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SMT生產部內部ESD培訓教材 ESD培訓課程大綱 1 1静电基础知识的认识1 2静电的危害1 3EPA区域的控制及防护要求 1 3 1人的要求 1 3 2设备要求 1 3 3物料的监控 1 3 4控制方法 1 3 5环境的要求 生活中常見的幾種靜電現象 梳頭 揭塑膠紙 走路 跑 冬天脫毛衣 手摸門把手 閃電等 什麼是靜電 ESD 英文ElectricalStaticDischarge的縮寫 中文解釋為靜電放電 靜電一般指靜止的 處於相對穩定的電荷 即物體表面上電子過剩或欠缺 表面電子不足帶正電 表面電子過剩則帶負電 不足或過剩的電總量決定表面電荷量 靜電產生的物理解釋 物質都是由分子組成 分子是由原子組成 原子中有帶負電的電子和帶正電荷的質子組成 在正常狀況下 一個原子的質子數與電子數量相同 正負平衡 所以對外表現出不帶電的現象 但是電子環繞于原子核周圍 一經外力即脫離軌道 離開原來的原子兒而侵入其他的原子B A原子因缺少電子數而帶有正電現象 稱為陽離子 B原子因增加電子數而呈帶負電現象 稱為陰離子 如圖所示 靜電產生的物理解釋 造成不平衡電子分佈的原因即是電子受外力而脫離軌道 這個外力包含各種能量 如動能 位能 熱能 化學能 等 在日常生活中 任何兩個不同材質的物體接觸後再分離 即可產生靜電 當兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷如電子轉移到另一個物體使其帶正電 而另一個體得到一些剩餘電子的物體而帶負電 若在分離的過程中電荷難以中和 電荷就會積累使物體帶上靜電 所以物體與其他物體接觸後分離就會帶上靜電 通常在從一個物體上剝離一張塑膠薄膜時就是一種典型的 接觸分離 起電 在日常生活中脫衣服產生的靜電也是 接觸分離 起電 靜電產生的原因 當兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷如電子轉移到另一個物體使其帶正電 而另一個物體得到一些剩餘電子的物體而帶負電 若在分離的過程中電荷難以中和 電荷就會積累使物體帶上靜電 靜電的產生 跑動時 肢體摩擦產生靜電 紙張摩擦產生靜電 物質原有的電荷平衡被打破 兩邊帶上相反的電荷 感應起電 當帶電物A靠近靜電敏感元件時 物體C和B會產生感應靜電 使靜電敏感元件 產生瞬間電流後燒毀元件 靜電產生的方式 相互摩擦 兩種不同物質相互摩擦 會導致物質內部的電荷發生轉移而使它們帶上不同的電荷電場感應 當導體處於電場中 導體內的電子在電場力的作用下會向兩側移動而使導體表面帶上不同的電荷相互接觸 不帶電的導體B與帶電體A接觸 電荷發生轉移而使導體B帶上靜電電荷 什麼物體可以產生靜電 任何物體都可以產生靜電 EverythingcanbecomeCharged 在我們的工作區域所有物體都可以產生靜電 手推車 椅子 機械手 粘膠帶 周轉箱和其他物料輸送物品人體 手套 淨化室用抹布 淨化室用太空服 普通衣服工作臺表面 CRT電腦顯示器 手動工具 紙 筆記本 文件夾 筆牆壁 地板 酒精瓶 ESD包裝 非ESD包裝等等都可以產生靜電 什麼樣的材料是防靜電材料 靜電基礎知識 術語 靜電 靜電一般指靜止的 處於相對穩定的電荷 即物體表面上電子過剩或欠缺 表面電子不足帶正電 表面電子過剩則帶負電 不足或過剩的電總量決定表面電荷量 靜電現象 我們把電荷的產生和消失過程的電現象 當一物體上存在靜電時 分子在電中性上不平衡 