静电防护教材课件

静电防护培训教材目录一、静电产生及对电子生产制造业的不良影响二、静电防护原理三、电子生产使用环境中的防静电系统构成四、静电敏感器件生产与操作系统管理五、电子产品制造与应用系统防静电检测ESD培训教材一、静电产生及对电子生产制造业的不良影响1、静电的产生与静电效应通常任何物体所带的正负电荷是等量的，当与其他物体发生摩擦、接触，并由于机械作用分离时，因两种物体摩擦起电的序列不同。在一种物体上积聚正电荷，另种物体则积聚负电荷，在各物体上产生静电，并在外部形成静电场。ESD培训教材等量异种电荷失去电子带正电获得电子带负电演示说明静电序列：1、人手10、硬橡胶2、玻璃11、醋酸人造纤维3、人发12、聚酯4、尼龙13、明胶5、毛皮14、聚氨酯6、丝绸15、聚乙烯7、纸16、硅8、棉布17、聚四氟乙烯9、木板＋－摩擦ESD培训教材静电对电子生产制造业的危害甚大2、静电对电子生产制造业的危害（1）吸附尘埃：（2）静电放电：静电放电可使集成电路芯片介质击穿，芯线熔断，漏电流增大加速老化，电性能参数改变等等。静电放电对芯片损坏具有潜在和缓慢失效性，这种情况危害性较大静电吸附尘埃对微电子生产业影响很大，在现代大规模集成电路（LSI)生产中，芯片的线宽已达到0.1微米。如果其产生静电则对几~几十微米的尘埃吸附作用明显。一颗直径几微米尘埃吸附在芯片上，即可造成几十根芯线之间的绝缘强度降低，造成短路使芯片损坏。（3）静电感应：静电感应不但具有静电放电的危害性，而其感应放电产生的宽频带干扰客队计算机和电电品数字电路发生翻转效应或导致仪器运行失常。静电放电对元器件损害的耦合途径静电对电子生产制造业的危害甚大图1-3：ESD耦合途径ESD培训教材（4）静电对电子工业造成损害的典型事例

