ESD原理介绍的资料

ESD原理介绍的资料第1页/共56页目录第一章前言第二章ESD基本知识第三章ESD防护的基本技术手段第四章工厂ESD防护及EPA区域操作规范第五章常见的不符合静电控制规范的实例第六章结束语第2页/共56页前言

美国每年应静电放电致使半导体器件损坏的损失达100亿dollar，英国20亿dollar，日本70%微电子产品报废是因为静电放电而造成。第3页/共56页第二章、ESD基本知识—定义ESD（ElectrostaticDischarge）中文含义：静电放电静电：静止未流动的电荷。能够长时间停留在某些物料上。

放电:当两个带不同静电电位的物件相互接近到某程度或接触时，静电从一个物件突然流放到另一物件上的现象。EPA（ElectrostaticProtectiveArea）中文含义:能提供静电保护的区域第4页/共56页静电的产生静电产生的根本,质子和电子的不平衡第5页/共56页静电的产生途径接触分离；摩擦；剥离；断裂；传导；感应；其他：热电、光电、压电；第6页/共56页静电的产生++++++接触分离带电第7页/共56页静电的产生摩擦带电第8页/共56页静电的产生+++轮子轴皮带+++物质原有的电荷平衡被打破，两边带上相反的电荷剥离带电第9页/共56页静电的产生物体断裂成后，各部分会带上不同的电荷断裂带电第10页/共56页静电的产生一个不带电的物体接触带电的物体会通过传导带上相同的电荷传导带电第11页/共56页静电的产生++++++++接近静电传递+++接地++++++++++离开感应带电往往会让电子器件带电，从而造成损坏感应带电第12页/共56页静电的产生思考我们的日常操作中有哪些动作会产生静电?第13页/共56页静电的产生人的活动:走路,撕保护膜,取放物品,移动的设备:推车,传送带,使用不防静电的物品:塑料制品,透明胶带

---------还有?答案第14页/共56页常见静电放电现象雷电：电压高达数亿伏；干燥环境下的静电电击：电压可达数千伏；冬天晚上脱毛衣时“啪啪”声绝大多数的静电放电是我们看不到的常见静电放电现象第15页/共56页常见动作静电压See5000VHear4500VTouch3000VComponentDamage15-30V人体能够感觉到静电时一般电压超过2000V。静电不易感知的原因：电量小，放电时间短

操作人体静电位(KV)相对湿度20%相对湿度80%在聚乙烯地面行走120.25合成纤维地毯上行走351.5坐在泡沫填充的椅子上181.5拿起聚乙烯塑袋200.6在普通工作台上滑动塑料盒181.5移除PC板上的透明胶帶121.5使用真空吸錫器81第16页/共56页静电放电特点高电位：可达数万至数十万伏，操作时常达数百至数千（人通常对3.5KV以下静电不易感觉到）。低电量：静电流多为微安级（尖端瞬间放电例外）。作用时间短：微秒级。受环境影响大：特别是湿度，湿度上升则静电积累减少，静电压下降。第17页/共56页静电放电危害静电的产生在工业生产中是不可避免的，其造成的危害主要可归结为以下两种机理：其一：静电放电（ESD）造成的危害：（1）引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰。（2）击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件老化，降低生产成品率。（3）高压静电放电造成电击，危及人身安全。（4）在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。其二：静电引力（ESA）造成的危害：（1）电子工业：吸附灰尘，造成集成电路和半导体元件的污染，大大降低成品率。第18页/共56页静电放电危害（2）胶片和塑料工业：使胶片或薄膜收卷不齐；胶片、CD塑盘沾染灰尘，影响品质。（3）造纸印刷工业：纸张收卷不齐，套印不准，吸污严重，甚至纸张黏结，影响生产。（4）纺织工业：造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。第19页/共56页静电放电危害第20页/共56页静电放电危害第21页/共56页静电放电危害第22页/共56页静电放电危害第23页/共56页静电放电危害器件静电损伤少部分能够在产品出厂前得到检验控制，大部分流入市场用户，降低产品质量和寿命，导致数量级增加维护成本，降低信誉！

