ESD知识培训教材

1、静电防护知识培力molex备稿：柳福明2006/09/02培训对象1、M豉测试工程师2、LQC3、拉长和助拉4、机修课程概要静电产生原理及方式静电术语静电对电子生产制造业的不良影响静电防护原理电子生产使用环境中的防静电系统构成防静电检测第1节、静电产牛的原理及方式产生原理：电荷的转移。产生方式：1 .摩擦（不同物质的接触和分离）2 .静电感应3 .电效应其它如：热电和压电起电、极化起电、亥姆霍兹层、喷射起电等.摩擦起电序列第2节、静电术语1 .静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷。2 .静电场：静电在其周围形成的电场。3 .静电感应：在静电场影响下引起物体（导体）上电荷重新分面的现象。4 .静

2、电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压。5 .静电敏感器件：对静电放电敏感的器件。6 .静电中和：利用异性电荷使静电消失。7 .静电放电：当带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质产生电离而使带电体上的电荷部分或全部消失的现象就是静电放电。8 .接地：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地，船等.9 .表面电阻（率）：在给定的通电时间后，施加于材料表面的直流电压和电流的比值。10体积电阻（率）：.在给定的通电时间后，施加于一块材料相对二个表面的直流电压和电流的比值。11静电屏蔽：.利用金属空腔隔离静电场影响的措施。12静电泄露：.带电体上的电荷通过带电体内部或其表面等途径而使

3、之部分或全部消失的现象。13摩擦起电：.用摩擦的方法使两物体分别带有等值异号电荷的过程。14防静电工作区：.配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地。第3节、静电对电子牛产制造业的不良影响1)静电有三种方式对电子工业危害最大：(1)、电场力静电会形成静电场而有电场力，同性相斥，异性相吸。由于有电场力的存在，会将空气的尘埃吸附在芯片上，造成芯线的绝缘强度降低，造成短路使芯片损坏。尘埃粒度与IC芯片间距的比较2） .静电放电（ESD）：?由于静电放电时有较高的电压，可将集成电路芯片介质击穿，芯线熔断，漏电流增大加速老化，电性能改变等。静

4、电放电对芯片损坏具有潜在的和缓慢失效性，这种情况危害性更大。3） .静电感应：?导体放在静电场时会感应出正负静电荷，其感应放电产生的宽频带干扰可对计算机和低电平数字电路发生翻转效应或导致仪器（表）运行失常（见下图）。2) .静电放电敏感器件(共1、2、3级)表睁电放电敏感器件分级表敏感电压瓶$01999V元詈件类型微波器件(肖特基势垒二极管，点接触二极管和其他工作频率大于1GHZ的检测二极管离散型MOS场效应晶体管声表面波(SAW)器件结型场效应晶体管(JEETs)电荷1R合器件(CCDs)精密稳压二极管(线或加栽电压稳定(0.5%)运算放大器(OPAMPs)薄膜电阻器使用1级元器件的混合电路

5、超高速集成电KKVHSIC)之环境温度100c时,ION.175A的晶体闸流管(SCRs)A-1、2级：敏感电压范围20003999V元器件类型离散型MOS场效应晶体管结型场效应晶体管(JEETs)运算放大器(OPAMPs)集成电路(ICs)超高速集成电路(VHSIC)精密电阻网络(R2)使用2级元器件的混合电路低功率双级型晶体管，Ptot100mW,lc<100mA3级：敏感电压范400015999V元器件类型离散型MOS场效应晶体管运算放大器9PAMPS)集成电路(ICS)超高速集成电路(VHSIC)PtotVIW或IOV1A的小信号二极管普通要求的硅整流器IO>0.175A的

6、晶体闸流管(SCRs)350mW>Ptot>100mW且400mA>IO>100mA的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)片状电阻器使用3级元器件的混合电路一压电晶体3) .电子生产使用环境中的静电源几乎所有的物体都会通过各种方式产生静电,以下是在车间常见的静电源：1.工作服2.工作鞋3.树脂、浸漆封装表面4.各种包装和容器5.终端台、工作台6.各种绝缘地面7.温箱8.CC>2低温箱9,空气压缩机10.某些电子生产设备物体或I艺加I匚作表面地板服装软包装及操作周转容器装配、清洗、试验修理芯片我体物流粉具（用品）高电压设备*芥通地料：袋、罩、