當試圖通過處於不同電位的一物體和另一物體的轉移以重新建立中性平衡時 就發生靜電放電 ESD 3ESD Electrostaticdischarge靜電放電 即是靜電放電的意思 指具有不同靜電勢的兩個物體之間的靜電荷的轉移 4靜電敏感度 元器件所能承受的靜電放電電壓值稱為靜電敏感度 它與元器件的結構尺寸 材料性能 功耗大小等因素有關 靜電基礎知識 術語 5 靜電放電敏感器件 ESDSElectrostaticdischargesensitive 靜電的敏感裝置 靜電放電敏感器件是指在日常操作 試驗 包裝 運輸等過程中容易遭受靜電場或靜電放電的損害晶片 分立器件 積體電路及元件 模組 整機設備等 TOSA Chip PD ROSA PCBA Module LD BOSA 6 EPA Electrostaticdischargeprotectedarea防靜電工作區 配備數種防靜電設備或器材 能限制靜電電位 具有確定邊界和專門標記的適用於從事靜電防護的場所 靜電基礎知識 術語 接地Grounding電氣連接到能供給或接收大量電荷的物體 如大地 艦船或運載工具外殼等 硬接地硬接地就是用導線直接將設備與地線相連接 軟接地通過一個足以限制流過人體的電流達到安全值的電阻連接到大地電極的一種接地方式 靜電基礎知識 術語 ESD防護符號 它與ESD敏感符號的不同在於有一圓弧包圍著三角形 而沒有一斜杠跨越手 它用於表示被設計為對ESD敏感元件和設備提供ESD防護的器具 標識 1 標識 2 ESD敏感符號 三角形內有一斜杠跨越的手 用於表示容易受到ESD損害的電子電氣設備或組件 靜電基礎知識 術語 ESD等級劃分 對於ESD我們應該統一認識 並加以提高 ESD是隱藏的敵人 針對我們的產品 安全靜電電壓是 100V ESD如何損害我們的產品 大量的靜電荷在存在電勢差的物體 人或機器 與產品之間快速傳遞 短時間內產生很大的電流 遠遠超過產品可以承受的電流 重則損毀電路 造成產品不能使用 輕則使電路過熱受到損傷 影響產品的壽命和可靠性 使電子元件受損的潛在缺陷占90 在廠內很難被發現 電子元件即時失效只占10 在廠內可被發現 ESD危害 請單擊以下圖片 播放影視查看ESD在SMT過程的危害 我們如何控制ESD Threefundamentalprinciples三個基本的控制原理 Ground Bondallconductors 為所有導體進行接地處理 注意 人也是導體 ControlChargesonNonconductors 控制容易產生較多靜電絕緣材料 Useprotectivepackagingfortransitandstorage 在產品運輸和存貯過程中使用ESD防護包裝 ESD控制 Man 人 Machine 機 Material 料 Method 法 Environment 環 為了確保產品的安全 所有進行EPA區域的人員需把移動電話處於關閉狀態 進入EPA區域人員要求 外來人員進EPA要求 經過ESD培訓後方可操作 對於參觀人員則由陪同人員指導操作 新飛通公司操作 接觸 ESD敏感器件的所有員工都必須每隔一年進行一次週期性的ESD培訓 每年的八 九月份定為ESD週期培訓月 HR提前1個月通知有關部門的本年度以前入職人員參加培訓 通過考試且成績達到80分為合格並記錄成績 進入EPA區域人員要求 在操作接觸靜電敏感器件前 所有工作人員 包括參觀人員 必須進行手腕帶和工鞋的檢測 對於使用手腕帶監控儀的崗位僅做工鞋檢測 操作族員工 白色工作服 白色帽子 外來人員 藍色工作服及帽子 