全世界在上世纪八十年代因静电造成飞机、油船、化工厂、油库发生声爆炸或者燃烧所造成的年损失近二百亿美元。而在电子行业对元器件造成的损失更大，原因在于爆炸事件往往能够引起有关方面的注意，而静电造成电子器件损坏往往不会对人们造成危害，同时不易被人察觉。因此从某种意义看，电子行业的静电问题更具有危害性。1、日本曾对不合格的电子产品进行过解析。发现器件不合格的45%是由静电造成的。美国也曾在上世纪80年代初作过统计，它的电子工业每年由于静电造成的损失高达100亿美元。英国经过数年调查了解到，该国上世纪七、八十年代的电子产品，每年因静电造成的损失为20亿英镑。2、航天部门北京某所实验室在1992年初组装调试我国“资源卫星”上使用的一种仪器时，因人体静电放电导致2只价值6000美元的进口并遭禁运的CCD器件（一种MOS器件）失效，几乎影响卫星的发射进程。3、航天部门北京某厂在生产一种“长征三号火箭”用仪器时，因进口MOS门电路CT30，用不防静电的塑料包装封装，短短不到两年时间因静电导致器件失效损失达30万人民币以上。4、西欧一家著名电视机制造厂在七十年代每日生产1000部电视机。在生产制造方面，生产总故障率中的60%是静电引起的，每年要付出近千万美元的赔偿保证金。1979年由一家日本公司接收后，采用高标准的品质管理和防静电措施，每日生产2000部电视机只有总的累积故障率中的2%是静电引起的。静电对电子生产制造业的危害甚大ESD培训教材电子生产使用环境中的静电源ESD培训教材典型静电源塑料袋摩擦后所带的静电电压操作人员在工作时产生的静电电压在很多操作过程中，不产生静电是不可能的，但产生静电并非危险所在，危害在于静电积累以及由此产生的静电放电。因此对静电积累的限制和采取措施使静电泄漏(耗散)尤为重要。1、静电耗散与接地将各种操作运行过程中产生的静电迅速耗散是防止静电危害行之有效的方法。静电耗散是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(包括各种工装夹具和制品)而改用防静电材料制备并使之接地来完成的。防静电材料又叫ESD防护材料，从防静电原理方面可以将其分为三类：导静电、静电耗散、静电屏蔽耗散复合类。（三种材料是通过导电性加以区分的，根据电阻率的不同来区分材料的导电性。）通常静电耗散材料制备的防静电用品(用具)，使用在工作环境中有220V、380V交流强电或直流强电，能对操作人员提供安全保护。而导静电材料用于没有强电的情况下，火工和有防爆要求的场合。电子工业静电接地有软接地和硬接地之分，软接地是指地线串接阻值比较高的电阻器后再与大地相连。软接地的目的在于将对地电流限制在人身安全范围之下(通常是5毫安)。软接地所需要的电阻值大小取决于靠近接地点的人员可能接触到的交直流电压值。很多标准将软接地电阻值规定为1兆欧姆。硬接地是指将地线直接接地或通过一低电阻接地。一般情况，硬接地用于静电屏蔽或仪器设备，金属体的接地。ESD培训教材二、静电防护原理静电防护原理2、静电中和静电中和是消除静电的重要措施之一。在某些场合，当不便使用ESD防护材料时，或必须将某些高绝缘易产生静电的用品存放在工作台或工艺线上时，为了保证产品质量就必须对操作环境采取静电中和措施。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。静电中和原：将正负离子与静电源上的正负电荷中和，从而消除静电源上积累的静电。产生正负离子的装置叫离子静电消除器，其种类很多，有高压式，同位素式，离子流式等。静电中和也可采用静电刷（静电梳）来实现，他是在金属棒上装上一排导电纤维。当静电刷与绝缘物相接触时，在接触过程中，可因电晕放电，泄漏，短路等直接消除绝缘物上的静电荷。在某些特殊情况下，还可采用放静电剂来实点中和。这类喷剂通常是阳离子或阴离子表面活性剂。上述几种静电中和的相後比较，离子静电消除器具有不影响产品质量，消除静电快，使用方便等特点不足之处是仪器成本较高。防静电剂的使用虽然具备操做简单等特点但从消除静电效果来说，在某些情况不如离子静电消除器效果好，而且持性不好。有的防静电剂具有腐蚀性和毒性。ESD培训教材ESD培训教材静电防护原理为对静电达到最佳的控制，必须使温度保持在60%~70%以上。在电子工业，提高温度这种方法不能广泛应用，因为湿度过高会使工作人员感应不舒适，而且会使设备生锈和材料受到损害。5、ESDS器件保护网络的设置对ESDS器件设置保护网络，是防止器件损害的有效手段之一。目前国内外已研制出多种保护网络。这些网络提供的防护ESD电压以达800伏，而在某些MOS器件的保护网络可达4000伏以上。保护网络往往由中等或在一定程度上敏感的ESDS器件构成。需要指出的是，保护网络可以降低器件对ESD的敏感性但不能彻底消除。这种设置主要是从器件和混合集成电路的保护网络设计以及ESDS组件保护网络设计的角度来降低静电对其造成的破坏。ESD培训教材三、电子生产、使用环境中的防静电系统构成微电子生产与使用环境中的防静电系统大体分为硬件部分和软件管理部分，在实际工作中忽略任何一个方面或者是一个环节，都有可能导致静电防护的失败或效果不显著。1、防静电系统构成的基本要求作为一个静电防护有效的系统，主要由下列方面组成。（1）硬件部分：①人体静电防护用品：防静电工作服，防静电鞋，手腕带，手套(指套)，帽子，袜子。②防静电物流传递用品：防静电包装（盒、箱、托盘等），填材料（泡沫塑料、发泡材料）。运转车、周转器具、存放巨（架）、传输带等。③防静电地坪：地平可以是很多种类型，像PVC地板砖、高架防静电活动地板、环氟树脂类、橡胶（塑）地面、水泥类等。④防静电操作系统：工作台、工作椅、工具类（电烙铁、吸锡器、分路棒、维修工具、ＥＳＤ防护夹具）等。⑤防静电接地：防静电独立接地系统和其它几种接地共用系统。⑥环境控制系统：温度和湿度控制设备、环境洁净度控制系统。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、静电消除刷等）、防静电剂（喷剂、蜡、胶等）。这类用品配置或使用并不是必须的，根据实际需要来确定。⑨静电测量（监控）系统：静电电压（量）表、高阻测试仪、静电衰减时间测试仪、静电屏蔽性能测试仪、接地电阻测试仪等、配套的测试用具和各种电极。（２）软件部分:①软件大纲与人员培训；②放静电工艺和设计文件；③有关防静电转业标准；④规章制度和操作规程；⑤完整质量保证体系（包括检查和试验)；⑥各种防静电警示标签；⑦贮存和运输要求。2、防静电装备(产品)与防静电工作区（1）防静电工作区(EPA)定义配备各种防静电设备和器材,能限制静电电位，具有确定边界和专门标记的适于从事静电防护操作的场所叫防静电工作区。凡是操作或生产静电放电敏感电子产品(元器件)的场所，都应视为防静电工作区。在该区域内无论是硬件还是软件管理都应符合前述的防静电系统构成的要求同时在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±100伏（A级），或者不超过±1000伏（B级）。电子生产、使用环境中的防静电系统构成ESD培训教材③防静电腕带和脚带操作ＥＳＤＳ器件的人都应使用防静电腕带和脚带，腕带和脚带的作用是迅速将人体电荷泄漏到大地。一般的防静电腕带由带扣、带子和接地连接线组成，带扣、带子和接地连接线具有良好的电气接触。为了保证操作人员安全，通常在腕带的接地连接线上串有一只１兆欧电阻，以限制人体触电时流过的电流不大于５毫安。使用腕带时，要保证腕带和人手腕、接地连接线和地线良好的接触。脚带和防静电鞋的作用相同故不作介绍了。④防护指套操作ＥＳＤ的器件的人所使用的指套，是用加入抗静电剂的乳胶制成，所以预防ＥＳＤＳ器件因不等电位造成损坏。指套的表面和体积电阻应抵于１×１０欧。⑤防静电袜子防静电袜子是在袜低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１×１０欧。⑥工作帽制作帽子材料和工作服一样，不仅用于防静电，而且具有防止操作人员头部尘埃，毛发掉落ＥＳＤＳ器件的防尘作用。ESD培训教材电子生产、使用环境中的防静电系统构成⑦防静电包装（袋、周转箱、托盘、盒、泡沫填充物、发泡材料）防静电包装种类繁多，有二十多种。其大多是用防静电改性的高分子材料制作，像聚乙烯（PE）、ABS、玻璃钢、聚丙烯（PC）等。静电敏感器件的存放，运输必须使用防静电包装。防静电包装对ESDS器件提供等电位作用，并对ESDS器件绝缘表面的静电起泄漏和耗散的作用。⑧运转车、存放柜（架）、传输带运转车和存放柜结构为金属架。台面为静电耗散材料制备并和金属架有良好的电器连接。小车车轮和存放柜支脚用导电橡胶制作。传输带采用防静电橡胶制作，并和接地地坪主要作用是耗散人体和防静电装备的静电。地面一般设置接地网络，并和防静电接地相连接。⑨防静电地坪