7、封皮*普通泡沫容、泡沫材料*普通也料托盘、塑料运输斗.瓶、零件盒*芯片板托笑、61*工具类*运杼军*存放柜*产生静电想附电乐并放电材料（用枯）或活动* 封触、涂漆或浸漆表面*】作台* 普通树脂或切料面：去工作椅* 加科地板* 打腊抛光木板* 普通乙烯树脂瓦或板* 普通清洁室工作股* 普通合成面料服装、手套* 导电的鞋* 纯棉* 水雾清除器* 普通刑料焊料吸管* 带仃不接地焊嘴的烙铁* 通过流体或蒸发或吹F* 温箱* 低温唉射器热场射物压缩机*喷砂解电复印机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

8、烯树脂地板上行走12000250人在I：作台上操作乙烯树脂说明H封面摩擦聚氨脂泡沫垫子移动60007000180001006001100第4节、静电的防护原理1、静电防护白基本原则：&抑制静电荷的积聚；bK迅速、安全、有效地消除已经产生的静电荷。1、静电防护措施1）、静电耗散与接地是指通过替换电子生产过程中接触到的各类绝缘物制备的用具而改用防静电材料制备并使之接地来完成。防静电材料防静电材料又叫ES昉护材料，可分为三类：(1后静电材料：表面电阻、体积电阻等于或低于仅凭欧，用于没有强电的情况。(2静电耗散材料：表面电阻、体积电阻在1x16®1xF0范围，使用在工作环境中有220

9、V 380束流强电或直流强电的场合，能为操作人员提供安全保护(3静电屏蔽耗散复合类：使用静电耗散材料屏蔽并接地。用于各种包装，运输或有电磁场的环境中。2）、静电中和其原理是将正负离子与静电源上的正负电荷中和，从而消除电源上的积累的静电。通常用于消除某些高绝缘且易产生静电的用品存放在工作台或工艺上。静电中和是借助离子静电消除器或感应式静电刷来实现的。离子消除器具有不影响产品质量，消除静电快，使用方便等特点，只是仪器成本较高。3）、静电屏蔽与接地静电屏幕及接地通常用于对高压电源产生的静场屏蔽，某些对静电极敏感电路物屏蔽，从而避免静电场对ESDS件和ESDS件的感应和静电放产生的宽频干扰。屏蔽的作用

10、是通过将一个区域封闭起来的壳体实现的，屏蔽的效果，不仅与屏蔽的材料和性能有关，也与屏蔽体与静电源距离，以及壳体上可能存在的各种不连续的孔洞和数量有关。静电屏蔽的效果与接地有很大关系，只有将屏蔽接地，才能保证屏蔽上的感应的静电荷泄露，使屏蔽体内的电路不受静电场干扰。通常用于仪表电路和静电源防静电干扰的重要措施之一。4）、增湿湿度增加则非导体材料的表面电导率增加，使物体积蓄的静电荷可以更快泄露。对于表面容易形成水膜，既然容易被水润湿的绝缘体如橡胶等，增湿是有效的。而对于表面不能形成水膜的材料如聚四氟乙烯等，增湿对消除静电是无效的。对于孤立的带静电绝缘体，增湿也是无效的。另外，增湿的方法不宜用于消除

11、高温环境中的绝缘体上的静电。为对静电达到最佳控制，湿度一般保持在60%70。%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%人在地毯上行走人在乙烯树脂地板上行走人，作台上操作乙烯树脂说明竹封面摩擦聚氨脂泡沫垫f移动160001200060007000180001500250100600110055）、ESDS件保护网络的设置对ESDS件设置保护网络，也是防止器件损害的有效手段之一，但保护网络可以降低器件对ESDJ敏感性但不能彻底消除。这里不作研究第5节、电子牛产使用环境中的防静电系统构成防静电系统主要有硬件和软件两部分组成：1、硬件：1）

12、人体静电防护产品2）防静电物流传递用品3）防静电地坪4）防静电操作系统：工作台，工作椅，5）防静电接地：防静电接地系统。6）环境控制系统：温度和湿度控制设备，环境洁净控制系统。7）专用生产装联设备：采取防静电措施的生产装联设备8）特殊防静电用具（品）：各类静电消除器（离子风静电消除器）电阻测试仪9）静电测量（监控）系统：静电电压表，高阻测试仪，接地1）、防静电工作区（EPA）：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地。工作区内任一指定空间所允许的对大地（接地）的静电电位值不超过+/-10伏0（A级），或者不超过+/-1000（B级）

