好华为静电防护(ESD)培训教材

ESD

培

训

教材

(

员

工

类

)华为技

术

有限公司ESD分

会裸手接触单板，

单板不能工作了怎么回事?

?这

是

静

电

放

电(ESD)

在

作

怪

!

!前

言前

言通信器件的ESD敏感度越来越高3G、

传输数据高端等部分器件静电敏感度降到100V以下

通过产品设计并不能完全对器件进行ESD防护>产品成本对ESD控

制的

要

求

越

来

越

高设计成本、销售成本、服务成本>产品销售国际化，对ESD防

护

提出了

很高的

要

求海外应用环境复杂，人员意识亟需提高，维护成本高>产品质量要求提高，客户要求提高客户对设备故障的敏感度加强，操作规范性加强容□静

电

基

础

知

识

口静

电控

制口

常见的不

符

合

静电

控

制

规范的

实

例内*

基本

概

念*

静电的

历

史

及

影响*

静

电

的产生*

静电

的特点*

静

电的危害*材料

的

电特性*常

见的防

静电

材

料*

防静

电标识静

电

基

础

知

识基

本

概

念静电：静电就是物体上多余的电荷。它所产

生的效应

包

括

带电体

之间

力的作

用

和电

场

。电荷：物质

是由原子

构

成，原

子是由电子

、质子、中子构成

。静

电放

电(ESD—Electrostatic表面之间的静电电荷转移。有两种

形

式：接触放电，

电场击穿

放电

。Discharge):带有不同静电电势的物体或基

本

概

念静电敏感度(

ESDS

—Electrostatic

Discharge

Sensitivity)静电敏感器件(ESSD—Electrostatic

Sensitive

Devices)EPA:ESD

Protect

Area(ESD防护区域)ECA:ESD

Control

Area(ESD控制区域)静

电

的

历

史

及

影

响闪

电600BC-Thales

发现用毛

皮

摩

擦

过的

橡胶可以吸起

羽

毛

。公

元1400年，欧洲人在黑火药的生

产

过程中采用了静电控

制

。公

元1

6

0

0

年

，WilliamGilbert

重复

了Thales的实

验，并

观察到

干

燥

天

气的

影响

。静

电

的

历

史

及

影

响公

元17

0

0

年Hauksbee发

明

了静

电发生器、

验电器，发

现了电磁感

应

现

象

。公

元1

800

年--Faraday

发明了法拉第笼(作用是形成静电屏蔽)--Kelvin

发明了静电测试

仪

，-

-

造

纸

厂

使

用了

接

地

技

术

，Volta

发

明

了

电池。静

电

的

历

史

及

影

响正

面

!4复印机4环境控制(吸尘器)×危

害

!医院里麻醉蒸气爆炸■飞行器在飞行过程充电影响了通信■在1960年第一个ESD

敏感器件诞生现在计算机里的磁头是ESD最敏感的器

件，敏感

度

约20

V。静

电

的

产

生静电电

压

能

够由以下几种情况产生：A

摩擦剥离起电感应起电电容的改变科学定理1、库仑定理同性排斥异性吸引2、V=Q/CV=

电

压

(

伏Q=

电

荷

(

库

C=

电

容

(

法特

)仑

)

