它们都是意外电能造成的破坏性因为它们都是意外电能造成的破坏性后果。后果。