静电防护作业训练教材.doc

靜電防護作業訓練教材【一】 DATE:2004/11/6 制作：王增阅 一、 靜電的產生： 兩種不同物質的東西在一起，迅即分開，此時靜電就會產生。平常我們一舉手就能產生100V的靜電；從椅子上站起來，就有10001500V的靜電，在地毯走動，則會有1500V以上的靜電；但一般人是難以察覺它的存在。二、 靜電對產品的影響：本公司產品一般皆有半導體零件，在裝配、組合或測試的過程中，由於操作者本身或傳送過程，因磨擦均可能產生靜電荷，這些逐漸累積在操作者身上或單體四周物體之靜電荷，極易對單體上的敏感元件造成傷害。三、 靜電對元件的影響：目前的電子元件 ，尤其是半導體的高集積化，其結構上的網狀精密線路，極易受靜電放電的破壞，若線路完全被貫穿，則此零件就失效產生故障；若沒有完全被貫穿，則會產生降格現象，此種零件裝於電路板上，必會提前失效。這種潛在失敗作用，對品質而言，是堪慮的。雖然此種元件在測試時或可達到規格標準，但現場使用後，將會提前失效；以下附表為各敏感元件可能受到靜電危害的電壓值。特別注意：在超過額定電壓值之1/4以後，此元件就會產生降格現象。附表：各種元件可能受到靜電危害的電壓值元 件 種 類危 害 伏 特 數元 件 種 類危 害 伏 特 數Film resister3803000VSurface Acoustic Wave Device150500VSchottky diodes3002500VSCRS6801000VCMOS2503000VECL5001500VEPROOM100VGaAs FETS100300VJFETS1407000VMOS FETS100200V對無法確定是否為靜電敏感元件時原則上對3隻腳以上之半導體元件，均需作靜電防護。四、 靜電防護環境應採取之措施：1、 工作桌應鋪靜電桌墊。2、 工作人員應戴防靜電手環。3、 半導體零件及單體需置放於導電盒或防靜電盒內。4、 工作場所之鐵架、儀器、加工器具及設備等均需接地。五、 靜電防護的基本原則：1、 敏感元件A、 不可插在保麗龍上或用普通塑膠袋包裝，要用防靜電袋或導電容器裝置。B、 勿使元件滑動於任何表面上。C、 不可在普通工作桌上處理敏感元件，需在接地良好的桌墊上處理。D、 任何人員接觸元件時需戴防靜電環。E、 倉儲需集中放置靜電敏感防護區域。2、 PCBA、 拿PCB時只能拿邊緣或者是變壓器。B、 傳送時需將PCB置於導電架或是防靜電籃中。C、 工作時，PCB需置於接地良好的桌墊上，不可置於普通桌面或未鋪防靜電桌墊的桌上。3、 環境與工作人員A、保持工作場所的整潔。B、避免所有的塑膠、乙烯類物品在工作區；如塑膠杯、保麗龍、塑膠梳1、 玻璃紙等。 C、人員避免穿尼龍或人造纖維的衣服；棉與含棉的布料較佳。D、 處理敏感元件時應戴防靜電環，避免做產業較大靜電的動作。如梳頭髮、兩手磨擦.等。靜電環應直接接觸手腕，中間不可間隔衣袖或袖套等物質。E、 接地時不要和電腦或高周波之接地混合共用。六、 靜電防護準則1、 備料A、 接觸敏感元件時，人員需戴靜電環。B、 在接地良好的桌墊上處理敏感元件。C、 零星物料需置放於導電或防靜電容器中，絕不可放在普通塑膠袋中。D、 敏感元件需與一般零件分開放置。E、 要求敏感元件加工廠商實施防靜電措施。2、 生產線A、 工作人員均需戴防靜電手環，非工作人員若接觸敏感元件本體時亦需戴防靜電環。B、 所有工作人員均需在接地良好的桌墊上處理單體及敏感元件。C、 待SMT或插件的敏感元件需置於導電盒或處理過的零件盒內。D、 備用及零星之敏感元件需置於防靜電袋內。E、 單體若置放於輸送帶上端之架上時，需先鋪放接地之桌墊，再將單體放於桌墊上。F、 剪腳人員之工作桌上需使用鐵絲網。G、 所有測試儀器及烙鐵均需接地。H、 工作桌旁及桌墊上勿貼膠帶以免產生靜電。 靜電防護作業訓練教材【二】DATE：2004-11-6 制作：王增阅何謂ESD？靜電就是靜止的電荷ELECTRO STATIC DISCHARG物質表面經由某種過程(如摩擦)而失去電子或得到電子，使帶不流動的電荷謂之靜電。在日常生活中，任何兩個不同材質的物體接觸后再分離，即可產生靜電。靜電源接觸摩擦(Triboelectric)感應(Induction)光電效應(Photoelectric effect)粒子波(Particle Beam)結冰(Freezing)靜電如何產生？靜電產生和形成：1. 兩種不同的物質摩擦，因物質本身材質不同，當物質分開時，有一物質會自另一物質表面得到帶負電荷電子，另一物質則失去電子而帶正電。如下圖：Material A物體AINTERFACE介面Material B物體B2. 日常生活中各種行為產生的靜電2.1 墊板與布摩擦，墊板可吸小紙屑2.2 發梳與頭髮摩擦而帶電。2.3 冬天脫毛衣時，會發出劈啪響聲。2.4 靠近剛關閉的電視，身體毛發聳然2.5 一般工廠工作人員經常工作所產生的靜電強度如下圖示：活動情形靜電強度(V)RH=1020%RH=6595%走過地毯350001500走過塑膠地板12000250在椅子上工作6000100拿塑膠夾、袋7000600拿起塑膠帶200001000工作椅墊摩擦1800015003. 