ESD教育训练讲义.ppt

1、,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),物質B (帶負電荷),物質A (帶正電荷),物質B (電荷平衡),感應生電-金屬葉片驗電器 Metal-leaf Electroscope,靜電放

2、電模式,人體放電模式 (Human-Body Model，HBM) 機器放電模式 (Machine Model，MM) 元件充電模式 (Charged-Device Model，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。,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

3、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。,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

4、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,摩擦電序列,靜電防治材料特性,Conductive Material 導電材料 表面電阻率小於105 /sq 的材料 (ESD ADV 1.0,MIL-263B,EIA-625) Static Dissipative Material 靜電消散材料 表面電阻率至少為105 /sq 且小於1012 /sq的材料 (ESD ADV 1.0,MIL-263B,EIA-625

5、) Anti-Static Material 抗靜電材料 -能抑制摩擦生電的材料(ESD ADV 1.0) -能抑制摩擦生電至200V以下的材料(EIA625) -抗靜電材料並不需要量測其表面電阻率來決定其特性。 (JEDEC STANDARD NO.42),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。(ESD S6.1) 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)。,ESD Ground (Soft Ground)靜電放電接地 能夠使靜電產生源

6、 (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(Hard Ground)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。,固定設備的接地用導體須用1.25 mm2以上的600V級PVC 絕緣電線，絕緣被覆採用綠色。(經濟部工業局) 移動設備的接地用導體須用1.25 mm2以上的橡膠、人造 橡膠或塑膠絕緣柔性(可繞)電線。 移動及震動頻繁設備的接地用導線須用1.25 mm2以上絞 線、網線。為容易發現斷線，最好是未加絕

7、緣的電線。 使用鏈子做接地導體(搬運車)，應確定其不因腐蝕、生 鏽影響導通情況，且不因其不連性而接觸不良。,1.接地斷路警報器操作說明與校正、認證。 2.接地線接地是否良好,以“接地斷路警報器”偵測結果 為評斷標準。 3.警報器之安裝位置必須在接地線末端。 4.接地線必須以電木支撐固定,不可以其他導電物體固定或接觸。 5.工作桌面之接地線架設連接方式,如下圖所示。,ESD接地方式建議規格,警報器之安裝位置必須在接地線末端,接地源,工作桌,正確方式:接地線必須以電木支撐固定,不可以其 它導電物體固定或接觸。,電木支撐固定,錯誤方式:接地線以鋁製導體支撐固定,易與其它導電物體接觸,造成斷路警報器誤

8、判。,接地線連接方式與CONNECTOR 型式,工作桌面接地線連接方式與CONNECTOR 型式,CD法則(CD Rule),CD法則(Charge-distance Rule),d :與帶電表面之最小安全距離（inch） V:靜電壓表之讀值（Volts）,基本法則(Basic Rule),基本法則(Basic Rule) 靜電敏感零組件(ESD-sensitive Items; ESDS Items)在任 何情形下，皆不得暴露於違反CD法則之電場中;而其敏感之接腳或端點，亦不得直接碰觸帶靜電量超過某一特定電壓值(通常為50V)之表面。 電壓抑制(Voltage Suppression) 帶電

9、物體之電場強度分布，會因其附近的接地導體而快速減弱。,基本法則的落實,將工作區的所有導電物體接地，使其帶電不超 過50V。 以靜電壓表確認工作區內的非導電物體所帶電壓不超過300V。 對策：屏蔽、離子風扇. 如果靜電場無法避免，應確保靜電敏感零組件與帶電之表面保持安全距離，遵守CD法則。,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 接地斷路警報系統 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.

10、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 檢驗條件: 檢驗人員須接地 (例:配戴 靜電環或穿靜電鞋) 操作步驟: 1.按下 “ LO ” 鍵開啟 2.檢查電池電力:按下 “ BATT “ 鍵螢幕顯示700 以上，表示電池電力足夠 3.對地歸零:偵測面對大地，按下 “ ZERO “ 鍵歸零 4.持續按下 “ ZERO “ 鍵，移至待測物距1英吋之距離(2.54公分)，進行靜電壓檢測並記錄讀值 5.若檢測讀值為 “ 1 ” 時，即判定檢測物為高靜電源,功能:自動偵測AC電源極性及接地系統有無異常 確保作業人員及儀器安全

