ESD基础知识培训(讲义)ppt课件

1、ESD根底知识培训 制造总厂培训小组编辑:孙小兰前 言在我们的电子工业中常见的一些问题：电子元件无故失效，并发现内部有过热或烧熔的景象电子产品产出率不高，质量不稳客户赞扬产品无故失效产品上的尘埃等污物难以耐久去除，影响产品外观，甚或影响对于产品进展操作 definition 1、静电学 静电学是十八世纪以库仑定律为根底建立起来的，以研讨静止电荷及磁场作用规律的学科，是物理学中电磁学的一个重要组成部分。 2、静电就是物体外表过剩或缺乏的静止电荷。 景象：冬天脱毛衣时，会听到嚓嚓声触电橡胶棒磨擦后能吸附碎纸片3、ESD：Electrostatic Discharge 静电放电 ：具有不同静电电位的

2、物体，由于直接接触或静电感应引起的物体间静电电荷的转移，在静电场的能量到达一定程度后，击穿其间介质而进展放电的景象。 景象：由此可见：静电放电是在瞬间完成的，所以对于静电引起的危害，呵斥的产品失效等问题，我们很难发现。 4、EOS: Electrical Overstress 电流或电压过载definition 冬天晚上脱毛衣时，会看到闪光触电ESD的产生途径与类型一、产生途径 静电产生的最根本途径就是两种不同资料的物质接触和分别或摩擦或临近电场的感应。电子工业消费包括SMT贴片、装配、品管、包装到出货的整个过程，其实就是静电产生的过程，所以对静电防护的迫切性日益重要。家俱挪动或设备挪动引起的

3、ESD人体接触或挪动引起的ESD机器引起的ESD三种类型ESD的产生类型静电的危害主要有两个方面：一是使元气件永久性失效，报废；二是使元气件的性能降低和参数下降。 后一种危害比前一种危害更可怕，更危险。缘由是第一种危害在检测或调试过程中及时发现并予以改换，马上可处理问题。而第二种在初期是很难发现的，由于元气件参数下降并不是马上就表达出来，很容易经过出厂前的检验而流入用户手中。那么随着时间的推移，这些元气件就会永久性的失效。从而降低了元气件的寿命，也就影响了产品的寿命,更影响公司产品品牌笼统。 ESD的危害ESD的危害 在电子工业消费过程中操作工人是最重要的静电电荷源。 在环境湿度为10%20%

4、RH时，操作工所带的静电电压是6000V，而在环境湿度为65%90%RH时，操作工所带的静电电压是100V。 静电电压的数值是随着环境湿度的高低而变化。 这也就是我们消费车间为什么要控制温度和湿度的缘由。那么有人会问，6000V的电压为什么对人的身体没有损伤呢？ ESD vs. EOS Fail Signature静电电压引见一下不同静电电压对于人体电击的反响：静电压 V 人体反响1000 V 没有觉得2000 V 手指外侧有觉得2500 V 放电部位有针蟹感，但不疼痛3000 V 有细微和中等被针刺痛感4000 V 手指细微觉痛，有较强的针刺痛感5000 V 手掌及手腕前部有电击疼痛感600

5、0 V 手指剧痛，手腕后部有剧烈的电击感 10000 V 整个手部剧痛，有电流经过感12000 V 因剧烈电击，故整个手部有剧烈打击感静电对电子产品损害的特点 1、隐蔽性 人体感知的静电放电电压为2-3KV。2、潜在性 受静电冲击后元件性能没有马上明显的下降。3、随机性 从一产生到损坏以前，一切的过程都遭到静电的要挟。4、复杂性 分析静电放电损伤的失效任务，往往需求运用扫描电镜等高精细仪器。为什么要提高人们的ESD防护认识？ 很多静电问题都是由于人们没有ESD认识而呵斥的。 这是由于大多数ESD损害发生在人的觉得以外，由于人体对静电放电的感知电压约为3000伏，而许多电子元件在几百伏甚至几十伏

6、时就会损坏。 静电的强度由于物体材质、磨擦与相对运转的速度、压力以及环境的温度、湿度有亲密的关系。人身的活动情形 静电电压（V） 10-20%RH 65-90% RH走过化纤地毯 350001500拿TEFLON硅片架 300001200走过塑胶地板 12000250坐椅子上工作的人 6000100翻塑面说明书文件 7000600拿起普通聚乙烯袋 200001000坐聚氨脂泡沫垫上 180001500例如，较多IC分别被只需250伏和100伏的ESD电势差所破坏，而越来越多的敏感的现代元件，包括奔腾处置器，只需5伏就可毁掉。产生可以听见“嘀哒一声的放电需求累积大约2000伏的电荷，而3000伏

