ESD教育訓練教材

ESD教育訓練教材

訓練課程大綱壹.靜電放電(ESD)介紹貳.ESD防制之目的參.ESD基本知識介紹肆.ESD防制之設備儀器介紹與使用伍.ESD防制基本作業規範壹.靜電放電(ESD)介紹靜電原因:摩擦、剝離、感應...機制:物質因失去或得到電子而帶電靜電放電原因:電位不同物體間的電荷移轉不一定伴隨有電弧或火花發生摩擦生電與靜電放電人體與地毯摩擦產生靜電放電後人體電荷平衡人體經接地後放電剝離生電物質A(電荷平衡)接觸

分離物質B(帶負電荷)物質A(帶正電荷)物質B(電荷平衡)靜電放電模式人體放電模式

(Human-BodyModel，HBM)

機器放電模式(MachineModel，MM)

元件充電模式(Charged-DeviceModel，CDM)

人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動磨擦或其他因素在人體上已累積了靜電，當此人去碰觸到IC時，人體上的靜電便經由IC的腳(pin)而進入IC內，再經由IC放電到地上去。此放電的過程會在短到幾百毫微秒(ns,nanosecond,10-9sec)的時間內產生數安培的瞬間放電電流，電流會把IC內的元件給燒毀。

人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動磨擦或其他因素在人體上已累積了靜電，當此人去碰觸到IC時，人體上的靜電便經由IC的腳(pin)而進入IC內，再經由IC放電到地上去。此放電的過程會在短到幾百毫微秒(ns,nanosecond,10-9sec)的時間內產生數安培的瞬間放電電流，電流會把IC內的元件給燒毀。

機器放電模式(MM)的ESD是指機器(例如機器手臂)本身累積了靜電，當此機器去碰觸到IC時，該靜電便經由IC的pin放電。因為大多數機器都是用金屬製造的，其機器放電的等效電阻為0

；由於機器放電模式的等效電阻為零，故其放電的過程更短，在幾毫微秒到幾十毫微秒之內會有數安培的瞬間放電電流產生，因此對元件的破壞力更大。

此放電模式(CDM)是指IC先因磨擦或其他因素而在IC內部累積了靜電，但在靜電累積的過程中IC並未受傷。此帶有靜電的IC在處理過程中，當其pin去碰觸到接地面時，IC內部的靜電便會經由pin自IC內部流出來，而造成了放電的現象。此種模式的放電時間更短，僅約幾毫微秒之內，而且此放電現象更難以真實的被模擬。ESD三種模式比較

HBM與MM-->人體、機器或環境帶電HBM是最古老且最常發生的模式，但並非最嚴重的危害模式MM造成的故障與HBM類似，但電壓卻遠低於HBM，速度亦較HBM快

CDM-->元件帶電造成ESD故障的主要原因上升時間最快速，產生大電流，快速放電貳.ESD防制之目的改善產品品質並減少及防制ESD對電子產品的損害。藉由教育訓練的實行，降低產品不良的發生與耗損。改善客戶產品損害，增加產品可靠度。降低客戶抱怨，提昇DELTA信譽。參.ESD基本知識介紹影響靜電荷產生量的因素相對溼度物質材料(摩擦電序列)接觸的面積摩擦頻率典型的ESD電壓

認識靜電放電靜電之產生靜電壓(kV)相對溼度20%相對溼度80%在乙烯基材質的地板走動120.25在人造地毯上走動351.5坐離發泡椅墊181.5拿起聚乙烯塑膠袋200.6在地上滑動苯乙烯材質的箱子181.5移除PC板上的Mylar膠帶121.5PC板上的收縮膜163作動真空吸錫器81噴電路冷凝噴霧劑155溫度:21℃摩擦電序列材料的影響

認識靜電放電●所有材料皆可摩擦生電↑正(Positive)

●鋼(Steel)

●

空氣(Air)

●木(Wood)

●

人手(Hands)

●橡膠(Rubber)

●

玻璃(Glass)

●

金(Gold)

●

毛髮(Hair)

●

多元脂(Polyester)

●

石英(Quartz)

●

聚胺脂(Polyethylene)

●

尼龍(Nylon)

●聚乙烯(Polyethylene)

●

羊毛(Wool)

●

聚丙烯(Polypropylene)

●

絲綢(Silk)

●

乙烯基(Vinyl)

●

鋁(Aluminum)

●

矽(Silicon)

●

紙(Paper)

●鐵弗龍(Teflon)

●

棉(Cotton)

↓負(Negative)導電材料

認識靜電放電防制105Ω/square1012Ω/square●導電材料(ConductiveMaterials)

電流可輕易穿過或流過的材料

●兩個導體接觸時,電荷會快速移轉

●可使用接地的方式來「中和」靜電荷

●表面電阻率小於1×105Ω/square或其體積電阻率小於1×104Ω-cm的材料(EIA-625,MIL-263B,ESDADV1.0)●帶電時電荷會分布於表面

