电子厂ESD防静电

1、防靜電基礎知識 一. 靜電產生的原理 : 1. 摩擦: 絕緣體之間磨擦而產生靜電 A B + + + + + + + + + + + + + + + 2.傳導: 電荷的轉移, 示意圖如下: A B 電量相等電荷轉移 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 3. 感應: 帶有靜電的物體在電場的作用下使另一 個物體也帶有靜電, 示意圖如下: A B 靜電感應只對導體和半導體才有作用. + + + + + + + + + + + + + + + + + + 二. 靜電電荷產生的種類: 1. 摩擦 2. 分離 3. 電場感應 4. 傳導 三.靜電

2、電荷對微電子工業的影響: 1. 微粒污染: 在潔凈室裏,靜電是使直徑在0.11.0微米 之間的顆粒沉積的主要原因. 當芯片帶有靜電后就很 容易沉積灰塵. 2. ESD(ESD中文意思是靜電電壓放電)失效: 靜電放電 時當放電電流過大, 產生過高熱能, 將會擊穿集成電 路內部線路. 3. 三種擊穿現象: 1. 熱擊穿: P-N破壞 2. 介電擊穿: 氧化層的破壞 3. 金屬汽化: 金屬線被汽化而開路 四.半導體的靜電敏感度: 靜電放電的三種型式: 1. 人體型式: 當人體活動時身體和衣服之 間摩擦產生靜電, 若不及時將靜電 釋放給 大地, 而直接把靜電轉移給ESD敏感裝置 而造成損壞. 2. 微

3、電子器件帶電型式: 在自動化生產過 程中, 一些塑料器件因摩擦產生靜 電, 通 過ESD敏感裝置接觸, 造成損壞. 3.場感應型式: 在有強電場圍繞時, 能通過 感應方法損壞ESD敏感裝置 . 靜電電荷的消除原理: 1. 接地: 將導體材料接通大地, 把靜電電 荷傳導到大地. 2. 離子中和: 用離子發生設備產生離子, 來中和物體表面所帶靜電荷. 3. 屏蔽: 用高導電性材料做成屏蔽層, 使 ESD敏感裝置不受外界靜電場損壞. 一. ESD等級分類及控制程序： 1.ESD等級分類: 2. ESD失效的潛伏性: 有時ESD並沒有把半導體 完全破壞, 而只把元件某部分的品質降低. 從事 ESD敏感

4、半導體等行業應留意以下幾點: 1). 潛伏性的ESD問題: 在任何場合都會發生; 2). 潛伏性的ESD問題: 將會累積起來加深其 損壞的嚴重性 ; 3). 潛伏性的ESD問題: 在運送ESD敏感性元 件, 更加無法估計其產生的可能性; 4). 潛伏性的ESD問題: 不只是影響成品用家, 也會影響各層制造商的維修費及聲譽; 5). 潛伏性的ESD問題: 目前還沒有辦法把此 問題的產品全部找出來. 八、 名词解释： 1、ESD-Electrostatic discharge-静电释放, 即静电电荷在不同电势的物品或表面之 间转移的过程. 2、EOS-Electrostatic Overstres

5、s-静电损伤, 即器件接受静电释放时,其特性产生变化, 通常性能变差,但未完全失效. 3、ESDS-ESD Sensitivity Susceptivility-静 电敏感性（度），衡量一个器件对静电 破坏所能感受的程度，即其特性在不同 的静电水准下改变多少. 4、Antistatic-指材料阻止磨擦起电的性 能，在本文中，防静电材料通常其磨擦 起电的静电电压低于200Volts. 5、Electrostatic Shielding-静电屏蔽，设 置在物体周围的导体屏障以排出外电场 的影响. 6、Conductive Material-导电性材料，在 本文中，这种材料的表面电阻率低于 10E-

6、5，M或体积电阻率低于10E-4.m. 7、In sulative Material-绝缘材料,在本文 中,这种材料的表面电阻率大于10E5.M, 或体积电阻率大于10E-4.M. 8、Equipment Ground-设备接地,电气设 备与硬地电极之间的低阻抗通路.通常为 电源插座的第三端. 9、ESD Ground-静电接地,由导体所组 成的电极,金属带,金属棒等,用来构成连接 带有静电电荷的人或物体与大地之间通 路. 10、Tribo-electric Charging-磨擦起电,当 两个最初接触的物体(一方或变方均为绝 缘体)分离时而产生静电电荷积累. 11、ESD Protectiv

