静电培训.ppt

esd培训系列一 静电基础知识 *1 培训目录 w 培训目的 w 什么是静电？ w 为什么要控制静电？ w 怎样控制静电？ w 公司静电控制的现状 w 下步静电控制计划 date2 培训目的 w 通过培训，能了 解一些关于静电 方面的基础知识 ，增强员工自觉 的防静电意识。 date3 什么是静电 w 静电就是停留在物体表面上， 静止不动的电荷。 静电如同温度一样，时刻存在在我 们的周围。虽然看不见，摸不着， 但能感觉到它的存在。人体身上的 静电可达几千伏甚至几万伏，当人 体的静电电压超过2-3kv时,人便能 感觉到。高的静电电压，对人体心 理和生理会造成一定的影响。 +q date4 静电所引起的自然现象 w 闪电 是一个大数量级 意义上的esd的例子 w 尘埃积在玻璃窗上 w 把胶尺摩擦头发后，胶尺可吸起纸碎 w 车子后面有条金属链与地接触 w 天气干燥时，当接触金属门手把时的触电 感觉 date5 静电怎样产生 w摩擦方式 w感应方式 w冲流方式 w电火花方式 w离子源方式 w粒子喷射方式 date6 摩擦产生静电的过程 w 物质由原子组成，原子由电子、质子和中子组成 。摩擦是两物体在接触面上不同的接触点之间连 续不断地进行接触和分离的过程。静电起电机理 分为接触，分离和摩擦三个过程。当两物体进行 紧密接触时，会通过接触界面转移电子或离子， 当达到平衡状态时，在接触面处形成偶电层，两 个物体分别带上等量的正电荷和负电荷。当它们 快速分离时，两物体就带上正负不同的电荷，这 种积聚在物体表面上不移动的电荷就是静电。 date7 摩擦产生静电的过程 date8 产生静电的例子 例子10%相对 湿度 40%相对 湿度 55%相对 湿度 实验室人员 弯腰拣纸 3500v2000v1000v 实验室摩擦塑 料棒 6000v3000v1200v 员工走在10k 级地板上 3500v250v100v date9 静电所引发的问题 w 静电吸引esa 微污染 微离子会被强大的静电吸附在产品或设备上，室内 气流难以吹掉它。 （静电除尘/静电成像） w 静电放电esd w 由静电放电所导致的电磁干扰emi 由静电放电所产生的脉冲约在1ns到10ns之间，即 100mhz到1ghz。若与设备上微处理器的频率相 近，则会造成干扰，影响设备的正常运作。 date10 什么是静电放电esd wesd 指存在着电位差的物体之间的电 子转移。(electrostatic discharge) 积聚的静电荷总会向附近的低电位找路 径放电以释放能量，愈近愈容易。 date11 什么是电过载eos w eos：electrical overstress（电 过载） date12 什么是静电敏感度 w 静电敏感度是指元器件所能承受的静电放 电电压值。（electrostatic susceptivity) w 静电敏感器件是指对esd的承受能力低，在 制造，运送，储存和测试等过程中容易因 静电放电而遭受损伤的器件。（ electrostatic susceptivity device) date13 gmr 静电敏感度(破坏因素） wgmr w 静电 （ esd ） 15v w 脉冲电流 eos 5ma w emi 5mv w magnetic 50gauss date14 ok mr 头 esd 后被破坏 mr stripe比我们的头发丝小 几百倍，只要一点点能量就 能使它熔化。 esd损伤的实例与图片 date15 部分元器件的静电敏感电压 w i类： 0v 1999v w ii类： 2000v 3999v w iii类 4000v 15999v date16 discharge charged hbm 静电放电损坏器件的三种途径 外来静电传到器件 fieldfim field cdm grounded 外来静电传到器件静电电场感应放电器件本身静电放电 人体模式器件模式感应模式 机器模式 date17 静电放电的特点 date18 静电放电对ic的影响 w热击穿 w介电击穿 w金属线气化 date19 静电放电对mos器件的影响 w 所有 mos 集成电电路 （包括 p 沟道 mos， n 沟道 mos， 互补补 mos cmos 集成电电路） 都有一层层 绝缘栅绝缘栅 ，以防止电压击电压击 穿。一般器件的绝缘栅绝缘栅 氧 化层层的厚度大约约是 25nm 50nm 80nm 三种。在集成 电电路高阻抗栅栅前面还还有电电阻二极管网络进络进 行保 护护，虽虽然如此，器件内的保护护网络还络还 不足以免除对对 器件的静电损电损 害（esd），实验实验 指出，在高电压电压 放 电时电时 器件会失效，器件也可能为为多次较较低电压电压 放电电 的累积积而失效。 date20 静电放电对mos器件的影响 w 最严严重的也是最容易发发生的是输输入端或输输出端的 完全破坏以至于与电电源端 vdd gnd 短路或开路 ，器件完全丧丧失了原有的功能。稍次一等严严重的 损损害是出现现断续续的失效或者是性能的退化，那就 更难难察觉觉。还还有一些静电损电损 害会使泄漏电电流增加 导导致器件性能变变坏。因此，除非绝对绝对 必要外，都 不准工作人员员触摸 cmos 或 nmos 器件的引线线 端子。 