ESD知识教育训练课件

SMTESDESD知識培訓教程SMTESDESD知識培訓教程1ESD教材大綱什麼是ESD靜電產生危害相關名詞以及模式靜電與IC靜電防護接地相關知識ESD教材大綱什麼是ESD2What’sESD？ESD(Electro-StaticDischarge,即静电释放)EMP(靜電放電所產生的電磁脈衝，頻譜寬度可達MHZ~GHZ)怎样能产生静电？1.摩擦电2.静电感应3.电容改变在日常生活中，可以从以下多方面感觉到静电—闪电—冬天在地垫上行走以及接触把手时的触电感—在冬天穿衣时所产生的噼啪声这些似乎对我们没有影响，但它对电子元件及电子线路板却有很大的冲击。What’sESD？ESD(Electro-Static3電子工廠中常見的靜電產生源人員:未接地地板:塑膠地板或環氧樹脂地板椅子:木質、塑膠、或纖維質衣服:尼龍、一般布料工作檯面:磨光、油漆、及上臘包裝材料:一般塑膠材料其他:塑膠墊子、文件夾等任何可能產生摩擦的絕緣材料或未接地的導體電子工廠中常見的靜電產生源人員:未接地4靜電危害產生過程

電荷分離電荷累積在設備上電荷累積在產品上電荷消散靜電放電靜電放電易爆性環境引燃靜電危害產生過程電荷分離電荷累積在設備上5您為何必須做靜電防護？半導體逐漸朝向體積更小、運算更快、容量更大發展，因此靜電放電可能對產品造成的損壞也漸行提高。除了ESD(ElectrostaticDischarge)導致的靜電傷害外，靜電還會導致ESA(ElectrostaticAttraction)、EMI(ElectromagneticInterference)致命現象。CleanRoom最怕的是ESA導致的表面污染物(Contamination)，一個4英吋晶圓負載1000V電荷時，1micron的微粒撞擊可產生撞擊力達830,000磅／平方英吋或148公噸／平方公分，遠超過使晶圓受損的程度。您為何必須做靜電防護？半導體逐漸朝向體積更小、運算更快、容量6靜電對IC造成的傷害靜電對IC造成的傷害7电子元件的损坏形式有两种完全失去功能

1.器件不能操作

2.约占受静电破坏元件的百分之十间歇性失去功能

1.器件可以操作但性能不稳定，维修次数因而增加

2.约占受静电破坏元件的百分之九十电子元件的损坏形式有两种完全失去功能8ESD相關專有名詞及定義Conductive導電材料:<105

/單位面積ESD-Dissipative靜電消散材料：106

~1011/單位面積Insulative絕緣體：>1012/單位面積C.G.P.：CommonGroundPoint共同接地點E.P.A.：ESDProtectedArea靜電防護區CECC00015-1：歐洲靜電防護規格ANSI/ESD-S20.20-1999美國靜電協會修訂版IEC:國際電工委員會ESD相關專有名詞及定義Conductive導電材料:<9ESD的三種模式

1)HBM:HumanBodyModel2)MM:MachineModel

3)CDM:ChargedDeviceModelESD的三種模式10

靜電與IC(1)靜電像『細菌』一樣，看不見、摸不著、又無所不在。

(2)靜電放電是IC元件的『隱形殺手』。(3)靜電放電最大的傷害不是立即將產品打壞，而是將產品變成“危險良品”。使得產品在客戶手中產生嚴重的可靠性問題，或“突然故障”的巨大災難！靜電與IC(1)靜電像『細菌』一樣，看不見、摸不著11