特别是无线产品中射频器件，传输产品中的高速器件多次我受静电损伤，严重影响产品的可靠性（可造成火箭或卫星发射失败，1967年7月29日美国Forrestal航空母舰上一架A4飞机上的导弹突然点火，造成7200万美元损失，并造成134人伤亡，调查结果为导弹屏蔽接头不合格，静电引起着火，1969年底在不到一个月时间内荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时产生的静电相继引起爆炸…ESD失效带来的影响：

对内：金钱、时间不可估量

对外：信誉、用户服务、顾客满意度

第24页/共56页第三章、ESD防护的基本技术手段静电缺乏管控的原因分析人体能感觉出静电存在的水平为2,000~4,000v，但有些敏感器件只须<100v便能被损坏大部分的静电破坏是潜在的，并不能够被马上识别出静电破坏现象有较差的重复性,并且不容易模拟找出静电破坏的证据和根源一般相当不容易，而且成本可能很高缺乏培训和对问题的重视How…?第25页/共56页第三章、ESD防护的基本技术手段等电位接地中和静电场屏蔽湿度控制材料选择和工艺控制减少或避免静电产生敏感器件的标注保护电路和结构设计提高抗静电能力第26页/共56页第三章、ESD防护的基本技术手段基本原理：让可能接触敏感器件的所有表面处于等电位状态，避免静电放电发生。做法:台垫、手腕带等通过并联到公共接地点，再连接到地线上等电位：第27页/共56页第三章、ESD防护的基本技术手段接地：基本原理：将静电通过接地线或接地装置传导泄放到大地做法：人体佩戴手腕带，并接入ESD接地系统穿防静电鞋周转车用铁链接地非不锈钢防静电椅用铁链接地第28页/共56页第三章、ESD防护的基本技术手段基本原理：绝缘体往往是易产生静电，对绝缘体静电的消除，用接地方法是无效的，通常采用的方法是离子中和（部分采用屏蔽），即在工作环境中用离子风机等，提供一等电位的工作区域。

中和（离子化）：小型定点目标风机做法：离子风机、离子风枪、离子棒第29页/共56页第三章、ESD防护的基本技术手段静电场屏蔽：基本原理：屏蔽静电场阻隔静电放电电流通过敏感器件做法：使用屏蔽袋、屏蔽纸使用防静电包装、静电筐袋并密闭第30页/共56页第三章、ESD防护的基本技术手段湿度控制：做法：控制湿度推荐在30～80%湿度在上述范围内越大越好基本原理：增加湿度减少静电的产生，降低摩擦电压操作人体静电位(KV)相对湿度20%相对湿度80%在聚乙烯地面行走120.25合成纤维地毯上行走351.5坐在泡沫填充的椅子上181.5拿起聚乙烯塑袋200.6在普通工作台上滑动塑料盒181.5移除PC板上的透明胶帶121.5使用真空吸錫器81第31页/共56页第三章、ESD防护的基本技术手段材料选择和工艺控制降低静电的产生：基本原理：通过选择适当的材料，减少静电材料表面光洁，减少静电做法：使用抗静电材料。如：低带电性材料、静电耗散材料使用抗静电剂第32页/共56页第四章、ESD防护及EPA区域操作规范

ESD标志和标注ESDS器件警示标志ESDS保护标志

共同接地点标志第33页/共56页第四章、ESD防护及EPA区域操作规范

敏感元器件清单：敏感器件类型耐静电压值范围防护等级（HBM）IC1000~2000VClass1BTFTPanel（薄膜晶体管）2000~4000VClass1COLED（发光二极管）8000VClass3A二极管6000~9990VClass3A三级管1000~5000VClass1B灯芯及带有灯芯的背光源500~2000VClass1ADSP（数字信号处理器）2000VClass1C场效应管（MOS管）500~2000VClass1ALCD（液晶显示屏）

1500V~8000VClass1B带敏感元器件的FPC、PCB按所用的敏感元器件的最高等级定义第34页/共56页第四章、ESD防护及EPA区域操作规范

结论：LCM厂的防护级别是1A（＜500V）LCD厂的防护级别是1B~3A（1500V~8000V）意味着EPA区域中不能有超过防护等级的静电源敏感元器件只有在规定的电压值之下才能使安全的我们要采取完整有效的静电防护措施才能保护我们的产品免受ESD损伤……现场有很多潜在的静电源，怎么办？第35页/共56页第四章、ESD防护及EPA区域操作规范