7、可以觉得小的电击，5000伏可以看见火花。序号类型 静电破坏电压（V） 1V MOS30-1802H MOS50-5003P MOS1005MOSFET100-2006JFET140-7007C MOS/N MOS250-30008线性电路（运放器）180-25009肖特基二极管300-300010ECL500-150011SAW150-50012SCR680-100013SL-TTL/S-TTL300-250014TT/DTL/H-TTL380-700015膜式电阻300-3000元件的敏感电压 电磁感应产生ESD冲击静电放电模型 人体模型Human Body Model (HBM)机器模型

8、(MM)Charged Device ModelCDMESD Models Comparison Conductors vs. InsulatorsESD的防护原那么及方法 “除电与“去除静电是不同的概念。正如“静电是什么？前面所述，“静电的产生是指物质内部的正负平衡解体后发生的偏向于一方的不稳定形状。因此，要使这种不稳定的形状变成稳定的中和形状，这就是“除电。除电的原理：静电防护根本原那么防止静电荷的产生拟制静电荷的积累迅速、平安、有效的消除曾经产生的静电荷使电荷平安泄露绝缘体的除电方法常用的非导体绝缘体带静电荷消除方法有：方法一：运用离子风机中和；方法二：控制环境温度与湿度；添加湿度可减少

9、静电荷的产生和积聚时机方法三：用防静电导体制品取代非导体制品；方法四：采用静电消除剂；在绝缘体的外表构成一层导电体的覆膜，使电子流过，象导体一样，可令静电荷完全分布并导走。方法五：采用静电屏蔽；在储存和运输时采用，把产品放在屏蔽容器内，防止外静电场的干扰和影响以及在容器内活动时，就不会产生静电荷。导体的消除静电方法导电体可经过接地方法实现静电消除。接地可以使导体上的静电导走。机器(安装)的除电使机器接地就可简单除电。作业人员(人体)的除电运用静电环、导电鞋等可以使人身体上的静电导走，就可除电。任务台的除电运用防静电垫，且导电垫子必需接地就可除电。ESD发生原理ESD发生原理： 当集成电路IC经

10、受ESD时，放电回路的电阻通常都很小，无法限制放电电流。例如将带静电的电缆插到电路接口上时，放电回路的电阻几乎为零，呵斥高达数十安培的瞬间放电尖峰电流，流入相应的IC管脚。瞬间大电流会严重损伤IC，部分发热的热量甚至会融化硅片管芯。ESD对IC的损伤还包括内部金属衔接被烧断，钝化层遭到破坏，晶体管单元被烧坏。ESD防护原理平安任务区域必需具有： 完好的导电资料及接地系统，使产生静电的运动物体及时的汇漏或中和。通常规定在该区域内恣意二点之间的静电电压不得超越100V。适当的静电平安任务区域有： 铺有防静电地垫、防静电任务台垫、操作者身着防静电任务服，穿防静电任务鞋、佩戴防静电腕带；有条件的置放离

11、子风机，运用低压控温烙铁，并将系统共接大地，故又称“等电位任务系统或“零电位任务系统。任务台上及任务区域内只能用防静电工具和器具，静电敏感的元件均不得存放在塑料制品、绝缘资料、纸制品等器具上。手机的ESD测试规范 1、静电敏感器件人们把对静电反响灵敏的电子器件称静电敏感器件Static Sensitive Device简称SSD。按静电的敏感程度分三级。1级：静电敏感电压范围0-1999V2级：静电敏感电压范围2000-3999V3级：静电敏感电压范围4000-15990V2、静电放电发生器 (ESD Generator) 俗称静电放电枪(ESD gun)是电磁兼容丈量与实验中静电放电抗扰度(

12、ESD immunity)实验中的重要设备。 目的是为了检验电子设备遭到外来静电放电时能否正常任务。ESD 测试规范 静电放电实验是电子产品重要实验之一静电放电实验是电子产品重要实验之一，国家在80年代就制定了相应的规范。规范规定该规范第l版中将实验严酷等级划分为1、2、3、4共四个等级，对应的实验电压分别为2、4、8、15kV。如今执行的规范是IEC 61000-4-2 Standard(IEC: nternational Electrotechnical Commission国际电工委员会) 我们实验室手机的ESD规范是：气隙放电也有人叫空气放电4KV，接触放电8KV常见的防静电用品 一、