date21 器件对静电敏感的原因 w 随着电电子技术术的飞飞速发发展，特别别是以构件物理尺寸日趋缩趋缩 小和集成密度日趋趋增大为为特征的集成电电路的发发展，其内部 绝缘层愈来愈薄，其互连线与间距愈来愈小，相互击穿电压 愈来愈低，因而导导致这类这类 器件对对静电电越来越敏感，称之为为 静电电敏感（esds）器件。静电电放电电（esd）的能量，对这对这 些高密度集成电电路元件中，不论论是mos器件，还还是双极型 器件都可能因静电电场电电场 和静电电放电电电电 流引起失效，或者造 成难难以被人们发现们发现 的“软击软击 穿”现现象，给给整机留下潜在的隐隐 患，直接影响着电电子产产品的质质量，寿命，可靠性和经济经济 效 益。 w 。 date22 磁头的标准尺寸规格 date23 静电放电的直接经济损失 w 静电已成为人类的大敌！近期美国公布了涉及10多个行业的 因静电造成的损失调查结果，平均每年的直接经济损失高达 200多亿美元，仅电子工业部门每年因静电危害损坏电子元 件的损失高达100多亿美元。在美国的历史纪录当中，2001 年9.11恐怖袭击事件给美国所造成的经济损失是最为惨重的 ，总共造成的经济损失达到了207亿美元，也就是说静电相 当于使美国每年发生一次 “9.11”。英国每年损失为35亿 英镑，日本不合格的电子器件中有70%是由静电引起。在我 国，因静电造成的损失也很严重。 date24 电子产品的静电防护工作的特点 w 超细、超薄的加工工艺和产品细微结构，使其对于静电放电的敏感性 很高，即便20v以下的esd电压也可能造成电子元器件的损害或破坏 。 w 对静电敏感的产品，如半导体分立器件、集成电路、厚薄膜电路及电 阻器、电容器、压电晶体等，尤其是前三种电子敏感器件，它们可谓 是电子设备的“心脏”。特别是那些要求体积小、工作频率高、安装 密度大的电子设备更是如此 。 w 静电防护工作是一项系统工程，它涉及敏感电子产品的制造、装配、 处理、检查、试验、维修、包装、运输、贮存、使用等各个环节，而 且是一种串联模式，任一环节上的失误，都将导致整个防护工作的失 败；同时，它又与敏感产品所处的环境(接触的物品、空气气氛、湿度 、地面、工作台、椅、加工设备、工具等)和操作人员着装（包括穿戴 的服装、帽子、鞋袜、手套、腕带等）有直接关系，任一方面的疏漏 或失误，都将导致静电防护工作的失败。 date25 静电控制的五条基本原则 w 确定esd保护区域 w 确定esd保护区域内静电敏感器件的静电敏感度 w esd保护区域内不得存放非静电控制的材料 w 建立适当的静电控制程序，其目的是： n将产生的静电控制在esd敏感器件安全的最 低限度之内 n为静电电荷的耗散提供一条安全、固定的通道 w 定期检查esd保护区域以便保证静电控制的完善 date26 静电控制的基本思路 w 把静电电保护设计护设计 到元件和产产品内 w 消除产产生静电电的材料与过过程 w 驱驱散或中和静电电放电电 w 提供对对静电电放电电的物理保护护 w 检测检测 制成的过过程与环环境。 date27 静电控制的方法 w 防止静电的产生 w 静电屏蔽 w 离子中和 w 接地 w 多用esd材料 date28 材料的电特性 w 导体 电阻在10e4 (10000欧姆 ) 以下 -( 流掉电荷,电流大 ) w 耗散体 电阻在10e410e11欧姆之间 -(渗掉电荷,电流较小) -（最有效的材料） w 绝缘体 电阻大于10e11欧姆 -( 完全不导电,电流值近于零) date29 静电控制的五个方面 w 人员：防静电服/防静电鞋/防静电环/操作工具 w 设备：工装/工作台面/大小设备 w 物料：主料/辅料/包装材料 w 方法：制成的操作规范/esd操作规定 w 环境：温度/湿度/无尘间 date30 “esd formula” “q”: charge on metal object “m”: “metal contact” to input terminal low resistance in discharge path “esd” : means zap! with current transient metal contact = pulling the trigger “q”: charge on gmr, tools or other metal objects often due to tribocharging of nearby insulator (induction) “m”: may be any other high-conductivity material (e.g. carbon loaded plastic) q + m = esd date31 q+m=esd most people first try to control “q” (charge) only but eliminating m (metal contact) is usually the cheapest, easiest and most effective in the long run an intelligent combination of controlling m and q is “best” depends on which is easiest / cheapest to control in each process step. you must be willing and able to modify your process, tooling, equipment or you will continue to experience big esd losses! date32 esd区域标识符 date33 tea time date34 静电防护每日自检 1、准备进入车间时，按规定戴好防静电环和防静电帽子，换 上拖鞋或防静电鞋，穿好防静电工作服。 