静电与防护知识培训.ppt

静电与防护 ESD 1 静电概念 1 1 静电 就是物体所带相对静止不动的电荷 1 2 静电放电ElectrostaticDischarge ESD 具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应引起的物体间的静电电荷转移 1 3 静电感应 带静电物体靠近某一介质时 在该介质表面因感应而带电荷 并形成感应电场 1 4 接地 电气连接到能提供或接受大量电荷物体上 2 静电现象 电荷产生和消失过程中所产生的电现象的总称 表现为电体形成的电场作用及放电作用 我们知道用皮毛 丝绸磨擦橡胶棒吸引碎纸屑 头发 在干燥的冬天 脱毛衣 涤纶衣服时 经常有噼啪的声音 并伴随着火花 用手触摸正在工作后显示器 电视机屏幕都会有触电的感应 这都是静电现象 这些都似乎对我们人体没有影响 但它对电子元件及电子线路板有很大的冲击 静电现象的例子 3 静电的产生 3 1 在正常情况下 物体中任何一部份所包含的电子数等于质子数 所以对外不表现出电性 正负电荷平衡物体是不带电的 3 2 在一定的外因作用下 当物体之间发生磨擦 碰撞等破坏了电荷平衡 当两物体还未分离时 两物体作用为一个整体其内的电荷也是平衡的 但两物体分离后 两物体因电荷的不平衡性而都成了带电体 静电也就产生了 物体失去电子带正电 得到电子显负电 从而表明物体带电的基础在于电子的转移 静电的产生图示 产生静电的实例 4 静电产生的危害 4 1 静电放电对人体产生电击 4 静电产生的危害 4 2 静电对电子器件危害 4 2 1 ESD造成电子器件产品功能失效与可靠性下降 4 2 2 ESD将电子器件击穿 我们经常接触到的各种电子器件 IC MOS管 FET等 一个芯片有十几万个元件集成才能完成其强大功能 可想而知其中的绝缘层厚度是多么薄 IC光刻线宽逐步到1 5微米 MOS中SIO2膜远小于1 5微米 因而耐压很低 当产生100 150V的静电电压时就可以将其击穿 当我们在地面上走路时鞋底和地面不断地紧密接触和分离 就会产生静电 并逐渐积累 可以达2 3KV的静电电压 试想如果此时没有静电防护而去接触IC 肯定会击穿IC 5 静电放电原因 5 1 绝缘体 对于几乎不能传导电荷的物体称为绝缘体 电荷几乎只能停留在产生的地方 电荷逐渐积累 电荷形成的电场强度逐渐加强 当所产生静电的电场强度超过了周围介质的击穿强度时 介质变成导体状态 静电开始放电 5 2 周围条件对静电放电的影响 随着静电的产生也开始了静电的消失过程 最终电荷将重新变为零 电荷消失过程中速度受周围条件 物体材料 周围环境温度等 支配 所以考虑周围环境也是防护静电措施之一 静电放实例 6 操作规程 6 1 静电防护的基本原则 意思指静电敏感器件 是英文 STATICSENSITITYDEVICE 的缩写 A 所有SSD及其部件的操作都必须在静电安全工作台上进行 B 进入防静电工作区的所有电子元器件都应视为SSD来对待 C 贮存 运输SSD及其部件时 应妥善进行防静电包装 SSD 6 2 拒绝接收未包装在静电防护容器里的SSD 6 3 从静电防护容器中取出SSD时 必须在静电安全工作台上进行 并遵守以下事项 6 3 1 操作人员必须穿防静电工作服 6 3 2 戴上防静电环 静电环必须和皮肤有良好的接触并将静电环接入可靠的防静电接地系统中 6 4 定期检查静电环是否处于正常状态 6 5 手拿SSD时 应避免接触引线和接线片 服装图纸资料等物品不得接触SSD 6 6 清洗SSD及其部件时 不得使用塑料刷 6 操作规程 6 7 操作时应尽量减少对SSD及其部件的接触次数 6 8 组装电子设备时 应使用有接地线的低压直流电动起子 手工焊接时 应采用防静电低压恒温烙铁 6 9 禁止使用超过使用期的器件包装SSD 6 10 在任何场合均不允许采取防静电措施的人员接触SSD及其零部件 