《ESD教育训练讲义》PPT课件.ppt

ESD教育訓練教材製作 李清風 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 leafElectroscope 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 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 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 摩擦電序列 靜電防治材料特性 ConductiveMaterial導電材料表面電阻率小於105 sq的材料 ESDADV1 0 MIL 263B EIA 625 StaticDissipativeMaterial靜電消散材料表面電阻率至少為105 sq且小於1012 sq的材料 ESDADV1 0 MIL 263B EIA 625 Anti StaticMaterial抗靜電材料 能抑制摩擦生電的材料 ESDADV1 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 JEDECSTANDARDNO 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 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 固定設備的接地用導體須用1 25mm2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 25mm2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 25mm2以上絞線 網線 為容易發現斷線 最好是未加絕緣的電線 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 CDRule CD法則 Charge distanceRule 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 BasicRule 基本法則 BasicRule 靜電敏感零組件 ESD sensitiveItems ESDSItems 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 VoltageSuppression 帶電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 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 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ACPolarity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 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 5lb 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 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between106and109 sq 內層阻抗值between106and1012 sq 隔板阻抗值between106and1012 sq staticdecaytime 2sec導電型 between103and106 sq staticdecaytime 2sec 靜電遮蔽袋StaticShieldingBag靜電消散型 內層阻抗值between105and1012 sq 外層阻抗值between106and1011 sq staticdecaytime 2sec staticshielding differentialvoltage 30V peak 導電型 內層阻抗值between103and105 sq 外層阻抗值between106and1011 sq staticdecaytime 2sec 靜電手環 腳環Wriststrap heelstrap1M 10 throughstrap靜電消散桌墊 地板靜電消散型工作表面對地電阻值between106and109 sq導電型工作表面對地電阻值between103and106 sq導電地板其接地之電阻值between2 5 104and5 106 sq IC盤 IC包裝管 trays tubes conductivematerial surfaceresistivity 105 sqstaticdissipativeplastics surfaceresistivity105 1012 sq staticdecaytime 2secanti staticplastics triboelectriccharging 100V 靜電消散紡織物品靜電防護衣 帽 surfaceresistivity106 109 sq staticdecaytime 2sec靜電鞋 surfaceresistivity 106 sq導電椅子 推車推車 椅子到輪子的電阻between104and109 sq 人體感應 3000V 元件損害 20V ESDAElectrostaticDischargeAssociationJEDECJointElectronicDeviceEngineeringCouncilEIAElectronicIndustriesAssociationANSIAmericanNationalStandardsInstituteIECInternationalElectrotechnicalCommissionNFPANationalFireProtectionAssociationIPCInstituteforInterconnectingandPackingElectronicCircuitsMIL STD MIL HDBKMilitaryStandard ESDCERTIFICATIONEXAM1 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 50B 150C 1000D