ESD教育训练讲义课件

电子车间培训教材静电防护知识培训讲师：曾繁琼2008-10-6

训练教学大纲1.静电放电(ESD)介绍2.ESD防制之目的3.ESD基本知识介绍4.ESD防制之设备仪器介绍与使用5.ESD防制基本作业规范1.静电放电(ESD)介绍静电

原因:摩擦、剥离、感应...原理:物质因失去或得到电子而带电

静电放电原因:电位不同物体间的电荷转移不一定伴随有电弧或火花发生摩擦生电与静电放电人体与地毯摩擦产生静电放电后人体电荷平衡人体经接地后放电剥离生电物质A(电荷平衡)接触

分离物质B(带负电荷)物质A(带正电荷)物质B(电荷平衡)感应生电—金属叶片验电器

静电放电模式

人体放电模式

(Human-BodyModel，HBM)

机器放电模式

(MachineModel，MM)

元件充电模式

(Charged-DeviceModel，CDM)人体放电模式(HBM)的ESD是指因人体在地上走动磨擦或其他因素在人体上已累积了静电，当此人去碰触到IC时，人体上的静电便经由IC的脚(pin)而进入IC内，再经由IC放电到地上去。此放电的过程会在短到几百毫微秒(ns,nanosecond,10-9sec)的时间内以数安培的瞬间放电电流，电流会把IC内的元件给烧毁

。机器放电模式(MM)的ESD是指机器(例如机器手臂)本身累积了静电，当此机器去碰触到IC时，该静电便经由IC的pin放电。因为大多数机器都是用金属制造的，其机器放电的等效电阻为0；由于机器放电模式的等效电阻为零，故其放电的过程更短，在几毫微秒到几十毫微秒之内会有数安培的瞬间放电电流产生，因此对元件的破坏力更大。

此放电模式(CDM)是指IC先因磨擦或其他因素而在IC内部累积了静电，但在静电积累的过程中IC并未受伤。此带有静电的IC在处理过程中，当其pin去碰触到接地面时，IC内部的静电便会经由pin自IC内部流出来，而造成了放电的现象。此种模式的放电时间更短，仅约几毫微秒之内，而且此放电现象更难以真实的被模拟

ESD三种模式比较

HBM与MM-->人体、机器或环境带电HBM是最古老且最常发生的模式，但并非最严重的

危害模式MM造成的故障与HBM类似，但电压却远低于HBM，速度亦较HBM快

CDM-->元件带电造成ESD故障的主要原因上升时间最快速，产生大电流，快速放电二.ESD防制之目的改善产品品质并减少及防制ESD对电子产品的埙坏。教育训练的施行，降低产品不良的发生与耗埙。改善客户产品埙害，增加产品可靠度。降低客户抱怨，提升信誉。三.ESD基本知识介绍影响静电电荷产生量的因素

相对湿度

物质材料

接触的面积

摩擦频率静电防治材料特征ConductiveMaterial导电材料

表面电阻率小于105/sq材料

(ESDADV1.0,MIL-263B,EIA-625)StaticDissipativeMaterial静电消散材料

表面电阻率至少为105

/sq且小于1012

/sq的材料

(ESDADV1.0,MIL-263B,EIA-625)Anti-StaticMaterial抗静电材料

--能抑制摩擦生电的材料--能抑制摩擦生电至200V以下的材料--抗静电材料并不需要量测其表面电阻率来决定其特征。

(JEDECSTANDARDNO.42)

接地系统主要目的：将静电防护设施接地，提供一个路径使静电消散材料、导电材料及个人接地设备在同一个电位上，减少ESDS元件受到破坏。人员安全防护：考虑人员碰触电源时，通过人体的电流。故接触人体的接地系统必须要有限流电阻(静电环)。ESDGround(SoftGround)静电放电接地能够使静电产生源(人或物)由此路径到接地的端点、排线、金属线或其他接地系统(EIA-625)Ground(HardGround)实接地藉由电子线路或特殊设备和大地(Earth)连接的导电接点，和大地间具零电位差

接地线用导体

接地用导体需要有足够的机械强度、耐腐蚀且不会发生断线之电线或金属导体

固定设备的接地用导体须用1.25mm2以上的600V级PVC绝缘电线，绝缘被覆采用绿色。(经济部工业局)移动设备的接地用导体须用1.25mm2以上的橡胶、人造橡胶或塑胶绝缘柔性(可绕)电线。移动及震动频繁设备的接地用导线需用1.25mm2以上绞线、网线。为容易发现断线，最好是未加绝缘的电源。使用链子做接地导体(搬运车)，应确定其不因腐蚀、生锈响导通情况，且不因其不连性而接触不良

1.接地断路警报器操作说明与校正、认证。

2.接地线接地是否良好,以“接地断路警报器”侦测结果为评判标准。3.警报器之安装位置必须在接地线末端。4.接地线必须以电木支撑固定,不可以其他导电物体固定或接触。5.工作桌面之接地线架设连接方式,如下图所示。