品質人員 紅色工作服及帽子 新員工 白色工作服 紅色帽子 管理員工 黃色工作服及帽子 防靜電工衣穿戴要求 防靜電工作服要求拉上拉鏈 系好紐扣 穿戴整齊 袖口應與皮膚緊密接觸 防靜電工鞋檢測 生產過程中正常使用的工鞋用工鞋測試儀在每次重新穿戴後進行檢測 1如輕壓測試按鈕測試不通過 請選擇不同角度壓測試按鈕重測五次 若還是通不過 請更換手腕帶 工鞋 後重測 2 若連續五人以上同時通不過測試 請通知管理人員或ESD工程師進行校驗 3當儀器上的 LOWBATTERY 手腕測試儀 或者 REPLACEBATTERY 工鞋測試儀 燈亮時 請設備管理員及時更換電池 以保證測量的準確性 坐姿要求 進入EPA的人員應穿防靜電鞋 在坐姿的狀態下 腳要接觸防靜電地面 生產過程中正常使用的工鞋用工鞋測試儀在每次重新穿戴後進行檢測 手腕檢測過程注意事項 在檢測的過程中 當綠燈亮後 輕晃三下戴腕帶的左手 儀器上中間綠燈一直亮著則表示合格 常規防靜電手腕 防靜電手腕帶由使用者進行自檢 發現不良立即停止使用 禁止使用未經檢測的和不良品 在使用過程中 手環有破損 斷裂及手腕插頭彈片變形失去彈力 插到手腕插孔很松 的需作及時更換 手腕檢測應在每天上 下午開始工作前進行 重新更換腕帶後必需進行檢測 生產過程中操作員工離崗 返回後不用重新測試 重新戴上手腕帶 以腕帶手環不能在手腕處自由滑動為准 離崗手腕帶要求 在人員離崗時 應將腕帶取下掛在工位元上已接地的金屬掛鉤上 以防誤報警 在重新回到崗位 戴好腕帶後方可工作 不需使用腕帶時 需把腕帶掛在工位掛鉤上 自動報警手腕規範要求 在工作時 必須保證監控儀處於工作狀態 即電源打開且工作指示綠燈亮 僅SALM1801D型 在工作過程中 出現報警時 應檢查腕帶佩帶狀況及更換所使用的腕帶 指示燈處於綠色 並且手腕帶根部需進行固定 防止操作中途脫落 自動監控手腕 在工作時 必須保證監控儀處於工作狀態 即電源打開且工作指示綠燈亮 出現報警時 應檢查腕帶佩帶狀況及更換所使用的腕帶 1 在人員離崗時 應將腕帶取下掛在工位元上已接地的金屬掛鉤上 以防誤報警 在重新回到崗位 戴好腕帶後方可工作 2 在工作時 必須保證監控儀處於工作狀態 即電源打開且工作指示綠燈亮 在工作過程中 出現報警時 應檢查腕帶佩帶狀況及更換所使用的腕帶 EPA區域物料監控 對檢測合格的物料進行標識 對於小件料 如手腕帶 指套 手套等物品 將ESD檢測標識貼於其外包裝袋 盒 上 對於大件物品 如貨架 運輸小車 工作椅 注塑周轉盒等物品 對其進行編號後方可投入使用 迴圈使用的防靜電物料 在使用過程中以物品上的編號 批號 為依據進行跟蹤管理 各生產線對所在區域的迴圈使用的防靜電物品進行跟蹤管理 EPA區域迴圈使用物料監控 對重複使用的防靜電物品 實行編號 或批號 管理 在生產或投入使用前進行編號 在以後的使用過程中以該編號進行追溯管理 對於無編號迴圈使用的防靜電物品在生產過程中進行停用並隔離 EPA區域物料監控 注塑類周轉合 注塑周轉盒的編號應包含該物料的生產日期 或來料日期 和物品本身的序號 批量中的編號 兩部分 例如 防靜電周轉盒的一個編號為 60122003 其中前面的 60122 表示該周轉盒的生產日期是06年1月22日 後面的 003 表示這一批中的第三個 在使用過程中以編號進行管理 注塑類周轉盒的最大使用時間為五年 編號51109101 有效日期至2010年11月9日 吸塑類周轉盒 吸塑類周轉盒 盤 小的元件盒等物品 在使用過程中以批號進行跟蹤管理 例如 2006 03 在使用過程中出現破損 