ESD培训知识(共21张)(PPT 21页)

1、 ESD培训知识消 除 电 子 生 产 企业 品 质 杀 手2009年1月修正第1页，共21页。静电产生的原理1静电敏感元件2静电的危害3静电防护问答4杭 州 优 迈 科 技静电防护措施5第2页，共21页。1.1 何为静电? 静电就是静止的电荷. 任何物质都是由原子组成,而原子的基本結构为质、子中子及电 子(如图1所示)。质子于中子因质量较高,结合力強、不易分离,紧密聚在一起称为原子核。电子的质量很小,环绕于原子核外.依其电气的特性,科学家们将质子定义为正电,中子因不具电气特性,称不帶电,电子的电气特性与质子相反,为帶负电。在正常狀况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现为

2、中性不帶电.+-图一. 原子结构静电产生的原理杭 州 优 迈 科 技第3页，共21页。+-A+B-图2. 离子的形成杭 州 优 迈 科 技静电产生的原理 但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子 A,而投入其他的原子B,A原子因缺少电子而帶有正电现象,称为阳离子 ,B原子因有多余电子而呈帶负电现象,称为阴离子(如图2所示).造成不平衡分布原因即是称为电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能源(如动能、位能、热能、化学能等),任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电。第4页，共21页。 1.2静电产生的方式a. 帶电的物体会在它的周围产生电场感应,使其它导体带电(如图

3、3).b. 摩擦可以使物体产生电荷(如图4).c. 帶电替可通过导体使其它导体帶电(如图5).+ + -+ + -*+ + - + + -+-+-图4 图3 + +- - + + +- - + + +- -图5 杭 州 优 迈 科 技静电产生的原理第5页，共21页。1.3 静电的相关概念a. 库仑定律 同性电荷相斥 异性电荷相吸- - - - -+ + + + +- - - - - - - - -b. ESD Electrostatic discharge(静电放电) 在日常生活中,可以从以下多方面感觉得到静电 - 闪电 - 冬天在地毯上行走以及接触把手時的触电感 - 在冬天穿衣时所产生的辟啪

4、声 这些都似乎对我们沒有影响,但它对电子元件及电子线路板有很大的冲击.静电产生的原理杭 州 优 迈 科 技第6页，共21页。1.4 能摩擦起电的物质: 人体的手、毛发、毛皮、塑料、丝绸、橡膠、木头、棉花、泡沫、玻璃、金属等.1.5 摩擦起电于湿气的关系: 同样的两种物质在不同的湿度下摩擦: 静电电压随湿度的增大而减小. 如在地毯上行走:静电电压于湿度的关系 35000V(RH10%) 15000V(RH30%) 7500V(RH50%)1.6 湿度过高带来的问题: 人体不适,金属生锈.高精度设备失去精度.杭 州 优 迈 科 技静电产生的原理第7页，共21页。1.1 对静电敏感的元件有:a.IC

5、 & BGAb.有IC的PWBAc.晶体管d.有IC的电子组合品e.IGBT等电子模块+ + -+ + -* PWBA上的 经典敏感元件二)静电敏感元件杭 州 优 迈 科 技第8页，共21页。 静电的危害:静电犹如一颗定时炸弹,随时危机到产品的安全 返工增加(增加成本). 质量下降. 客户的不良率增高(客户的抱怨增加) 破坏公司声誉 公司的收入降低甚至失去定单 资料由Semocoductor Reliability提供(March,1993)三)静电的危害杭 州 优 迈 科 技第9页，共21页。 1)环境空气的相对温度是如何影响ESD的？ 相对湿度（RH）对表面积累电荷的性能产生直接影响。相对

6、湿度越高，零部件储存电荷的时间就越短，表面电荷减小（因为相对湿度增加）的方式可通过复合或传导，当相对湿度增加，空气的电导率也随之增加。但即使是在100%相对湿度时，电荷泄放速率的增加也不能取代适当的ESD 控制操作规程 .2)相对温度的百分比是需控制在某一特定值？如何才能决定这一数值呢？ 在空气逐渐干燥时（相对温度的百分比减小），产生静电的能力变化是确定且明显的。在相对湿度10%（很干燥的空气）时，在地毯上行走时，就能产生35kV 的电荷，但在相对湿度55%时将锐减至7.5kV。工作环境的相对湿度的最佳范围在25%50%。一些清洁场所一般要求相对湿度在50%，由于存在对腐蚀和湿度的影响较敏感的

7、器件， 其他环境需要较低的相对湿度。在最佳湿度范围检验设备及 ESD 抑制产品，有些ESD 抑制产品是与湿度有关的。四)静电防护问答第10页，共21页。3)测试防静电腕时有没有最低要求，而且最低或更合理的要求是什么？ 在测试防静电腕时没有预先规定的最低要求,但一个非常好的经验是：在你每次戴上防 静电腕或开始另一件工作时都对它进行测试,测试频度取决于你全力保护的ESD敏感设备,如果该设备相当昂贵并由一位操作者控制,经常的监视器是必要的,但如果该设备不是特别 敏感且相对价格较低,那么定期的测试就足够了,在测试防静电腕时有几件你应查看的事情:确信防静电腕与手腕密切接触;导电纤维或金属/导电物质紧贴着

