电子工业静电防护(ESD)培训

1、电子工业静电防护（ESD）信息产业部防静电产品质检中心序言 随着我国IT业的突飞猛进，特别是国防电子信息化和微电子的迅速发展，静电对电子和相关行业的不良影响日益显著,对静电的防护必须要予以足够重视.首先，我们要理解静电的基本概念，了解静电的一些基础知识；了解电子工业中的静电问题，静电对电子工业的危害及存在的静电源、静电敏感器件分级标准； 其次，我们了解一些静电防护基本原理；最后，我们了解一下防静电工作区（EPA）的构成和技术要求。在附录里介绍一些基本的静电放电模型，介绍了一些广泛应用的静电放电模型。目录第1章 静电基本概念 第2章 电子工业中的静电问题 第3章 静电防护原理第4章 防静电工作区

2、（EPA）的构成和技术要求附录： 静电放电模型与器件第1章 静电基本概念1.1 静电的定义与不同类型的电 1.1.1 静电具有的特点 1.1.2 不同类型的电有以下3种类型 ： （1）处于稳定状态不产生流动的电荷称为静电。 （2）在导体中，电荷随着外施恒定不变的电场，做定向运动形成 的电流称为直流电。 （3）在导体中，电荷随着外施周期性方向变化的电场，做周期性 方向变化的运动形成的电流称为交流电。 1.1.3 几种常见的静电物理量纲 （1）静电电量： 表示电荷多少的物理量称为电量。 （2）电阻： 表示物体导电能力的物理量称为电阻 。 （3）电容： 物体所带电量与该物体的电位的比值称为电容。 （

3、4）静电电位： 电场力对单位正电荷从某点移动到无限远处所做的功称为 静电电位。 （5）静电的放电能量： 静电放电时所具有的能量。1.2 静电的产生 1.2.1 固体起电 1.2.1.1 固体接触摩擦分离起电 （1） 导电金属之间的摩擦 （2） 导体和绝缘体、两绝缘体之间的摩擦 图1.1 接触摩擦起电的基本过程 1.2.1.2 固体的带电形式 （1）断裂带电 （2）压电效应起电 （3）热电效应起电 （4）剥离起电 （5）电解起电 图1.2 剥离起电图1.3剥离速度与剥离带电量的关系 1.2.2 粉体起电 1.2.3 液体起电 1.2.3.1 液体的偶电层 1.2.3.2 流动带电图1.4液体起电

4、与流动电流第2章 电子工业中的静电问题2.1 静电效应与静电对微电子制造业的危害 2.1.1 静电效应 2.1.1.1 静电荷产生的电场力 2.1.1.2 静电放电（ESD） 2.1.1.3 静电电场感应 2.1.2 静电对微电子制造业的危害形式 2.1.2.1 吸附尘埃 图2.1 尘埃粒度与IC芯片间距的比较 2.1.2.2 静电放电及产生的宽带电磁脉冲效应 2.1.2.3 静电场感应及放电 图2.2 人体与IC的不同电位产生的静电放电2.2 静电放电敏感器件（SSD或ESDS器件） 2.2.1 器件ESD损伤失效模式 2.2.1.1 突发性完全失效图2.3 ESD放电造成SSD损坏的图示

5、2.2.1.2 潜在性缓慢失效 2.2.1.3 常见的静电放电损伤的失效模式 （1）高频小功率二极管 （2）高频小功率三极管 （3）场效应管：栅源或栅漏短路或漏电 （4）双极数字电路 （5）双极线性电路 （6）MOS集成电路 2.2.1.4 静电放电损伤的失效现象 （1）ESD对器件的损坏形式（2）容易发生击穿的位置 2.2.1.5 SSD静电损伤机理（1）热击穿 （2）介质击穿 （3）气体电弧放电 2.2.2 SSD的分级 GJB/1649 I级 敏感电压范围 01999V II级 敏感电压范围 20003999VIII级 敏感电压范围 400015999V2.3 电子工业静电损害统计 2.