6 11 生产过程中使用的设备 成型机 插件机 波峰焊机 贴片机 切脚机 电烙铁等 必须采取防静电措施 一般是将设备可靠接地 6 操作规程 操作者离开或产品移动时须注意 7 静电防护 7 1 静电防护的基本原则 抑制静电荷的积聚 迅速 安全 有效地消除已经产生的静电荷 7 1 1 在静电安全区域使用或安装静电敏感元件 7 1 2 用静电屏蔽容器运送及存放静电敏感元件或电路板7 1 3 定期检测所安装的静电防护系统是否操作正常7 1 4 确保供应商明白及遵守以上三大原则 隔离 中和 释放 7 2 防静电措施 7 2 1 防静电工作区的建立 选用静电导体材料构成的地面 如果是普通地面可在其上铺设防静电地垫 并有效的接地 设备良好接地 如公司铺设的黑色防静电垫 7 2 1 防静电工作区的建立 A 使用表面电阻率106 1011ohm m2之间的材料 这种材料对产生的静电易安全释放 如公司内铺设的绿色防静电台垫 B 对表面电阻率高的材料 现在工业中将其在制造过程中加入像碳这样的导电颗粒 以减少其表面电阻率到103 105ohm m2 如我们使用的黑色防静电元件盒 托盘 包装箱 黑色静色垫等 这种材料在生产中即会产生静电 也可以将其接触的物品上的静电安全释放 7 2 1 防静电工作区的建立 C 我们使用的绿色静电垫和防静电流水线皮带 就由两层构成 绿色层为绝缘层 背面黑色或中间夹层为导体层 经过科学试验 在这种合格材料上工作 产生静电量最小 D 对材料表面喷防静电液 静电液逸出到材料表面 并吸附一薄层水 这一薄层水使得材料表面导电 允许静电荷从表面传到地下 如果水层消失 防静电特性也随之消失 如SMT使用的防静电液 超过规定的时间必再次喷涂 7 2 1 防静电工作区的建立 E 对设备 静电垫必须进行可靠接地 半成品包装采用防静电屏蔽 如使用防静电泡泡袋 使用内层为铝箔的包装袋 以防止接近有电物体时产品感应上静电 F 防静电系统必须有独立可靠的接地装置 防静电地线不得与电源零线相接 不得与防雷地线共用 工作台面 防静电垫和其它导静电的ESD保护措施均应通过限流电阻接到地线 7 2 2 消除人体静电 消除人体静电积累的有效方法是将人体接地 即减少人体的对地电阻 使人体电位不超过规定的安全值 减少人体对地电阻的基本方法是穿防静电鞋和铺设防静电垫 A 工作桌面 地面铺设防静电垫 B 穿防静电衣 防静电鞋 戴测试OK的静电环 注意防静电垫 静电环到地之间串一个1M限流电阻 C 2KV作为人体静电电击的门限电压 限流电阻的选择应保证通过人体的电流小于5MA 则限流电阻的限值取1M欧 这样可以避免静电电击和人体触及动力电源电击 7 2 2 消除人体静电 D 温度 湿度的控制范围 温度 湿度控制范围分别不高于30 50 70 之间 可有效的控制静电的积累 这些消除人体静电的方法必须同时采用才能达到良好的目的 即穿防静电工作服 防静电工作鞋 站在防静电地面 地垫 上 戴上测试OK的静电环在铺有防静电垫的工作台上工作 并且防静电地垫 防静电台垫 静电环被良好接地 而且在产品的材料 半成品 成品的储存和周转 生产过程都要做好防静电措施 疏忽其中一个环节 就可能前功尽弃 8 静电测试 8 1 表面电阻率测试仪 用于测量物体的表面电阻率和物体对地电阻 将经过计量合格的表面电阻率测试仪水平放在物体表面上 按测试按钮 灯停止位置的率即静电垫的表面电阻率 如在106 1011ohm mm2之间 说明此材料对产生的静电能快速 安全的逸散掉 测量防静电地垫和防静电垫的对地电阻 用导线将测量仪接到静电线上 按测试按钮 如灯停止在103 105ohm mm2之间 说明防静电垫良好及接地良好 8 2 静电场测量仪 用来测量物体表面所带的静电电压 A 首先调零 接地夹到地 头正面对准地的金属板1英寸头部的两只灯光为同心圆调零 即距为 1inch 2 54mm B 测试时接地夹到地 