影響摩擦生電電量的因3.1 相對濕度3.2 物質材料3.3 接觸面積3.4 摩擦頻率4. 靜電對電子元件的影響1. 靜電的基本物理特性：1.1 吸引或排斥的力量1.2 與大地間有電位差1.3 會產生放電電流2. 以上可能對電子元件造成：2.1 元件吸附灰塵，改變線路間之阻抗，影響元件的功能與壽命。2.2 因電場或電流破壞元件之絕緣或導體，使元件不能工作2.3 因瞬間的電場或電流產生的熱，元件受傷仍能工作，壽命受損。3. 靜電敏感的電子元件晶片種類靜電破壞電壓(V)VMOS301800MOSFET100200GAASFET100300EPROM100400JFET1407000SAW150500OP-AMP1902500CMOS2503000常用的防靜電設備：防靜電手環、手環測試器、防靜電地墊、防靜電桌墊、防靜電海綿、防靜電料盤、防靜電袋、防靜電袖、防靜電IC料管、防靜電IC料盤標準的工作站：1. 工作桌接地2. 工作桌鋪高防靜電桌墊(桌墊自身與導線接地)2. 工作桌鋪高防靜電桌墊(桌墊自身與導線接地)防靜電標示：製程防靜電措施：流程防靜電注意事宜使用防靜電設備一、進料包裝1. 包裝一律需有靜電防護(如IC管包裝) 防靜電袋2. 紙箱內需有設置防靜電保護(如舖設防靜電袋) 防靜電IC管3. 紙箱或袋上需有明顯防靜電標示 防靜電標識二、進料品管1. 所有電子零件檢驗設備須接地線 設備需接地線2. 檢驗工作桌須設置防靜電桌墊，人員作業 防靜電桌墊 須戴防靜電手環或防靜電手套 防靜電手環3. 電子零件檢驗時，須使用防靜電料盒 防靜電手套 防靜電料盒三、零件庫存1. 電子零件儲存區，必須使用防靜電料盒 防靜電桌墊2. 人員的點料及發料必須戴防靜電手套， 防靜電手套 擺置桌子應舖防靜電桌墊 防靜電料盒四、製造管制1. COPY IC設備接地，桌面舖防靜電桌墊， 防靜電桌墊 人員戴防靜電手環或手套 防靜電手套2. 插件線設備接地(含錫爐，手洗機)，工作人員 設備需接地線 插件必須戴防靜電手環 防靜電包裝袋3. 補件線設備接地(含桌子等)，桌面舖防靜電桌墊， 防靜電手環 人員戴防靜電手環或手套4. 測試桌的桌面舖設防靜電桌墊， 人員戴防靜電手環或手套5. ATE：設備接地，人員戴手環6. B/I：人員進入B/I區存取單片PCB時須戴防靜電手套7. 包裝：單片介面卡或CKD、SKD(單片出貨)時， 應以防靜電袋包裝五、半成品及1. 半成品製造流程工作區域，生產癌幹部應每日檢示 成品管制 半成品或成品作業，包裝是否符合防靜電保護要求八、靜電防制常用名詞定義1. 表面電阻(surface resistance)以二個被定義形狀的電極放置在一表面上，加以一直流電壓V，並量測其電流值后， 計算出電阻值R，其單位為2. 表面電阻率(surface resistivity s)單位面積所跨接的表面電阻，其單位為/square3. 靜電消散時間(static decay time) 靜電充電在一物體達到一定電壓后放電到某一百分比所需要的時間 靜電消散時間 時間(sec)電壓 KV 420九、建立一個靜電安全的工作環境1. ESD的模型：1.1 SSW(static safe workstation)靜電安全的工作站1.2 SSP(static safe package)靜電安全的包裝1.3 ESDS(ekectrical discharge sensitive)對於靜電敏感的零組件1.4 HBM(human body model)人體因摩擦后帶電荷經由接觸后而放電的模式1.5 MM(machine model)被隔絕(isolation)的導致(如塑膠把手的螺絲起子)因摩擦后帶電荷經由接觸后而放電的模式1.6 CDM(Charged device Model)元件本身因摩擦后帶電荷經由接觸導體表面后而放電的模式2. 靜電安全的工作站SSW(static safe workstation)應注意事項：2.1. 接地系統2.2. 環境控制2.3. 使用材料及設備2.4. 標示與隔離3. 訂定工廠作業靜電防制規範3.1 決定產品的靜電敏感級數(Electrostatic discharge susceptibility classification)3.2 現場材料設備的使用與檢查3.3 供應商的評估3.4 進貨檢驗允收標準靜電防護作業訓練教材【三】 DATE：2004-11-6 制作：王增阅1. 目的：1.1. 使SMT自動化部門全部門人員瞭解人員及生產材料對靜電防制的方法，確保SMT生產作業依照程序順暢進行而達到預期的品質水準。6. 作業流程與內容6.1. 管理內容6.1.1. SMT廠房外導電接地施工：使用3支3米長銅棒以45度放射線方向打入濕地上，銅棒端點與導通線並聯連接，導通線由接地點延伸至工廠內。導通線規範為綠色3.5m/m 8蕊絞線，絕緣阻抗須在10 萬歐姆以下。6.1.2.SMT廠房導電接地延伸線施工：為避免與設備接地系統混淆，導電接地延伸線施工時需與設備本體充分絕緣。於接靜電導出防制器材時可將導電接地延伸線絕緣外皮剝去 公分從裸銅