11、,接地斷路警報系統,接地斷路警報系統操作說明,原理: 利用AC電源之L,N,FG來作測試,1.用AC電源之L(較短之孔)及FG線來測試生產線上電源極性是否正確，用AC Polarity氖燈來顯示，會亮表示OK ，不亮表示NG。 2.用AC電源之FG線和生產線之地線來作測試是否斷路。用氖燈及蜂鳴器來表示，亮綠燈及蜂鳴器不響表示OK ，亮紅燈及蜂鳴器會響表示NG。 操作步驟: 1.將測試接地儀器之接地端電線接至生產線之地線。 2.插上AC電源，看接地儀器之AC氖燈是否會亮，會亮表示生產線之電源極性OK ， 不亮表示生產線之電源極性錯誤。 3.將接地儀器上之電源開關打開，觀察接地儀器上之氖燈及蜂鳴器

12、，亮綠燈及蜂鳴器不響表示OK；亮紅燈及蜂鳴器會響表示NG。 校驗測試程序: 每日只要把接地儀器上接地測試端之電線拔離 生產線之地線，接地儀器上之氖燈會亮紅燈及蜂鳴 器會響則表示接地儀器通過測試；如測試時紅燈未 亮或蜂鳴器未響，請通知MES測試人員維修。,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750千歐姆至10百萬歐姆) 校驗頻率: 1次/年 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 功能：主要為

13、防止HBM對於ESDS元件的破壞 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，接地線與靜電環分離的拉力為1-5 lb.,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

14、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,電腦螢幕(陰極射線管)應予以接地屏蔽或使用離子風扇，平衡產生之電荷。 於靜電安全工作區外一公尺範圍內，所有物體之靜電壓須小於100V。 工作桌墊須確實接地並將每月 之檢測結果記錄於桌墊後。,導電地板區域內，台車須連結接地鏈(一般區域以接地線接地)，且台車各層桌墊須予以連結導通；裝載未

15、完成品之台車須予以適當之防靜電遮蔽。,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 between 106 and 109 /sq - 內層阻抗值 betwe

16、en 106 and 1012 /sq - 隔板阻抗值 between 106 and 1012 /sq - static decay time2sec 導電型 - between 103 and 106 /sq - static decay time2sec,靜電遮蔽袋 Static Shielding Bag 靜電消散型 - 內層阻抗值 between 105 and 1012 /sq - 外層阻抗值 between 106 and 1011 /sq - static decay time2sec - static shielding:differential voltage 30V(pe

17、ak) 導電型 - 內層阻抗值 between 103 and 105 /sq - 外層阻抗值 between 106 and 1011 /sq - static decay time2sec,靜電手環/腳環 Wrist strap/heel strap 1M 10% through strap 靜電消散桌墊/地板 靜電消散型工作表面對地電阻值 between 106 and 109 /sq 導電型工作表面對地電阻值 between 103 and 106 /sq 導電地板其接地之電阻值 between 2.5104 and 5106 /sq,IC盤/ IC包裝管(trays/tubes) c

18、onductive material - surface resistivity 105 /sq static dissipative plastics - surface resistivity 105 1012 /sq - static decay time2sec anti-static plastics - triboelectric charging 100V,靜電消散紡織物品 靜電防護衣、帽 - surface resistivity 106 109 /sq - static decay time2sec 靜電鞋 - surface resistivity 106 /sq 導電椅子

19、/推車 推車/椅子到輪子的電阻 between 104 and 109 /sq,人體感應: 3000V,元件損害: 20V,ESDA Electrostatic Discharge Association JEDEC Joint Electronic Device Engineering Council EIA Electronic Industries Association ANSI American National Standards Institute IEC International Electrotechnical Commission NFPA National Fire P

20、rotection Association IPC Institute for Interconnecting and Packing Electronic Circuits MIL-STD&MIL-HDBK Military Standard,ESD CERTIFICATION EXAM 1. 處理ESD敏感元件時，你應該： A. 在任何已接地之工作站即不用靜電環。 B. 以一般透明之塑膠袋包裝。 C. 將元件遠離離子風扇。 D. 於導電地板上穿著導電鞋，且於坐下時將靜電環戴上。,2. 你應該如何的穿戴靜電環？ A. 將手環之金屬部位確實的接觸皮膚。 B. 將靜電環套於長袖衣物之上。 C. 寬鬆的戴在手腕即可。 D. 洗過腕部的皮膚之後即不用戴。 3. 人體能夠感覺到(touch)之最小靜電值，因人而異，一般約在 _ volts。 A. 50 B. 150 C. 1000 D. 3000,4. 所有ESD敏感元件，應該： A. 被置放於黑色的