髒汙嚴重的立即報廢 吸塑類周轉盒的最大使用時間為三年 批號為2007 11 有效期至2010年 11月 防靜電屏蔽袋 用於裝流程卡的防靜電屏蔽袋 應與產品包裝用的防靜電袋區分 過程使用中的防靜電屏蔽袋應在袋子上印有有效日期 其具體格式為 有效期至2007 5 30 在後繼使用中 以袋子上的日期進行報廢處理 處理日期誤差小於5天 對於使用不到三個月 存在破損 嚴重皺褶的進行報廢 有效期至2009 9 31日 處理時間為 5天 防靜電文件袋 裝作業指導書的防靜電檔袋 在生產時要求供應商加上批號標識 該批好標識為盒子的生產年月 例如070329 在使用過程中以批號進行跟蹤管理 其最大使用時間為三年 防靜電海綿 迴圈使用的黒色防靜電海綿 在來料時檢驗 因其為永久性防靜電材料 劃為小塊使用後 在使用過程中出現不能固定器件產品時 則需淘汰掉 EPA中要使用防靜電的工具 如防靜電的鉗子 防靜電毛刷 防靜電鍵盤 滑鼠 防靜電筆等由製造工程部確認 指定品牌型號 非指定品牌型號不得使用 其他易消耗件 CRT監視器 在EPA使用CRT監視器 對於距離ESDS器件操作區域大於1米使用的CRT顯示器可以不使用接地屏保 對於距離ESDS器件操作區域小於 等於 1米使用的CRT顯示器 要求在CRT顯示器的前端採取遮罩防護措施 即在前端加防靜電的透明盒或接地視保屏 當CRT附近放有ESDS產品時 嚴禁開關CRT顯示器電源 防靜電工作臺 工作椅 防靜電工作臺 工作椅 應能通過支腳或輪接地 檢測不良品時 需將不良品做出停用標識且隔離 物流小車 貨架 物流小車 貨架等在來料檢驗合格後 進行編號 編號完成後才能投入使用 使用過程中嚴禁拆卸和重組 重新組裝後的需檢驗合格後才能使用 同時應能通過支架 輪子或金屬鏈等方式接地 需有如 HJ161 和 淨化間專用物流車 類似的標識 需有如 HJ161 類似的標識 防靜電指套及手套 防靜電指套當班用後必須更換 若防靜電指套破損 髒汙應立即更換 防靜電手套 含半指手套 在連續使用兩周時間後 進行更換 指套的正確使用要求有 A 確保無破損 B 沾染髒汙應及時更換 C 避免赤手觸摸指套的手指部分 需注明投入的日期或到期日期 工衣工鞋要求 對於防靜電工衣工帽 要求供應商生產時在物品上的適當位置加上生產日期編號 使用過程中按公司相關檔要求進行週期檢測 以報廢不良品 防靜電工衣類的最大使用時間為三年 防靜電工作服要求拉上拉鏈 系好紐扣 穿戴整齊 袖口應與皮膚緊密接觸 員工自查 13077為批號 09 10 04為生產日期 最大有效期至2012年10月4日 測試板 使用防靜電電木板製作的夾具 測試台等實行編號管理 嚴禁私自改動編號 其他非ESD材料防護要求 EPA內使用的非ESD安全的物品 如普通鍵盤 滑鼠 掃描器 顯示器塑膠邊框 酒精瓶 吸煙筒等 應在外表面用鋁薄膠帶包裹 顯示器要求包裹並接地 要求電阻小於20歐姆 由使用人員每週測量一次 備註 圖中鍵盤為ESD的材料 非ESD包裝材料進EPA控制 對於非ESD包裝材料 如VPD底座的普通塑膠包裝袋 吸塑盤等物品 應在ESD控制區域外 崗位 將非ESD的包裝材料拆除後再將物料拿到生產線工位內 電烙鐵使用規範 烙鐵焊頭應進行硬接地 從焊頭至接地系統的電阻理論要求為小於2歐 在查證時可以為小於20歐 點檢頻次 2次 班 多用途電源插座要求 接線板插板要求使用經過物業管理部確認的品牌 瑪尼 插板 其他品牌的電源插板不得使用 ESD控制 粘膠帶 粘膠帶的使用必須控制到最少 如果必須使用 應使用ESD安全的膠帶如 3M40或42 對非ESD安全的膠帶 