13、。2）、防静电装备（用品）1）、防静电工作服由导电纤维和棉等混纺制成，也有用渗碳或导电合成纤维布制作，有一定的电阻，产生的静电纤维泄露或通过导电纤维间的电晕放电、耗散，防止静电积累。在防静电工作区，不得穿脱工作服；防静电也不允许有金属附件，以免金属放电。2）、防静电鞋（导电鞋）鞋底是由加入导电材料的合成橡胶组成。防静电鞋：电阻为1xl5i0欧，可抵抗有220VH380Vt人体的电击。导电鞋：电阻不大于1x150欧，不能用于有触电危险的环境中。在防静电工作区工作时，必须穿用防静电鞋。在穿用过程中，鞋底不得沾有任何绝缘物质，也禁止穿用绝缘性袜子。前段时间PCA®无尘车间不允许穿鞋套，WH

14、Y3）、防静电腕带和脚带起着将人体静电荷泄露到大地。通常在腕带的接地连接线上串有一只1兆的电阻，以限制人体触电时电流不大于5MA，要保证腕带和人手腕，接地连接线和地线良好的电气接触。脚带同上。可否使用无绳防静电腕带？WHY？4）、防护指套是用加入抗静电剂的乳胶制成，用以预防ESDS件因不等电位造成损坏，指套的表面和体积电阻应低于1x190欧。5）、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的电气接触，袜底电阻不应大于1x190联6）、工作帽其材料与工作服一样，不仅用于防静电，而且具有防止操作人员头部尘埃和毛发掉落，具有防尘作用。7）、防静电包装大多数是用防静电改性的高分子

15、材料制作，像聚乙烯，ABSPC静电敏感元器件存放运输必须使用防静电包装。防静电包装对ESDS件提供等电位作用，并对元器件的绝缘表面的静电起泄露和耗散作用，静电屏蔽包装材料对静电感应提供屏蔽作用。8）、运转车，存放柜，传输带确保车的支脚用导电橡脚制作，或用专门接地。9）、防静电地坪防静电工作区地面应具有静电耗散性能所以又叫防静电地坪，种类有地毯，PVC&板块，环氧树脂和水泥类。其主要作用是耗散人体和防静电设备的静电。地面一般设置接地网络，并和防静电接地电阻相连接。PO序间的防静电地坪是怎么样的?10）、工作台、工作椅工作台面是用静电耗散材料制作，并和接地线相连。工作椅表面也是由静电耗散材

16、料制作，如其脚架或脚轮不是由防静电脚轮组成，必须另外专门接地。11）、防静电接地防静电工作区必须设置防静电接地，一般情况下与防静电装备和电气设备分别相连接。PO库间的防静电接地是怎么样的?12）、防静电工具类防静电电烙铁，须将烙铁头和壳体与地线连接（其间电阻小于2欧），用来防止烙铁头和壳体感应带电或漏电损坏ESDS件和伤害人的安全。各维修工具如钳子，夹具，剪刀，镊子应该用静电耗散材料制作，用于静电耗散和防止静电放电。13）、环境控制系统在防静电工作区内，应有环境温度和湿度控制设备，温度控制在202度，湿度控制在5RH50%75%防温度过高和湿度过低使静电明显产生。另外对有特殊要求的ESDS件器

17、件，还需配置风淋室和空气净化系统，使生产环境达到相应的净化级别，如下图。美国联邦FS20幅t注：表中“力'号后面的数宇为每立方英尺空气中的粒子数.括号内的数字为拳值.粒/立方米我们常说的10吸洁净室说白就是指在1立方英尺的空间内,大于等于0.5微米的粒子必须不多于100个，10级就是1立方英尺的空间，0.5微米的粒子必须不多于10个，依此类推。14）、专用生产装联设备各种贴装设备或高压电源的外壳和接触ES嚼件的部位都要采取静电接地或静电屏蔽措施。15）、防静电剂防静电剂是化学剂，加在绝缘材料的表面或内面，使其产生静电的能力降低。注意选用防静电剂时，需要考虑其无毒性，无腐蚀性，对人无刺激性。16）、电离静电消除器（电离器）在不能进行有效接地的地方，可以使用电离空气来泄放静电荷。电离器应该至少工作20S而且个别电离器会遗留很高的残余，足能损坏一些ESD费品，所以选择和放置电离器时，需要测量被保护面积