拉

)静

电

的

产

生可见，那里有移动，那里就有摩擦起电。静

电

的

产

生空气石

棉玻

璃云母头

发尼龙关毛毛皮钢木头琥

珀硬橡胶

铜银硫磺

聚合物

特氟龙材料摩擦生电序列表铅丝铝纸正

电人体活动在地毯上走动在聚乙烯地板上走动在工作台上工作拿聚乙烯纤维包从工作台拿起聚乙

烯衬垫坐在填有聚氟脂泡

膜的椅子上静电势(空气相对沦

度10

~20%)3500012000600070002000018000静电势(空气相对

湿度65~90%)1500250100600120015000静

电

的

产

生人体活动产生典型的静电电压(V)干燥环境更易积累青争电电荷静

电

的

产

生感

应

起

电在10000伏时，你能看见在5000伏时，你能听见在3000伏时，你能

通过皮肤感知静

电

的

特

点人体对ESD

的

敏

感静

电

的

特

点高电位：可达数万至数十万伏，操作时常达数百至数

千伏

(人通

常

对

3KV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

。静

电

的

危

害通信产品故障软件故

障

3

0%

多硬件故障中器件失效30%多

、外应力

(环境温

湿、

灰

尘

腐

蚀、

雷电、

机

械

应

力、

包

装等)导致产

品故

障约30%器件失效中EOS/ESD失效率

占30～40%,而高静电敏感的器件EOS/ESD失效率高达60%

左右。静

电

的

危

害高

静

电

敏

感

器

件

失

效

原

因

排

序▶EOS/ESD59%▶电子测试3%▶氧化/钝化3%▶导体失效3%▶硅片断裂4%▶引脚短路/开路7%引脚连接

15%其

他

6

%EOS/ESD

引起的失效

排在第一位静

电

的

危

害ESD

失

效彷真人体带8000V静电放电放电3次放大3000倍硬损伤：器件直接不能工作.软损伤：ESD减弱了器件或单板的性能，但仍能

通

过

测

试。单板

或器件的特性变差，最终失效.静

电

的危害附

：

各

种

常

用

器

件

的

静

电

敏

感

性Device

Type

Threshold

Sussceptivity(Volts)MOSFETVMOSNMOSGaAsFET(Device)E.PROMCMOSGaAsFET(Wafer)JFETSAWOp-AMPSchottky

Diodes10-10030-180060-10060-2000100+200

-300025-50140-7000150-500190-2500300-2500ECL500+SCR500-1000SchottkyTTL500-25000300369090

