静电概论-王小盒整理

1. 什么是静电2. 静电的发生原理3. 静电的危害4. 静电防止对策5. 静电测试方法,作成者：王小盒2009.07.15,静电基础概论,目录,1. 什么是静电?,英语是 Electrostatic -. 附着在物体,不移动的电. -. 固着在大体中, 静止在一个场所的电. -. 摩擦异类物质或接触物分离过程中发生. -. 附导体得、失电子,出现附导体表面带的电.,Electrostatic Discharge 相互不同电位的两种物体间, 直接接触或电磁场的引导出现电荷交换的现象.,Electrical Over Stress 当外界电流或电压超过器件的最大规范条件时，器件性能会减弱甚至损坏。,静电?,静电放电（ESD)?,特点： 静电的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短，一般都在微秒或纳秒量级完成的。,过度电性应力（EOS）?,车间常见EOS情形： 电源(AC/DC) 干扰、电源杂讯和过电压; 由于测试程式切换（热切换）导致的瞬变电流/峰值/低频干扰很短的EOS 脉冲导致的损坏与ESD损坏相似;测试程式开关引起的瞬态/毛刺/短时脉冲波形干扰; 来自其他设备的脉冲信号干扰，即从其他装置发送的脉冲;,2. 静电的发生原理,静电起电原理 静电起电包括使正、负电荷发生分离的一切过程，如通过固体与固体表面、固体与液体表面之间的接触、摩擦、碰撞，固体或液体表面的破裂等机械作用产生的正、负电荷分离。也包括气体的离子化、喷射带电以及在粉尘、雪花和暴风雨中的带电现象。,摩擦起电,分离起电,感应带电,电子云,摩擦起电的原因： 不同物质的原子核束缚电子的本领不同。 当两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它就容易失去电子，使跟它相摩擦的物体得到电子；物体失去电子带正电，得到电子带负电。,2. 静电的发生原理 - 带电电位,不同的电位对人体的影响,不同动作在不同湿度下的起电电位,一般车间湿度管理30%-60%我们公司40%-60%,3. 静电的危害- 击穿原理,Condenser带电造成的破损,焊锡时受热冲击破损,设计时没有考虑静电防止,瞬间过电流破损,因PCB变形破损,接地不安全造成破损,外力冲击破损,因检查JIG的破损,铬铁破损,涌动电流造成的破损,半导体破损原因,半导体破损原理,吸尘（缩短寿命）放电破坏（完全破坏）放电产生热（潜在损伤）放电产生电磁场（电磁干扰）,常见静电对电子产品损害的四种形式：,3. 静电的危害- 击穿电压,功率场效应管,电可编程只读存储器,PN结场效应管,运放,互补金属氧化物半导体,振荡器二极管,膜式电阻,双极面结型晶体管,振荡器晶体管,部品别击穿电压,只需要10V的ESD就可毁坏IC内部的某些极小零件和迹线,基本要求,4. 静电防止对策-基本措施,创造没有静电的作业场所-正确接地等 防静电对策有效实行确认半导体的保管方法及运营方法防静电进行 作业者防静电教育防静电对策定期点检-工程进行、PQC进行等,具体措施,通过各种设备及人体的接地预防取极中发生伤害.,产品自身内性强化,制造工程的对策,通过回路保障对ESD内性强化, 做到被害的最少化.,设计方面latch up现象,4. 静电防止对策-接地,人员接地（腕带（0.81.2） 106 ；鞋对地电阻 109 ）设备和工具接地： 1.0 环境：地面、货架、活动设备对地电阻1 109 ,车间接地电阻,大地接地方法,工程接地方法,接地铜板,接地线,1 接地 板: 其它金属物质 1m 与避雷针隔离 2m 以上, 埋入地下. 铜板: 厚度 0.7mm以上, 面积 900以上, 埋设深度: 750mm以上 铜棒: 直径 8mm以上, 埋设深度: 900mm以上2 接地线规格 铜线: 直径 2.6mm以上, Al线: 直径 3.2mm以上 朔料套管: 内压 600V 承受3 接地种类 1种接地: 人体静电用接地, 10 以下 3种接地: 设备 及 电源接地, 100 以下4. 接地主干线的连接方式应采用钎焊。,设备A,设备B,设备C,设备D,设备A,设备B,设备C,设备D,地线接地方法,NG,OK,OK,从接地电阻测定部位到接地线末端电阻,4. 静电防止对策-日用品,静电手环 （Wrist strap） Wrist Strap Checker 的电阻一般区分为3种范围 800K10M , 表示Wrist Strap正常动作 10M 以上 Band 松动造成接触不良或 Cord 的端子 Band 污染 800K 以下 Wrist Strap 内装的 1 M 电阻破损快速放电造成 Spark或Noise. 