在撕膠帶 貼膠帶和揭膠帶時應考慮在離子風機下進行或遠離產品12英寸以外進行 維修設備 聯接電線等禁止使用粘膠帶 ESD膠帶 撕貼膠帶會產生很高的靜電 由於膠帶是絕緣材料 產生的靜電可以保留較長時間 不是生產工藝必須的膠帶必須從工作臺上拿走 嚴禁使用膠帶來固定物體或電氣維修 ESD安全物料 PE袋 ESDTray 非ESD材料Tray 普通紙 計算器 普通膠帶 零部件料盒 ESD材料的檔夾 ESD材料的椅子 淨化紙 許可的筆 拉圾筒 ESD遮罩包 保持非ESD材料與我們的ESD敏感產品30CM以上距離 進入EPA的物料控制原則 Noentring 進行EPA區域的物品最好都是ESD材料 如果確實沒辦法 請遵循以下原則對非ESD物品進行控制 取消 替代 工程控制 警告提示 儘量在EPA不使用非ESD材料的材料 不滿足ESD條件的物品進行隔離使用 如果不能取消的 則儘量的購買ESD材料的物品進行替代非ESD的 如果購買不到符合ESD的物料又非使用不可 則儘量的採用固定等工程控制 不要讓物品隨意的進行移動 如以上三種方式仍不能採用 則對該物品進行標識 提示使用者操作過程注意ESD的防護 氣壓要求 EPA內大氣壓力應在86 106Kpa範圍內 採用準確的氣壓計測量EPA內的大氣壓力 並在每日的同一時間測量和記錄一次 不能滿足上述要求時 應採取調壓措施 當氣壓波動不大 不要求每日記錄 如連續一個月測試得出的大氣壓力都不超 可以一周測試記錄一次 濕度要求 濕度HumidityEPA內應裝設有濕度調節裝置 保持其室內相對濕度在40 70 範圍內 採用準確度優於 2 的濕度計測量EPA內的濕度 要求每日測量和記錄一次 溫度要求 溫度TemperatureEPA內應裝設有溫度調節裝置 以維持其室溫在20 26 的範圍內 採用準確度優於 0 5 的溫度計測量EPA的室溫 要求每日測量和記錄一次 離子化 對絕緣材料接地並不能消除所帶的靜電 要消除所帶的靜電需要使用離子風機 離子風機的作用是在局部形成離子平衡的環境 它產生的離子可以在較短的時間內中和目標物體上多餘的電荷 風扇很髒不但有Contamination的問題 影響離子產生 同時由於有大量Particle存在 反而會帶來ESD問題 應定期 每週 用IPA對風扇和發射針進行清潔 工程部執行 有維護標籤 一要定期對風機校準 二要定期進行清潔維護 指示燈亮 表示在工作 應打到 60 最大風速 產品區域 距離不遠於80CM 去離子風機 去离子风机使用规范要求 員工ESD培訓 新飛通公司操作 接觸 ESD敏感器件的所有員工都必須每隔一年進行一次週期性的ESD培訓 每年的八 九月份定為ESD週期培訓月 HR提前1個月通知有關部門的本年度以前入職人員參加培訓 通過考試且成績達到80分為合格並記錄成績 EPA接地要求 注意 1 哪層儀器地線需接哪層銅塊 2 3 儀器接地線規格為1X2 5mm2銅線 4 5 若雙層工作臺則只有上 下作層 6 儀器接地線的兩端都要改用新墊片 7 所有工作臺的接地銅排安裝在工作臺的左上角 萬用表接地檢測 1 檢查測量工具是否正常 將萬用表置200 或自動電阻檔 將兩表筆短路時 正常應指示 0 值 對於指示值不為 0 應記錄該顯示數值 以方便進行後繼的計算 對於大於1歐姆的儀錶則需維修處理 2 用萬用表200 電阻檔測量儀器設備使用部位的金屬部分 不含活動部分 等硬接地設施與ESD地線公共接地點之間電阻 測量方法見測量儀器接地電阻測量圖示 應在儀器電源開啟前測 以免干擾造成數值偏大 其值應低於2 3 