0

用

半

导

体

器

件体静电Ei}R国BR

静

电

的危

害ESD失效带来的影响4内部损失金

钱时

间不可估计的4外部损失信誉用服服务顾客满意度材

料

的

电

特

性绝

缘

体导

体静

电释放材料材

料

的

电

特

性绝缘

体

特

性很大的体电阻，体电阻>1×1011Ω很少

有电子

在

物

体中

移

动，

在同

一

种

物

体

上的不同

地

方

可以保

持

正电荷

和

负电

荷绝缘

体的

静电耗

散

只

能

通

过

环

境，

不

能

通

过自己的表面

接

地

耗

散注

意

：纸板和木头在湿度较高时因为吸水具有静电耗散性能，

湿度较低(一般小于50%左右)时表现为绝缘性能。尼

龙纸

板木头硬橡胶聚和物聚氟乙烯特氟龙材

料

的

电

特

性绝

缘

体材

料

的

电

特

性导

体体

电

阻<1×104Ω电子能在导体表面和体内自由流动如果被

接

地，电荷能迅

速被中和材

料

的

电

特

性导体銅錫

钢

铝●人是导体，容易产生静电

·对地能储存电荷·人在走动时更易产生静电产生

15千伏的静电很常见产生35

千伏的静电是可能的人

可

以

活

动材

料

的

电

特

性静

电

耗

散

材

料D

体电阻≥1x104

<1x10112电子在材料

的表面可

以

自

由移

动

，

但

移

动

的速率由于电阻而受到控制如果被接地

，

电荷将被缓

慢

的

释

放

掉材

料

的

电

特

性防静电

工具防静电包装材料问

题

：为

什

么

要

选

择

静

电

耗

散

材

料作

为

防

静

电

材

料

?防

静

电

材

料

的

选

择常见的防静

电使用工具

(防静电工具包)常

见

的

防

静

电

材

料常

见

的

防

静

电

材

料常

见

的

防

静

电

材

料该纸箱里面有涂炭层

起静电屏蔽的作用一般纸箱为绝缘材料常

见

的

防

静

电

材

料注

意

：外层泡膜袋没有

防静电作用，而是易产

生静电材料!粗黑体，42磅，黑色底色：黄色粗黑体，60磅，黑色ArialNarrow粗体，20磅内径：φ

26mm

φ

50mm

底色：黄色Arial粗体，24磅Arial

Narrow粗体，42磅Arial

Narrow粗体，46磅CAUTIONESD

Controlled

Area防

静

电

标

识15mmArial粗体，12磅内径：φ26mm底色：黄色Arial粗体，24磅粗黑体，20磅论

磁外径：φ

50mm接十S底色：黄色外径：-35mm45m80n静

电基础

知

识静

电

控

制常见的

不

符

合

静电控

制

规

范的

实

例静

电

控

制为什么要进行ESD控制(

Why)哪些

人

要

参

与

进

行ESD

控

制(Who)在哪些

地

方

需

要

进

行ESD

控

制(

W

here)控制

什

么(WHAT

)怎样进行ESD

控

制(

How

)静

电

控

制(

WHY)静电不能被消除，只能被控制!时间不可估计的损失外部损失信誉丧失顾客满意度下降内部损失钱WHY?供应商.研发人员·

采购.

库房人员.

生产及测试人员包装人员技术服务客

户静

电控制(

WHO)who?静

电控制(

WHERE

)WHERE?供应商实验室IQC仓储生产线装配和测试理货和包装客户现场维

修环

境个

人材

料地

板个人物品原材料温湿度工衣周转材料工

作

台工

鞋包

装

材

料工装夹具接

地静

电控

制(

WHAT

)EPA(ESD

PROTECTIONAREA)另外还需要相应的流

程

制

度

来保证!■

■

■静

电

控

制(

HOW

)静

电

控

制

的

原

则在

EP

A控制区

域

操

作

所

有

静电敏

感

器

件存

放、运

输

所

有

静电

敏

感

器

件

要

用法拉第笼如何理解?测试

和

监

控

整

个

静电

控

制

流

程静

电控制(

HOW

)EPA

控

制

方

法□定义区域

的

防护

水平

(华

为

有

两个

级

别

)区域

明确定义和

标

识对区域内

的所有导体包括人员可靠接地消除一切不必要的静

电产生源运用12英寸(30cm)原则ES

D

防护体系文件

的建

立静

电

控

制(

HOW)环

境

控

制温度和湿度：生产制造和维修区域属于静电高风险区域：温

度：20～30

℃相对

湿

度(RH):45~75%其它防静电工作区环境的温湿度一般要求：温

度：20～30

℃相对湿

度(RH):30~75%注：产品物料对环境温湿度有特殊要求时，应根据需要和实际条件采取相应的局部环境保证措施。静

电

控

制

(HOW)11

防静电地板13防静电地(建筑厂房外)14

电气保护接地(建筑厂房外)A、B、C、D、E为串接或等效串接1M欧姆电阻典型的EPAB|公共接地点12公共接地点m硬

接

地

软接地6设备/仪器/工其

7防静电地垫8

地垫接地扣9防静电工作椅10接地线1

工作台2

防静电台垫

3台垫接地扣

4腕带插孔5

防静电器具7专用防静电线接地系统静

电

控

制(

HOW

)防

静

电

工

作

台防静电台垫的尺寸应不小

于

工

作台面的大

小

；防静电台垫均须正面

(

即

防静

电面、

耗散层)朝上、

背面

(

即

导

电层)

朝

下

铺

设；多个防静电工作台的接地

线

不能

相

互串接，应以并联方式与公共接地线

连

接，每块台垫

(地垫)必须且只需接一根防静电地线。静

电控制(

HOW

)日防静电工作台垫防静电工作台垫起到释放静电的原理?对地电阻：7.5*1O⁵~|*10°Ω表面电阻：1*10⁶-|*10⁹Ω表面电阻：1*10²-|*10⁵Ω导电层耗