测量仪垂直对准需测量物体表面1英寸 当物体表面出现两同心圆时说明测试仪距离待测物体表面为1英寸 显示电压即为物体表面所带静电电压 单位 KV inch 一般静电电压要求小于0 1KV inch 8 3 静电环测量仪 一手将静电环戴在手腕上 将静电环鳄鱼夹夹在金属环上 用手按按钮 OK则表示静电环良好 如NG则表示可能 A 静电线断 用万用表检查 连好 B 静电线扣处氧化 表面处理干净 C 静电环太松 缝紧 经测试的静电环须在静电环测试表上记录 OK的打勾 NG的打叉并交管理人员换好的静电环 9 静电标志和符号 9 1 ESD是英文 ELECTROSTATICDISCHARGE 的缩写 意思指静电放电 9 2 静电放电敏感标志 如图有此标志的元件 设备和成品等容易被静电放电损坏 需要采取防静电措施 9 静电标志和符号 9 3 静电放电保护标志 表示在组装成品或设备要提供静电放电保护措施 9 4 敏感电子器件 表示有此标志的器件在运输 储存过程中不能接近强电 地磁场 磁场有辐射的场所 9 静电标志和符号 9 5 表示有此标志的须在静电的场所打开 10 手拿PCB的方法 1 带干净的防静电手套 有充分的EOS ESD保护 2 用带有效防静电环及干净的手拿PCBA边角 有充分的EOS ESD保护 11 员工ESD防护每日自检十步法 1 在进入车间前 戴上防静电环 换上拖鞋和帽子 穿上工作中要求必须穿的防静电工作服 保证没有不防静电的衣服或头发露在防静电衣 帽 外 2 在进入车间后 测试并记录静电环对地的电阻 不使用测量不稳定的静电环 3 目测所有的静电敏感元件 半成品 成品已完全装入防静电袋或静电箱内 没有任何例外和露出 11 员工ESD防护每日自检十步法 4 确认没有任何易产生静电的材料 如塑料袋 泡沫材料 胶带等 同静电敏感器件一起放入防静电袋或箱内 5 确认所有的防静电容器外部有一个正式的注意防静电的标识 6 清理工作区域内产生静电的材料 如未处理的塑料袋 箱子 泡沫材料 胶带 水杯 工艺袋 个人物品等 距离静电敏感元件和工作台的距离至少在一米之外 而所有非工作必需或非常用物品应清理出工作区域 11 员工ESD防护每日自检十步法 7 目视检查工作区域 是否有防静电垫和静电线 使用的所有设备 工具是否防静电和经防静电处理 8 清楚分开防静电区域和非防静电区域 不在防静电区域处理易产生静电的材料 不在非防静电区域处理静电敏感材料 9 目视检查从公共静电线到工作平台的防静电连线没有断开或损坏 检查静电环佩戴保证与皮肤直接良好接触 静电环连线与静电线连接良好 10 有权 有责任拒绝任何未被允许踏入的人 包括客户 老板和总经理 靠近静电安全区域一米之内 在他们踏入前或碰触任何物件前 要求他们按照规定着装 接触产品之前 必须戴并连接好静电环 12 ESD防静电控制程序请打开文件编号 Q OP MR 002 11 员工ESD防护每日自检十步法 13 穿防静电衣的规范 1 选择大小适中 合身合体的防静电衣 2 拉满拉链 不能露出里面的衣服 3 扣好领口 袖口及中缝的扣子 不能露出铜拉链 4 非防静电衣的衣领不能外翻 5 防静电衣的袖子不能挽起露出里面的衣服 6 手表手饰等物不能露出防静电衣外 13 穿防静电衣的规范 14 不合格项目提问 非防静电衣外翻 防静电衣拉链没有按要求拉满 14 不合格项目提问 14 不合格项目提问 头发没有按要求全部扎进帽子里 14 不合格项目提问 男员工头发过长 没有戴帽子且里面的衣服外翻 不符合 在穿防静电衣时 不能把手表手饰等物品露出防静电衣的袖口外 不符合点 FIN4C线静电垫没有铺好 11月30日 要求 静电垫要有效覆盖操作台并保持整齐 领班要随时检查 2月7日P 3A线静电扣脱落第一处 要求 静电地垫要与静电线联接 4月25日P 3D线插机工人静电环 要求 操作时戴静电环并紧贴皮肤 1月24日生产线领班修理产品未做任何防静电措施 要求 任何人