EPA区绝缘材料评估表（手指套摩擦）材料摩擦电压（伏）---4次测试结果说明油性笔16015090110可用签字笔10102010可用圆珠笔801208070可用LCD清洁垫块20301020可用计算器100010可用酒精用涂改液01000可用过塑纸60503080可用菲林卡10010012090可用焊锡丝架30205040可用普通纸张、纸箱30203050可用评估吧第36页/共56页第四章、ESD防护及EPA区域操作规范

EPA区域中操作规范1.穿戴合格的防静电用品：防静电服、防静电鞋、防静电手腕带，为目前行业中最常见也是最重要的防护措施，每次进入EPA都进行手腕带和鞋的检测并通过检测并记录后方可进入，不合格反馈工艺员不可两只脚同时测试手腕需紧贴皮肤，不要套在衣服或手套上第37页/共56页第四章、ESD防护及EPA区域操作规范

EPA区域中操作规范

2.防静电区的工作人员有权有义务监督外来人员按照要求进入EPA，对于不符合要求的人员，可以拒绝其进入。3.作业前，先目视检查工作台台垫上的接地线（螺旋线、鳄鱼夹）是否有脱落，必须保证接地良好第38页/共56页第四章、ESD防护及EPA区域操作规范

EPA区域中操作规范

4.静电敏感器件打开包装的操作只能在EPA中进行。未知ESD敏感度的器件当敏感器件处理。5.在EPA区域内:搬运ESD敏感器件时，必须使用防静电的包装容器，例如：防静电吸塑盘、防静电周转箱、防静电泡沫盒等。离开EPA区域时：敏感器件必须用防静电周转箱或吸塑盘等容器搬运，

并且要加盖搬运第39页/共56页第四章、ESD防护及EPA区域操作规范

EPA区域中操作规范

6.存放在货架、地板上的静电敏感器件，须使用密闭的防静电包装容器。若是使用防静电吸塑盘、防静电周转箱、防静电泡沫盒等包装容器，必须加盖存放。若产品放置在铺有防静电台垫并接地的货架上，可以不用加盖

7.使用离子风机的工作台，必须先开离子风机再进行操作，工作完毕后再关离子风机。在工作中不可随意关闭离子风机或调小风量。第40页/共56页第四章、ESD防护及EPA区域操作规范

EPA区域中操作规范8.桌面保持清洁，不必要的物品一律移出EPA（除了上述评估表中的物品外）。不可避免的绝缘材料要放入屏蔽袋带入EPA区域或远离敏感器件30厘米以上，如：过塑文件、过塑流程单等。9.作业时撕下来的各种保护膜，必须马上放在防静电小黑盒里，不能放在工作台面。撕膜动作一定要在离子风机下进行。第41页/共56页第五章、常见的不符合静电控制规范的实例这是一种常见现象：用防静电屏蔽袋装着的和没装的单板放在一块，再将不防静电的白色泡沫放在里面，而且单板有横有竖，这样不但静电损伤器件，而且容易将一些器件碰掉。第42页/共56页第五章、常见的不符合静电控制规范的实例特别注意：白色气泡袋不防静电，而且还会产生很高的静电，对单板存在很大的静电隐患。第43页/共56页第五章、常见的不符合静电控制规范的实例没拆包装的拉手条经常放置在裸露单板附近，造成ESD遗患。第44页/共56页第五章、常见的不符合静电控制规范的实例如果防静电桌垫已接地，单板可以直接放在上面，但单板上面的文件夹和窗帘都可以产生很高的静电，放在单板上直接与元器件接触很容易损坏器件。第45页/共56页第五章、常见的不符合静电控制规范的实例由于纸是一种特殊的材料，只有湿度一定的范围时它才是静电耗散材料，所以单板不能放在纸箱上面，更何况放在纸箱上的胶带上面是万万不可的。第46页/共56页第五章、常见的不符合静电控制规范的实例单板不能放在不防静电的椅子上。第47页/共56页第五章、常见的不符合静电控制规范的实例黄色不防静电胶带粘贴在防静电工作台上，当在