散

层接地G防静电工作台垫接地线工作台1工作台2

工作台3接地线工作台1

工作台2

王作台3公共接地点并联：1、接地整洁有序2、接地灵活方便3、保持工作台上各设备的地电平一致

4、

接地可靠接地线工作台静

电

控

制(

HOW)静

电控制(

HOW

)人

员

规

范防静电工作服、工作鞋操作指引

所有人员进入防静电区域必须穿好防静电工作服、防静电工作鞋或防

静电鞋套，已配发工作

帽的

还必须

戴

好

工

作帽

。工作服

外

部

严

禁

携

带除

工

卡

和

笔

之

外的

金

属

物

件

，防静电鞋内不得垫

鞋

垫

。更换工作

服

应

在

指

定

地点

进

行，不允

许

在

设

备

旁边穿、脱工

作

服

。静

电

控

制(

HOW)人

员

规

范作业

过

程的防静电指引进入EPA区域前，测试腕带和人体电阻，

测试通过并做好记录方可进入；接触ESSD及组件之前应戴好防静电腕带，防静电腕带插入香焦插孔中接地，要保证腕带与皮肤接触良好；确认工作区域内的工具、设备和仪器安全、可靠接地，尤其对那些经常移动的设备要特别注意；

静)远电

E(S例D如敏：感非器防件静和电敏塑感料单袋板、(

静30CM)。静

电控制(

HOW

)人

员

规

范在对单板、芯片、端口

操作时，应穿防静电工

作服，带防静电手腕且

防静电手腕要可靠接地静

电控制(

HOW

)人员规

范工程维护现场检查点：√

设备、仪器的接地(包括计算机)√

便携式防静电操作台√

防静电工具(螺丝刀、毛刷、镊子等)√

腕

带

、

手

套

、工

衣

、

工

鞋

防静电包装材料物理接口接口保护套、电缆的放电处理静

电

控

制(

HOW

)防

静

电

包

装

、

存

储

、

转

运防静

电存储温

度：20~30

℃

;相对

湿

度(

RH):30%~75

%注意：

对

环

境

有

特

殊

要

求的，

如

潮

湿

敏

感

器

件

等，

请

遵照

相

应的

专

用

操

作

指

导

书

执

行

。存

储

器具：

可

用

于

直

接

存

储

静电

敏

感

器

件

及组

件的

器具有一一防静电器件盒、IC管、防静电袋、防静

电

周

转

箱、

单

板

周

转

车

等

。静

电

控

制(

HOW

)防

静

电

包

装

、

存

储

、

转

运存储操作指

引A

静电敏感器件须使用防静电器件盒、屏蔽袋、防静电器件管包装存放，静电敏感单板和组件需使用屏蔽袋、防静电吸塑盒、周转箱、周转车包装存放。B

静电敏感器件尽量保持原包装状态，严禁随意拆封。C

用于静电敏感器件散装清点和发料的工作台必须铺设防静电台垫，并可靠接地。操作人员应佩带防静电手套、指套或将有绳防静电腕带接入防静电接地系统。D静电敏感器件在储运过程中，勿靠近强静电、强电磁场，如电脑主机及其显示器上方、公共人行通道两侧等。静

电

控

制(

HOW

)防

静

电

包

装

、

存

储

、

转

运屏蔽袋包装单板吸塑盒包装单

板静

电

控

制(

HOW

)防

静

电

包

装

、

存

储

、

转

运在用户机房若没有IC

芯片专用包装盒，也可用防静电袋包装，但芯片之间一定

要隔离，避免混放在一起C芯片应存放在IC芯片专用

的包装盒中或者套管中静

电控制(

HOW

)G

防

静电

包

装、

存

储

、

转

运通用的转运工具防静电周转车

防静电运转车防静电周转箱静

电基