13、防静电手环：由紧贴手腕的不锈钢外壳经过线内1M电阻由导线,铁夹接地.目的是将人体的静电导到大地。 佩戴要求： 1、 静电手环松紧带要适中，不得松驰； 2、不锈钢要与皮肤严密接触, 不得隔以衣物； 3、鳄鱼夹要夹持在地线上； 4、金属扣环上的按扣紧； 5、静电环必需每班测试并记录,不合格的应立刻改换； 6、不准佩戴无线手环； (注:无线防静电手环实践起不到立刻泄放人体携带的静电荷作用。它是将人体电荷储存起来，必需23小时放一次电，且最高静电电压为不超越500V。所以不引荐工厂运用。) 二、防静电手腕带测试仪:好的：亮绿灯、响坏的：亮红灯、不响必需每班测试并记录,不合格的应立刻改换三、防静电手套：

14、作用：能平安泻放操作人员所带的人体静电荷。要求：接触静电敏感元器的人员必需戴防静电手套，手套不允许有破损 情况；四、防静电鞋作用：能使静电从人体导向大地，从而消除人体静电。要求：进入车间必需穿防静电鞋，不允许穿严重磨损的防静电鞋；五、防静电工衣作用：屏蔽人体身上衣服的静电；要求：进入车间必需穿防静电工衣； 必需坚持干净，袖口束紧、不能有破损。六、防静电工帽作用：屏蔽人体头发的静电；要求：进入车间必需穿防静电工帽； 头发必需塞在帽内。七、除静电离子风枪作用：中和物体上的静电电荷,同时高速离子气流将静 电吸引的尘粒吹除,并阻止其再次吸引尘埃粒子. 要求：必需插上电源线才干产生离子；八、除静电离子风

15、机作用：中和那些物体外表的可产生静电电荷；要求：对于绝缘体的静电荷，要求离子风机来中和静电荷；九、人体静电综合测试仪作用：丈量人体静电综合电阻 主要丈量防静电工鞋能否符合要求；几种常见的认识误区 误区1 人以为假设带了防静手腕带，任务服是多余的。这是由于人体上的，或衣服上的电荷，会经过防静电手腕带泄放到地。这是一个普遍的错误概念。大多数衣服是绝缘或具有绝缘性能的。电荷在绝缘体上是不会挪动的，它会不断保管在绝缘体上，经过一定的时间后中和掉或者与空气中的离子中和。因此，他的袖子、腰带等能够带有几千伏的电压，这能够会使附近隔离的导体上感应出电荷。因此任务人员需求穿上ESD任务服，将绝缘的衣服屏蔽起来

16、，使衣服产生的静电场最小。误区2 佩带防静电手腕带没有什么详细要求，只需带了就能起到防静电？在测试防静电腕时：确信防静电腕带与手腕亲密接触；金属导电物质紧贴着皮肤；金属扣环上的按扣很适宜对线圈中金属扣环上的按扣施15磅的张力是平安的；香蕉插头弹簧弹性好，与香蕉插头塞孔接触严密；线圈能否会有间歇中断、脏物、油、这将降低带子的导电性能。误区3无线防静电手腕带优于有线的手腕带 无线防静电手环实践起不到立刻泄放人体携带的静电荷作用。它是将人体电荷储存起来，必需23小时放一次电，且最高静电电压为不超越500V。所以不引荐工厂运用。 误区4什么是最常见的静电源？ 人在活动如行走，站起等活动中都会产生静电，人体是最为常见的静电源，因此人体的静电防护是最为重要的。误区5要控制人体静电，只需穿防上静电任务服就能起到防静电作用了？ 要降低人体静电，最有效的措施是让人体与大地相“衔接既“接地。因此，1、人要穿上防静电鞋；2、铺设防静电地板；3、穿防静电工衣；详细操作规范：1、一切人员进入消费车间必需穿戴防静电工衣、工帽、工鞋。防静电工衣要求：必需坚持干净，袖口束紧、不能有破损。防静电工帽要求：头发必需塞在帽内，防止发屑或碎发留在任务台或产品中。2、防静电手腕