溼度與靜電的關係溼度與靜電的關係12

電子元件對靜電壓敏感度

元件名稱 耐靜電壓範圍

RF-FETS(MICROWAVE) 1-5VMR-HEADS 5VPENTIUM 5VV.MOS 30V~1800VMOSFET 100V~200VEPROM 100V

J.FET 140V~7000VSAW 150V~500V

OPAMP 190V~2500VCMOS 250V~3000V

GaaSFET

100V~300V電子元件對靜電壓敏感度元件名稱 13在电子生产上进行静电防护，可免：1.增加成本2.减低质量3.引致客户不满而影响公司信誉在电子生产上进行静电防护，可免：1.增加成本14遭受静电破坏从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁。这一过程包括：元件制造：包含制造、切割、接线、检验到交货。印刷电路板：收货、验收、储存、插入、焊接、品管、包装到出货。设备制造：电路板验收、储存、装配、品管、出货。设备使用：收货、安装、试验、使用及保养。其中最主要而又容易疏忽的一点却是在元件的传送与运输的过程。遭受静电破坏从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程15靜電控制的五大基本方向訓練靜電安全區與包裝離子化接地稽核(Audits)與自我檢驗(SelfChecks)靜電控制的五大基本方向訓練16五種靜電基本消除法接地增加濕度使用抗靜電材料使用靜電消除器降低摩擦速度五種靜電基本消除法接地17生產線ESD相關設備使用方法手環、腳環測試器離子風扇防靜電液表面阻抗測試器環境靜電壓測試器接地系統監視器生產線ESD相關設備使用方法手環、腳環測試器18

手環與腳環手環的標準使用法手環的檢測有線式與無線式手環的比較腳環

手環與腳環手環的標準使用法19生產線流程的標準防護法進料:電子元件需以防靜電材質之容器裝運，並儲放於導電箱或舖上防靜電桌墊之倉庫中，以確保材料在裝配前未受到靜電破壞。設備:機器接地。生產過程:1)消除人體產生之靜電:手環、腳環、防靜電衣、導電地板、接地樁。2)消除絕緣材料之靜電:離子風扇。包裝材料:合乎規範的表面阻抗值。管理:全程的靜電防護。生產線流程的標準防護法進料:電子元件需以防靜電材質之容器裝20如何進行靜電防護實用守則：未帶防靜電手環，絕不可觸摸PCB.。靜電必須全面防護，並有明確的SOP。在移動的工作環境中，使用導電地板、導電鞋、防靜電衣。在靜止有接地的工作環境中，使用手環、靜電衣、桌墊等全套E.P.A.配備。廠房靜電接地系統要確實，且隨時自動監測。相關人員定期接受適當的靜電防護訓練。如何進行靜電防護實用守則：21

ESD防護控制措施依據國際規範,製訂明確可行的政策與準則依實際需求,規劃具前瞻性與整體性的控制計劃購置足夠的防護產品與配備充份的人員訓練有效的執行與內部控管ESD防護控制措施依據國際規範,製訂明確可行的政22静电防护要领

静电防护守则：原则一：在静电安全区域使用或安装静电敏感元件原则二：用静电屏蔽容器运送及存放静电敏感元件或电路板原则三：定期检测所安装的静电防护系统是否操作正常原则四：确保供应商明白及遵从以上三大原则静电防护要领静电防护守则：23静电防护步骤1.避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具（如计算机，电脑及电脑终端机）放在一起。2.把所有工具及机器接上地线。3.用静电防护桌垫。4.时常遵从公司的电气安全规定及静电防护规定。5.禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站。6.立刻报告有关引致静电破坏的可能。静电防护步骤1.避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具（24接地實務篇

為什麼要接地

1).防止電擊2).啟動保護設備、防止火災及爆炸3).防雷擊4).防靜電5).防雜訊干擾

接地實務篇為什麼要接地25何謂接地？接地術語地理地、電氣地、地電位、邏輯地、流散區、接地、對地電阻、接地阻抗、接地系統。

地電位

20m

流散區+何謂接地？接地術語+26接地電位之分布？

20M20M接地電流分佈曲線流散區零電位零電位零電位球表面積:4πr2，半球表面積:2

πr2半徑20m，其半球型表面積已達2,500m2。土壤電阻已小到可以忽略不計。。R=ρL/A接地電位之分布？27土壤電阻率的求法

土壤電極電極電源R=V/IR=L/S=RS/Lρ:土壤電阻率S:標準電極的表面積，m2

L:電極之間的距離，m

A

V土壤電阻率的求法

28

接地棒的接地電阻計算方式(一)由地面下打入接地棒R:接地電阻():大地電阻係數(/m)ι:接地棒長度(m)d:接地棒直徑(m)τ:接地棒埋設深度(m)

接地棒的接地電阻計算方式(一)由地面下打入接地棒29接地棒的接地電阻計算方式(二)第一層h(m)，打入深度ι(m)，反射率(κ)