防静电区域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、橡胶（塑）、ＰＶＣ地板块、环氧树脂、高架活动地板（铝制、钢质、木质等）。防静电地坪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，并和防静电接地相连接。⑩工作台、工作椅ESD培训教材电子生产、使用环境中的防静电系统构成ESD培训教材⑾防静电工具类防静点电烙铁、吸锡器、维修工具（镊子、钳子、夹具、剪子、螺丝刀、线夹、分路棒等。用非铁磁性的静电耗散材料制作，用于静电耗散防止静电放电。⑿防静电接地一般情况下防静电接地应与下列防静电设备（用品）和设备相连接：防静电地坪；工作台；存放柜（架）；手腕带、波峰焊机；微电子装联设备；喷雾清洗油漆喷砂设备；焊接设备；湿箱；高压设备；专用测试设备。⒀环境控制系统在防静电工作区内，应有环境和湿度控制设备，使环境温度控制在２０℃～２５℃左右，湿度ＲＨ５０％～７５左右，以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ＥＳＤ器件生产组装车间配制风淋室和空气净化系统，使生产环境达到相应的净化级别。电子生产、使用环境中的防静电系统构成粒/立方米表中的“×”号后面的数字为每立方米空气中的粒子数微电子生产使用环境中防静电装备基本配置要求ESD培训教材注：●表示必须配置项目○表示需要时配置项目或局部区域配置项目防静电装备（用品）图示ESD培训教材ESD培训教材防静电装备（用品）图示3、防静电接地及与其它几种接地的关系（1）几种接地的概念①保护接地保护接地，就是将电气设备不带电的金属部分以接地体之间作良好的金属连接。ESD培训教材②工作接地将电力系统中的某一点（通常是中性点）直接或经特殊设备（如消弧线圈、阻抗、电阻）与大地作金属连接，称为工作接地。防静电接地及与其它几种接地的关系ESD培训教材③重复接地