ESD接地方式建议规格接地断路报警器侦测点

报警器之安装位置必须在接地线末端接地源工作桌正确方式:接地线必须以电木支撑固定,不可以其它导电物体固定或接触。电木支撑固定基本法则

基本法则静电敏感零组件在任何情形下，其敏感之接脚或端点，亦不得直接碰触带静电量超过某一特定电压值(通常为50V)之表面。

电压抑制带电之电场强度分布，会因其附近的接地导体而快速减弱

基本法则的落实将工作区的所有导电物体接地，使其带电不超过50V。以静电压表确认工作区内的非导电物体所带电压不超过300V。

对策：屏蔽、离子风扇….如果静电场无法避免，应确保静电敏感零组件与带电之表面保持安全距离。四.ESD防制与设备仪器介绍与使用

表面阻抗测试器

静电压测试器

接断路报警系统

静电环测试器

静电环表面阻抗测试器功能:检测工作表面静电消散功能是否符合规范，以减少敏感元件受到ESD破坏效验频率:

1次/年操作歩骤:1.将测试设备置于欲量测之位置2.施以适当之压力3

按下绿色钮4.进行表面阻抗检测并记录读值静电压测试仪功能:检测环境&工作区域之静电压值

是否低于敏感材料规范校验频率:

1次/年检验条件:

检验人员须接地(例:佩戴

静电环或穿静电鞋…)操作步骤:1.按下“LO”键开启2.检查电源电力:按下“BATT“键荧幕显示700以上，表示电池电力足够3对地归零:侦测面对地面，按下“ZERO“键归零4.持续按下“ZERO“键，移至待测物距1英寸之距离(2.54公分)，进行静电压检测并记录读值5.若测试读值为“1”时，即判定检测物为高静电源功能:自动侦测AC电源极性及接地系统有无异常

确保作业人员和仪器的安全接地静电警报系统接地断路报警系统操作说明原理:利用AC电源之L,N,FG來作测试1.用AC电源之L(较短之孔)及FG线来测试生产在线电源极性是否正确，用ACPolarity氖灯来显示，会亮表示OK，不亮表示NG。2.用AC电源之FG线和生产线之地线来作测试是否断路。用氖灯及蜂鸣器来表示，亮绿灯及蜂鸣器不响表示OK，亮红灯及蜂鸣器会响表示NG。操作步骤:1.将测试接地仪器之接地端电线接至生产线之地线。2.插上AC电源，看接地仪器之AC氖灯是否会亮，会亮表示生产线之电源极性OK，不亮表示生产线之电源极性错误。3.将接地仪器上之电源开关打开，观察接地仪器上之氖灯及蜂鸣器，亮绿灯及蜂鸣器不响表示OK；亮红灯及蜂鸣器会响表示NG。校验测试程序:每日只要把接地仪器上接地测试端之电线拔离生产线之地线，接地仪器上之氖灯会亮红灯及蜂鸣器会响则表示接地仪器通过测试；如测试时红灯未亮或蜂鸣器未响，请通知MES测试人员维修。静电环测试器功能:检测作业员所戴之静电环功能是否正常可接受的范围750千欧姆至10百万欧姆)交验频率:

1次/年操作步骤:1.检查检测器接地线是否确实接地2.将静电环以正常操作程序佩戴3按下测试钮4.静电环功能：主要为防止HBM对于ESDS元件的破坏型式：念带式、金属、纺织品、松紧带式安全性：必须要有限流电阻(通常为1M,1/4W)来保护人体安全，接地线与静电环分离的拉力为1-5lb.

五.ESD防制作业规范

教育训练及认证各单位须有一固定之ESD负责人，并经过公司安排之教育训练与培训，负责安排每日的测试工作与记录，并作每月的自主检查。各单位视各自情况安排内部教育训练并应附有检定之记录。所有于静电安全工作区域作业之人员，均需通过教育训练及检定。

ESD管制标志及表示静电安全工作站须以黄底黑字显示静电注意标示，除非该工作站位于静电安全区域内。标示置放于静电安全工作站外，大小为距离1公尺处可清楚读取标示上之字体。所有放置ESD敏感元件之容器应于显而易见的位置贴上ESD静电防护标签。静电安全工作站之作业指导书应附有ESD静电防护标签。静电安全工作区域中无法避免之绝缘材料(OI架、资料夹…)时，应使用静电消散液覆盖其表面，并定期检测是否失效。

静电安全工作区未使用静电消散液电脑荧幕应予以接地屏蔽或使用离子风扇，平衡产生之电荷。在静电安全工作区外一公尺范围内，所有物体之静电压须小于100V。工作桌垫须确实接地并将每月之检测结果记录于桌垫后。导电地板区域内，台车须连结接地链(一般区域以接地线接地)，且台车各层桌垫须予以连结导通；装载未完成品之台车须予以适当之防静电遮蔽。导电地板之导电铜箔确实衔接厂务接地线，并每月进行不定点检测及记录；每三个月作清洗及打导电蜡之保养维护(若月检测未通过测试，即应进行维护工作)。所有人员进入静电安全工作区作业，应佩戴静电环并确实接地；每日定时检测并记录。作业人员进入无尘室须穿着静电鞋，且应每日检测并记录。作业人员进入静电安全工作区，应穿戴静电帽或防尘帽。静电衣经清洗后须检测并记录。永久性静电防护容器应符合规范，并应请厂商提供证明。

静电量测建议允收规范静电防护搬运箱(料盒)静电消散型

--外层阻抗值

between106and109/sq--内层阻抗值

between106and1012/sq--隔板阻抗值

between106and1012/sq导电型