因此在电阻范围内修理好或交换.,测定条件：佩戴手环并在作业前测定。 点检频度：: 1次/日(作业开始前)判定基准： 测定仪的点检结果显示 “Ok” 测定方法：万用表或者静电测试仪 保护电阻要一周测定一次 (1M10%),Wrist Strap的内侧带必须与皮肤直接接触。 (不能佩戴在衣服袖或手套上) Wrist Strap的内侧带不能佩戴松动。 铗子一定要去人体接地线连接。,1.静电手环佩带方法：,2.静电手环测定基准：,保护电阻 1内装(人体逆流防止),4. 静电防止对策-日用品,防静电台垫Conductive Mat,表面电阻应达到 106 以上 1010 (20 RH=65%) 上层是绿色,下面是黑色的2层或3层 layer 构成. 绿色(上层): Static dissipative材质的耐湿性材质,一定电阻维持 黑色(中层): 含有碳元素. Conductive 材质, 黑色(下层): 橡胶成份, 缓和冲击,绝缘.,1.防静电台垫放置方法：,2.防静电台垫测定基准：,防静电Table 垫盖在作业台/部品保管Rack上后连接接地 Mat的 厚度 : 3mm 6mm, Mat的大小比作业台大 50mm承诺. 分离的各 Mat 内装 1 M 电阻 Cord 使用的 1种接地. Mat 铺在地面使用时电阻与地面电阻同一管理. (地面材使用规格定为 25,0001,000,000 - UL,NFPA,AMCR),防静电台垫表面电阻基准： 1061010 为了测定表面电阻测定仪底部的Probes，要使材料的表面产生摩擦。 Ohms per Square, Surface Resistivity Indicator上的灯亮了以后读出LED上显示的数值即可。 另外： 1031012Conveyor Belt,PUSH,4. 静电防止对策-其他用品,通过摩擦发生的静电,快速向空气中放电，防止静电.(普通 100V)这种原理 BOX自体有一定的电阻（静电分散材质:10 109 ）,引导自然放电.,使用Antistatic材质,外部出现电,磁场变化也不会受影响,防止了静电的发生. Stick内部是特殊化学处理的半导体（抗静电添加剂）表面做成的, 不能重复使用超过4次.多次使用后表面的添加剂膜容易被IC腿刮掉。.,防静电海绵、周转箱等,IC Stick, 朔料袋,加湿器,通过加温提高空气的相对湿度,降低表面电阻直达到物体放电能力. 相对湿度根据现场,一般 60%-70% 设定适合.,5. 静电测试方法-接地电阻,接地电阻测定法,测试顺序:1) 把E端子接到建筑物的Earth Line2) P/ C 端子从 E 端子开始分别插在约5 m 10 m 支点以后3) B / V / 选择电钮放在。4) 按下Push s/w，转动调节电阻的拨号盘把指针调整到 “ 0 ”。5) 这时拨号盘的刻度读出来的数值就是接地电阻值。 接地电阻基准 - 1项接地： 10 (1次 / 6个月) - 3项接地： 100 (1次 / 6个月) 铜线基准 : 直径 2.6mm,接地电阻测定仪,5. 静电测试方法-表面电压,ESD Checker 使用方法,测试方法：按下Power按钮电源开启，此时为测定准备状态。 从测定仪发出的两束激光聚集为一个点照到被测物体时，在这个位置确认测定值。 被测物与测定仪要成直角状态时测定。 被测部位一定要在摩擦状态下测定。 防静电基准： 100V 以下,激光发光部位,激光发光部位,5. 静电测试方法-烙铁泄露电压,在有电源的状态下测定 * 防止因烙铁漏电引起的半导体破坏及热化 * 烙铁必须接地 测定接受电源的烙铁 Tip 最尖端和接地线之间的 AC Voltage 或泄露电阻 按照泄露电压 (0.01VAC ) 或电阻值(10以下) 基准管理1次以上 / 1天 用 Scope 测定时要满足 3V 以下 泄露电压, GND 电阻中至少管理一个项目,烙铁泄露电压测定方法,具体测定方法,使用方法及顺序,1.Power 电源 ON2.CH选择 :CH1 或CH2 注意:要选择插测试线的端子对应的CH3.MEAS（范围）按键.4.选择要测定的项目 (每按钮时自动跳一个档)号按钮，转换 Page. *泄露电压测定基准是 Peak to Peak. 和 按钮利用放在Peak to Peak 按 号 OK按钮.按Scope钮 用 Scope成测定条件按Clear Menu钮 ，会成测定画面的条件.9.接触在要测定的Point上，泄露电压值会在测定值位置上出