在有重复接地的低压供电系统中，当发生接地短路时，能降低零线的对地电压；当零线发生断路时，能使故障程度减低；对照线路能避免因零线电线又同时发生某相碰壳时而引起的烧毁灯泡等事故。④中性点，零线和中性线、零线

发电机、变压器和电动机的三相绕线组成的星形连接的公共点称为中性点。如果三相绕组平衡。由中性点到各相外部接线端子间的电压绝对值必须相等。如果中性点是接地的。则该点又称为零点。中性点引出的导线称为中性线；零线引出的导线称为零线。⑤防雷接地

为雷电流迅速导入大地以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。⑥静电接地

将静电物体或有可能产生静电的物体（非绝缘体）通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫静电接地。静电接地电阻一般不大于10欧姆1、防静电工艺及其要求（1）防静电方法的选择与工艺要求①固定岗位范畴ⅰSSD整形岗位如IC引脚校正；ⅱIC装（插）入印制板操作岗位；ⅲ人工焊接SSD或焊接印制板岗位；ⅳPCB装入整机操作岗位；ⅴPCB人工检测岗位；ⅵPCB诊断与修理岗位；ⅶSSD预处理岗位，如PROM写、擦、信息保护处理；ⅷ其它形式的永久性或临时性固定岗位。②区域要装统一的接地母线ESD培训教材四、静电敏感器件生产与操作系统的管理举例说明：静电敏感器件再进厂检验中静电防护及要求1、识别防静电标签、标志。2、识别静电保护包装。3、检验过程中SSD包装不能做任何更改4、SSD的测试应在静电安全区进行。5、在检测SSD时，人身应先放电，并且手持SSD两端，严禁人手触及空悬的输入端。6、测试SSD时应取一块、测一块、放一块，不要堆在桌子上。7、加电测试时不要插入和拔出器件8、应遵循加电顺序静电敏感器件生产与操作系统的管理ESD培训教材2、防静电系统质量管理与企业ESD培训质量管理的主要内容和质保体系有：⑴静电分析①产品分析②环境静电源分析⑵产品的静电防护性能设计①设计文件②工艺文件③标准化⑶工程设计的内容①根据生产环境分析资料和产品的防静电特性，确定防静电方案及保护途径。②依据工艺方法及要求，选择静电防护器材和静电监测与检测仪器，风别列出清单并推荐生产厂家③工程的验收：防静电工程底竣工验收，一般要达到如下表标准；防静电安全作业区或生产线应具有明显的静电区域界线和警示标志工程安装全部满足图纸要求静电防护手段具有监控功能工程工艺性好，具有可使用性并且较方便技术方法和实施指导文件完整，具有可行性操作管理人员具有培训考核资料具有管理条例静电敏感器件生产与操作系统的管理ESD培训教材（4）防静电管理是企业管理的重要内容①防静电控制方面的企业标准。②防静电守则。③关于防静电职能的规定。④关于防静电防护器材的供应与管理方法。（5）全员培训考核静电敏感器件生产与操作系统的管理ESD培训教材ESD培训教材静电敏感器件生产与操作系统的管理⑤生产过程中各主要环节的防静电要求