6、3.1 电子器件损失统计表2.1 静电造成的电子产品的平均损坏率部门平均损坏率（%）制造厂1622承销商814用 户27332.4 电子生产、使用环境中的静电源与静电防护场所表2.2 典型的静电源物体或工艺加工材料（用品）或活动工作表面封蜡、涂漆或者浸漆表面工作台普通树脂工作椅子地板塑料地板打蜡抛光木板普通乙烯树脂瓦或板服装普通清洁室工作服普通合成面料服装、手套非导电的鞋纯棉软包装及操作.普通塑料：袋、罩、封皮 .普通泡沫容器、泡沫材料周转容器.普通塑料托盘、塑料运输斗、瓶、零件 盒装配、清洗、试验修理.水雾清除器.普通塑料焊料吸管.带有不接地焊嘴的烙铁.通过流体或蒸发或吹干.温箱.低温喷射器

7、.热喷射和压缩机.喷砂.静电复印机物体或工艺加工材料（用品）或活动芯片载体.芯片板托架、盘.工具类物流器具（用品）.运转车.存放柜高电压设备.产生静电感应电压并放电 2.4.1 人体静电与人体用品 2.4.1.1 人体静电的起电方式 表2.3 操作人员工作时产生静电的基本情况静电产生方法静电电压（V）相对湿度：10%20%相对湿度：65%90%人在地毯上行走160001500人在乙烯树脂地板上行走12000250人在工作台上操作6000100乙烯树脂说明书封面摩擦7000600聚氨酯泡沫垫子移动180001400 2.4.7 生产、装联、焊接、检验、高低温处理等设备 2.4.8 接地系统和电源

8、 2.4.9 生产、存储环境中的绝缘物和对地绝缘的导体 2.4.10 环境电磁场 2.4.11 有静电防护要求的场所第3章 静电防护原理3.1 静电耗散及泄漏 3.1.1 静电耗散及泄漏一般要求 3.1.2 耗散与接地的特殊情况 3.1.3 防静电材料（装备）使用中的安全问题3.2 静电中和3.3 静电屏蔽与接地3.4 环境增湿 3.5 电子产品ESD的防护设计 3.5.1 SSD ESD保护电路的设置 3.5.1.1 SSD和混合集成电路的保护电路设计注意事项 3.5.1.2 SSD组件保护电路设计的注意事项 3.5.2 电子设备的ESD防护 3.5.2.1 输入/输出电缆的处理 3.5.2

9、.2 键盘和控制面板 3.5.2.3 电路设计和印制电路板（PCB）布线设计 3.5.2.4 仪器电路结构设计第4章 防静电工作区（EPA）的构成4.1 EPA的构成 4.1.1 EPA定义和总体技术要求 4.1.2 EPA硬件组成和要求 4.1.3 软件与管理方面要求 4.1.4 在EPA内防静电用品、装联生产设备特殊装备（车辆、航 空器）的要求 4.1.4.1 人体静电防护用品 4.1.4.2 防静电包装类 4.1.4.3 传输带（线） 4.1.4.4 运转车、存放柜（架）、工作椅、工作台（桌） 4.1.4.5 工位器具（架）、操作工具（刷子） 4.1.4.6 墙壁和天花板 4.1.4.7

10、 窗帘、抹布、粘尘垫 4.1.4.8 气动、电池动力工具、吸锡器、焊接设备（烙铁） 4.1.4.9 各类生产装联设备和对地绝缘的金属体 4.1.4.10 防静电地坪 4.1.4.11 离子静电消除器及使用 4.1.5 EPA:静电放电保护区域4.2 EPA内的接地与防雷 4.2.1 安全保护接地 4.2.2 工作接地 4.2.3 重复接地 4.2.4 中性点、零点和中性线、零线 4.2.5 屏蔽接地 4.2.6 直流接地 4.2.7 信号接地 4.2.8 防静电接地 4.2.9 EPA防雷接地与防雷设计 4.2.9.1 防雷接地 4.2.9.2 EPA内防雷设计图4.1 综合防雷示例 4.2.10 EPA防静电接地及与其他接地的关系 4.2.10.1 防静电接地及埋设图4.2 接地网络引出的接地端子 4.2.10.2 防静电接地和其他接地关系图4.3 EPA内各种接地连接示意图附录 主要的静电放电模型7.1 静电放电模型 7.1.1 人体模型（HBM）R1110MW；R21500W1%；C1100pF10%；S1高压继电器（无抖动型）水银继电器或等效的继电器）；S2普通闭合