當使用的儀錶在1步驟操作中不顯示 0 時 2步驟中的實際測量值應為2步驟中的顯示值減去1步驟中的記錄值 如何進行接地測試 手腕帶插孔接地電阻測量是測相鄰工作臺手腕帶插孔之間電阻且插座每個插孔都要點檢 測量值應低於2 在點檢時要檢查插孔座是否鬆動 有鬆動的要通知物業部維修後才能使用 對於使用手腕連續監控儀的崗位不需要進行手腕插孔接地電阻的檢測 手腕插孔的檢測週期為點檢 對於單張工作臺的情況 手腕插座的電阻測量改為插孔對ESD公共接地點之間的電阻 並且要求檢查到工作臺的接地線是否存在脫落和鬆動 手腕帶插孔電阻測量圖示 測量儀器接地電阻測量圖示 表筆一頭與ESD公共接地點 另一頭為設備的金屬端子接觸 接地銅柱牢固性檢查 現場管理員應每日巡查各工位上的銅柱 螺釘目識檢查 看是否鬆動或脫落 如有找有關人員處理 接地連接點要求 各接地幹線之間的連接應採用釺焊 熔焊或壓力連接件 卡箍等進行搭接連線 接地點檢記錄 對於由多台儀器設備組成的測試系統 要求所有儀器都進行測量 記錄一個最大值作為該系統的接地電阻記錄到點檢表中 崗位ESD等級標識 區域各工作崗位應該標識有靜電防護等級標籤 崗位ESD控制等級標識 1B EPA區域標識要求 EPA區域需使用正確且明晰易辨認的邊界和標識 物料的擺放要求 在EPA中 易於產生摩擦靜電的小物品遠離ESDS產品30釐米 對於普通紙張 紙袋等類似物品 應在人離開時裝在透明防靜電包裝袋內 最好遠離ESDS產品30釐米以上 30cm 過程防護要求 不能用手去觸摸ESDS原材料 已拆原包裝的ESDS材料不得與易產生靜電物品放在一起 在使用保鮮膜纏繞防靜電周轉箱時在保鮮膜下面必須使用一個空的防靜電周轉箱或防靜電箱蓋進行隔離 轉運時 上面需放置一個空盒蓋子 疊放層數要求 防止物品跌落 堆積的物品要整齊並且不可堆的太高 包裝盒的允許的最大重疊層數 25層 25層 32 23 2 4cm的小型周轉箱堆放高度不能夠超過8箱 34 5 27 12 5cm的中型周轉箱堆放高度不能夠超過4箱 60 50 40cm的大型周轉箱堆放高度不能夠超過3箱 物料擺放順序要求 物品落架時 從底部向頂部進行 在卸空下層後再向上進行 物品上 落貨架上架時順序是從頂部開始向底部進行 在裝滿上層後再向下層放置產品 ESDS在EPA內的周轉運輸方法 1 跨工位轉運時 將ESDS器件 產品 放置到防靜電性能材料製成的周轉容器中 手拿盒子進行轉運或者使用接地的物流小車進行轉運 禁止直接手拿產品轉運 2 相鄰工位轉運時 操作人員採取有效接地後可以手拿產品傳遞 正確的轉運方法 錯誤的轉運方法 靜電的防護 ESDS在EPA外 跨樓層 的轉運方法在非防靜電工作區 應在防靜電工作區使用防靜電材料包裝好後運輸 不能包裝時 應使用靜電屏蔽材料製成的容器運輸靜電敏感產品 錯誤方法 正確方法 進入EPA敏感元件包裝要求 所有的ESDS器件的包裝上是需有ESD敏感標識標識及使用ESD包裝材料 ESD控制思路 電子元器件就像雞蛋 電子元器件對ESD十分敏感就像雞蛋從高處落下很容易摔壞 電子元器件帶有靜電就像一個被舉高的雞蛋不是高度摔破了雞蛋 而是高度的突然改變 摔下雞蛋 摔破了雞蛋 不是高的靜電電壓損壞了電子元器件 而是靜電電壓的突然改變損壞電子元器件 金屬聯接造成的靜電電壓的突然改變等同從高處摔下雞蛋 如果超過這一高度摔下 靜電泄放 雞蛋 電子元器件 將被摔破 損壞 高度 靜電荷的多少 搬運雞蛋 電子元器件 越過障礙物 如何保證雞蛋 電子元器件 不被摔破 損壞 ESD控制思路 第一種解決方法降低障礙物的高度 相當於傳統的ESD控