●受材料形狀、附近的接地或帶電物體影響

●需特別注意因感應而產生靜電的情況

●可使用Fieldmeter量測材料上的靜電壓靜電消散材料與靜電屏蔽材料

認識靜電放電防制105Ω/square

1012Ω/square

●靜電消散材料(StaticDissipativeMaterials)

●穿過或流過材料的電流量由材料的表面電阻率或表面電阻來決定

●表面電阻率至少為1×105Ω/square且小於1×1012Ω/square,或其體積電阻率至少為1×104Ω-cm且小於1×1011Ω-cm(ESDADV1.0,EIA-625-1994,MIL-263B)

●與另兩種材料以電阻值的範圍作為區別●靜電屏蔽材料(StaticShieldingMaterial)

可防止元件遭受外界靜電場破壞的一種保護屏障(EIA-625)絕緣材料

認識靜電放電防制105Ω/square1012Ω/square

●絕緣材料(InsulativeMaterials)

可防止或限制電流穿過或流過的材料

●最主要的靜電源

●表面電阻率大於1×1012Ω/square或其體積電阻率大於1×1011Ω-cm的材料(EIA-625-1994;ESDAADV1.0-1994)

●電阻非常大,很少電子可以流經表面或穿過材料

●可能同時在表面的不同位置上出現正負電荷

●以Fieldmeter量測的結果僅能當作參考

●在EPA中應儘量避免使用

接地系統主要目的：將靜電防護設施接地，提供一個路徑使靜電消散材料、導電材料及個人接地設備在同一個電位上，減少ESDS元件受到破壞。(ESDS6.1)人員安全防護：考慮人員碰觸電源時，通過人體的電流。故接觸人體的接地系統必須要有限流電阻(靜電環)。ESDGround(SoftGround)靜電放電接地

能夠使靜電產生源(人或物)藉由此路徑到接地的端點、排線、金屬線或其他接地系統。(EIA-625)Ground(HardGround)實接地藉由電子線路或特殊設備和大地(Earth)連接的導電接點

，和大地間具零電位差。接地線用導體

接地用導體需要有足夠的機械強度、耐腐蝕且不會發生斷線之電線或金屬導體。肆.ESD防制之設備儀器介紹與使用表面阻抗測試器靜電壓測試器離子風扇靜電環測試器靜電環表面阻抗測試器功能:檢測工作表面靜電消散功能是否符合規範，以減少敏感元件受到ESD破壞校驗頻率:

1次/年操作步驟:1.將測試設備置於欲量測之位置2.施以適當之壓力3.按下綠色鈕4.進行表面阻抗檢測並記錄讀值靜電壓測試器功能:檢測環境&工作區域之靜電壓值是否低於敏感材料規範校驗頻率:

1次/年靜電環測試器功能:檢測作業員所戴之靜電環功能是否正常(可接受的範圍800千歐姆至1.2百萬歐姆)校驗頻率:

1次/季操作步驟:1.檢查測試器接地線是否確實接地2.將靜電環依正常操作程序配戴3.按下測試鈕4.靜電環測試器自主檢測方式:在不接地情況下，做自主檢測

此三項測試均PASS，即測試器“OK“靜電環型式：粘帶式、金屬、紡織品、鬆緊帶式安全性：必須要有限流電阻(通常為1M,1/4W)來保護人體安全.

伍.ESD防制基本作業規範

教育訓練及認證各單位須有一固定之ESD負責人，並經過公司安排之教育訓練及認證，負責安排每日的測試工作與記錄，並作每月之自主檢查。各單位視各自情況安排內部教育訓練並應附有檢定之記錄。所有於靜電安全工作區域作業之人員，均需通過教育訓練及檢定。

ESD管制標誌及標籤靜電安全工作站須以黃底黑字顯示靜電注意標示(EIA-471)，除非該工作站位於靜電安全區域內。標示置放於靜電安全工作站外，大小為距離1公尺處可清楚讀取標示上之字體。所有放置ESD敏感元件之容器應於顯而易見的位置貼上ESD靜電防護標籤。靜電安全工作站之作業指導書應附有ESD靜電防護標籤。靜電安全工作區域中無法避免之絕緣材料(OI架、資料夾…)時，應使用靜電消散液覆蓋其表面，並定期檢測是否失效。

靜電安全工作區未使用靜電消散液導電地板之導電銅箔確實銜接廠務接地線，並每月進行不定點檢測及記錄；每三個月作清洗及打導電蠟之保養維護(若月檢測未通過測試，即應進行維護工作)。所有人員進入靜電安全工作區作業，應佩戴靜電環並確實接地；每日定時檢測並記錄。作業人員進入無塵室須穿著靜電鞋，且應每日檢測並記錄。作業人員進入靜電安全工作區，應穿戴靜電帽或防塵帽。靜電衣經清洗後須檢測並記錄。永久性靜電防護容器應符合規範，並應協請廠商提供證明。靜電量測建議允收規範靜電防護搬運箱(料盒)靜電消散型--外層阻抗值between106and109/sq

--內層阻抗值between106and1011/sq

--隔板阻抗值between106and1011/sq導電型