2、进入车间时，测试静电环并作好记录，只有静电环测试通 过，方可进入esd敏感区域。 3、观察所有的静电敏感元件/半成品/成品是否装入防静电袋 或静电箱内。 4、观察在esd敏感区域内是否有非esd的材料，如塑料袋， 泡沫材料和胶带等；是否有同静电敏感器件一起混放。 5、观察在esd敏感区域内防静电标识是否齐全。 date35 静电防护每日自检 6、清理esd敏感区域内的非esd材料和非工作必需的物品。 7、检查esd敏感区域内，是否有esd垫，是否接地。 8、不允许在esd敏感区域内处理非esd的材料，不允许在非 esd区域内处理静电敏感材料。 9、检查接地线是否断开或损坏，检查静电环是否与皮肤良好 接触，静电环连线是否与接地线有良好接触。 10、有权拒绝任何未遵守esd规定的人进入esd敏感区域。 date36 规范的esd敏感区域 date37 规范的esd敏感区域 date38 公司现有防静电设施公司现有防静电设施 w 防静电环 w 防静电服/防静电鞋/防静电帽/防静电手套 w 防静电地板 w 防静电椅/转件车/周转箱/元件架/印制板架/托盘 w 防静电桌垫和地垫( esd mat) w 离子风机 w 环境的湿度 55%+/-10%和温度 25c+/-3 c date39 公司现有防静电系统公司现有防静电系统 w 防静电接地系统，但需要进一步规范和完善： date40 正确的工作接地系统正确的工作接地系统 date41 公司现有防静电系统公司现有防静电系统 w esd培训系统和esd检查系统，但需要加强和完善 ： date42 公司现有防静电系统公司现有防静电系统 w esd认证系统，但不规范，需要进一步文件化和完善： w 主要表现：测试仪器不齐全，测试方法不规范，测试标 准不统一，测试程序不明确。 w 对一些新setup的生产线，新设备，新工具和新辅料等 esd rtl认证过程不完全。 静电压测试仪3m701测试仪cpm测试仪date43 公司现有防静电系统公司现有防静电系统 表面电阻率测试仪屏蔽袋测试仪emi测试仪 date44 公司现有防静电系统公司现有防静电系统 w esd文件系统不完善： w 主要表现在： w 缺少esd的国家标准和国际标准 w 缺少esd方面的技术文件 w 关于结合公司实际情况的esd控制文件少而又简 单。 date45 公司现有防静电系统公司现有防静电系统 w 没有生产过程的esd控制和监控系统： w 主要表现在： w 员工在生产线上缺少esd自检意识和知识。 w 在生产过程中没有研究和明确规定哪些操作不符 esd规定。 w 没有将esd控制和esd敏感器件废品率控制结合 起来。 date46 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date47 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date48 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date49 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date50 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date51 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date52 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date53 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date54 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date55 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date56 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date57 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date58 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date59 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date60 公司静电控制的灰点公司静电控制的灰点 date61 下步静电控制的工作