8、皮肤;金属扣环上的按扣 很合适,线圈端的揿钮接头应很好地扎紧,香蕉插头弹簧弹性好，与香蕉插头塞孔接触紧密,其他应查看的事情是：线圈中的间歇中断(通常在末端,脏物,油和熔接在带子里面的外壳(这将降低带子的导电性能),对线圈中金属扣环上的按扣施1-5 磅的张力是安全的.四)静电防护问答第11页，共21页。 4)要是采取了所有其他的ESD 预防措施,戴防静电腕还有必要吗?地（脚）带，罩衫、地板消耗材料、接地板等），如是，为什么？ 如果操作者在导电地板上穿两只防静电鞋且不同时抬起两只脚跟，那么，防静电腕就不要了，如果操作者也穿罩衫，但不与身体或者地电气连接，这样罩衫仅有部分保护功能，其上积累的电荷可能

9、没有地方释放，普遍的罩衫接地办法是：用一线绳系一按扣于罩衫的腰部，或者用一防静电腕扣至ESD 罩衫的内部袖口上. 5)我们每周都要检查ESD工作台面以确保它正确地的通过1M 电阻接地。在 ESD（硬 地）与导电工作面接地（软地）间电阻读数不稳定的一般原因是 什么？ 电源地（ESD 地）与导电工作台面之间电阻读数不稳定的一个原因是地电流.如脚垫多 点接地，则可能有地电流流过，这就会使欧姆表读数出错.其他可能的原因还有：仪表电池 电压过低，仪表交流电源与正在测量的地之间的地环路等，最好切断仪器电源插头中的地线,一些数字仪表对其周围磁场或强电场是敏感的，在测量时注意检查电源分布电缆,EMI 源等,尽

10、量在屏蔽区域内反复多测几次，以弄清问题是否已排除。 四)静电防护问答第12页，共21页。6)有些带有防静电腕的ESD工作台可以直接接地,而另一些则需先引至ESD 台垫(在 对角),然后通过一电阻接地,哪个正确？ 两者都未必正确，因为这取决于直接接地的防静电腕和工作台垫的电势，对ESD 安全台 而言，接地的概念是使所有导体均处于同一电位,这样就使两导体间的电位差降至最小. 由 于电源地与大地总是在控制区内,因此是最方便的连接点。如果防静电腕及ESD 台垫均接至 同一接地点,那么它们电位相同，是正确的安装方式。防静电腕首先连到ESD 台垫然后穿 过台垫，再从台垫对角穿出，最后接地，这样连接，台垫至

11、地附加的串联阻抗（电阻或电 容），有时，操作者可以与接地的台式设备或位于台垫上的ESD 敏感设备处于不同的电位四)静电防护问答第13页，共21页。4.1 静电防护原则: 4.1.1 安装静电敏感元件时,在静电安全区域內安装,同时作业人员做好防静电措施. 4.2.2 用静电屏蔽容器运送及存放静电敏感元件及线路板. 4.3.3 做好工作场所接地系统,定期检测所安装的静电防护系统是 否有效. 4.3.3 对静电敏感材料存储区域,及工作区域保持一定的空气湿度4.2 静电防护的措施 帶电体通接接地可使电荷释放到大地. 对静电敏感的元件不要接触和靠近能产生静电的物体. 消除静电产生根源 使静电安全释放.

12、对静电敏感的元件使用防静电材料包裝. 四)静电防护措施杭 州 优 迈 科 技第14页，共21页。4.3 材料按导电特性分类 导体-电子可以自由移动. 表面阻抗100MM ohm 四)静电防护措施杭 州 优 迈 科 技第15页，共21页。4. 4 静电防护的范围 人体: a.为保护静电敏感元件,在人接触静电敏感元件时要: 穿防静电衣,戴防静电手环,戴防静电手套, 戴防静电脚帶 穿防静电鞋 b. 要每日点检以下防护用具和人体的阻抗: 防静电手环(0.7510Mohm) 防静电脚带(0.75100Mohm) 防静电鞋(0.135Mohm) c.进入工厂时要用静电消除器消除人体所帶的静电 d.出现异常

13、时,应及时分析原因並采取相应措施.四)静电防护措施杭 州 优 迈 科 技第16页，共21页。机器、设备、工裝、治具、工具 a.加工帶有静电敏感元件的产品时,帶有电源的机器、设备需要有效接地. b.地面防静电材料. c.与静电敏感元件有接触的工裝、治具、架子、容器、工作台面要铺设 防静电材料才能放置或安裝静电敏感元件. d.烙铁头的接地电阻不大于20 ohm. e.运输物流设备的表面要铺设防静电材料,並且做好要接地措施. g.对取静电敏感元件所使用的工具要用防静电的材料制成. h.在工裝、治具、夾具表面喷洒防静电液清除其表面的静电. i.放置静电敏感元件的容器必須是防静电材料或进行静电屏蔽. j

14、.传送静电敏感元件的组合品的传送帶使用防静电材料作成.五)静电防护措施杭 州 优 迈 科 技第17页，共21页。 防静电材料制成的用具表面阻抗 a.防静电手环:表面阻抗:1+/-20% M ohm b.防静电脚帶:表面阻抗: 1+/-20% M ohm c.防静电鞋:表面阻抗: 0.1M100M ohm d.防静电席:上表面:1M1000M ohm,下表面:0.01M1M ohm e.防静电周转架:表面阻抗: 1k1M ohm f.防静电周转箱:表面阻抗: 1K1M ohm g.防静电砖:表面阻抗: 0.010.1 M ohm h.防静电包裝袋:表面阻抗: 10k1000k M ohm i.防静电镊子:表面阻抗: 0.0110M