12地面dhι

第一層第二層接地棒的接地電阻計算方式(二)第一層h(m)，打入深30接地電阻之推算

R=ρL/AA=2πr2L=1MA=6.28M2R=200x1/6.28=31.84Ω。L=2MA=25.12M2R=200x2/25.12=15.92Ω。L=5MA=157M2R=200x5/157=6.36Ω。L=10MA=628M2R=200x10/628=3.18Ω。L=15MA=1413M2R=200x15/1413=2.12Ω。L=20MA=2512M2R=200x20/2512=1.59Ω。L=25MA=3952M2R=200x25/3952=1.26Ω。L=30MA=5652M2R=200x30/5652=1.06Ω。L=50MA=15700M2R=200x50/15700=0.63ΩL=100MA=62800M2R=200x100/62800=0.31Ω。L=200MA=251200M2R=200x200/251200=0.15Ω。L=500MA=1570000M2R=200x500/1570000=0.06Ω。

接地電阻之推算R=ρL/AA31

ESD接地應有的正確觀念ESD接地應有的正確觀念32

ESD接地應有的正確觀念ESD接地與AC電源接地不可共接!

四種接地要分開ESD接地必須24小時監測!中性線(N)與火線(H，L)不可反接！ESD接地應有的正確觀念ESD接地與AC電源接33

1)生產線及接地棒的阻抗

2)接地棒與土壤接觸阻抗

3)半徑20M內的土壤阻抗

接地阻抗應包含那些部份分？1)生產線及接地棒的阻抗

2)接地棒與土壤接34接地棒標準施工法

標準廠房接地棒安裝法接地棒埋入地面深約60~150cm接地棒直徑2cm,長2.5M以上用60mm2以上的電線接出至地面上的分線盤接地棒與接地線的接點必須用高溫熔接分線盤用5.5mm2以上綠色接地線接至工廠生產線如果要舖裝接地網,應至少每隔5m裝一支接地棒 (接地棒流散區半徑20m)接地棒標準施工法標準廠房接地棒安裝法35傳統接地三點測量法之實例20m20mEarth待測接地棒輔助接地棒

傳統接地三點測量法之實例20m20mEarth待測接地36電機工程接地與靜電接地比較表

電機工程靜電電阻低(1Ω~1kΩ)很高(>108Ω)電壓低(1v~500V)高(100V~100kV)電流較高(1mA~10mA)很低(1pA~1mA)電源電壓源電流源接地電阻值低(<100Ω)高(<106Ω)電機工程接地與靜電接地比較表37

CECC重點規範(B)

表面阻抗對地電阻消散時間手套與指套<1X106/sq

>7.5X105<1X109

手環本體<1X107/sq>7.5X105<1X1012

接地線

>9X106<5X106

人體+手環接地線>9X105<3.5X107

鞋子<3.5X107

CECC重點規範(B)表面阻抗對地電38

CECC重點規範(A)

表面阻抗對地阻抗消散時間桌墊>1x104/sq

<1x109/sq

>7.5x105

<1x109地板>1x104/sq

<1x1012/sq

>7.5x105

<1x10121000v到50v<2秒手推車>1x104/sq

<1x109/sq

>7.5x106

<1x109椅子>1x104/sq

<1x109/sq

>7.5x105

<1x10121000v到50v<2秒衣服>7.5x105/sq

<1x1012/sq

1000v到50v<2秒靜電接地<106

CECC重點規範(A)39ANSI/ESD-S20.20-1999之一R-RequireO-Optional參考名稱Mfg.field依據標準範圍接地系統6.2.1ANSIEOS/ESDS6.1<1，AC阻抗系統地ROANSIEOS/ESDS6.1<1，AC阻抗輔助地OOANSIEOS/ESDS6.1<1，AC阻抗EquipotentialBondingOOESDADV2.0<1X10ESD地ROANSIEOS/ESDS6.1<1，AC阻抗ANSI/ESD-S20.20-1999之一40

ANSI/ESD-S20.20-1999之二R-RequireO-Optional參考名稱Mfg.field依據標準範圍個人接地6.2.2腕帶系統(座)RRESDS1.1<35X106腕帶系統(站)OOESDS1.1<