7、e Packaging-静电防护 包装,一种包装方式,可以用来限制静电每 感器件磨擦起电电荷的积累,或者为ESD 器件提供静电屏蔽. 12、靜電逸散材料-材料表面電阻率大 於1x10E5 ohms/square, 小於1x10E12 ohms/square,或者體積電阻率大於1x10E4 ohms-cm, 小於1x10E11 ohms-cm. 13、表面電阻-與材料的同一邊相連的兩 個特定形狀電極之間直流電壓與電流的 比值,表面電阻用ohms表示. 14、表面電阻率-通過單位面積表面的直 流電壓與電流的比值, 表面電阻率是指一 個面相對兩邊之間的電阻, 與面積大小和 它的尺寸單位無關, 表面電

8、阻率用 ohms/square表示. 九、 人员： 凡生产中可能接触到电子元器件或产品 的人遇均需具备一定的静电防护措施. 1、在线生产人员必须佩戴有线防静电手 环方可作业,该有线防静电手环应与专用 之接地线相连; 2、非在线之作业员,设备操作员,现场之 管理干部及周边单位(工程、品管、检测、 企划等)技术员、工程师等需佩戴证明有 效的无线式防静电手环； 3、SMT现场之工作人员,除佩戴相应之 防静电手环外,还应该穿防静电服与防静 鞋; 4、品检人员应佩戴证明有效的无线式 防静电手环,但当检验静电敏感器件(如IC, 电晶体,二极体,晶振)等时,或带有ESDS器 件的产品时的,必须戴有线防静电手

9、环. 3、焊锡修理等应使用瓷质绝缘的电铬 铁/吸锡枪,电热丝部分是低压控温并接地 (三极插头),接地电阻低于10,电线电阻 大于2M,且前端温度控制在36020; 4、各类量测与测试设备同样必须要有 接地.在线测试机和ATE要有专用导线与 接地线相连,如使用三极插头,显示板表面 应定期喷有静电防止剂(一月一次). 5、靜電壓表、靜電場表應能夠检验超過 200伏靜電壓; 6、用於查核ESD不間斷接地的測量儀應 能檢查出小於1歐姆的電阻值; 7、用於測量工作臺表面電阻測量儀應能 讀出1012 ohm電阻率及小於它的值. 十一、 接地： 1、ESD接地可以是设备的接地(使用三 极插座中的第三极),或

10、专用的大地接地, 并保证接地电阻低于1. 2、专用接地线要使用铜编织线、有线 式防静电手环、导电性桌垫、设备上除 电源外和接地器等要通过导线与专用接 地线相连，或者使用导线将上述设施与 三极插座的接地端相连. 3、整个建筑物必须要有一个集中 的接地系统. 4、所有新的专用接地保护线和电 源地线要经过技术人员的全检确认 方可投入使用. 5、用来检测防静电专用接地线的 仪器、仪表等要求能测出小于1的 电阻值。 十二、 搬运、暂存、包装、保存： 1、工程人员依据产品对静电的敏感程度和客 户的要求制定相应的包装作业规范,成品的包装, 保存与运送应依正式的包装规范进行. 2、静电敏感的元器件(如IC,电

11、晶体,二极体,晶 振等)的盛放,包装和保存等,包括领料,发料和用 料退库应使用导电的抗静电盒或袋子/管子等, 或者直接使用原厂包装. 3、静电敏感的元器件在作插入作业时,必须使 用金属容器或有实施防静电对策后的塑胶容器. 4、电子组装的成品和未成品的装载必须注意: 如相关人员未戴防静电手环时,或戴棉质手套时, 不可接触产品.一般不允许将基板焊锡面同向两 枚重叠起来,产品在暂存时,不可使用聚乙烯板 (保力龙)来防尘; 5、用于搬运保管成品的包装箱须使用实施防 静电对策过的送货用箱子及使用隔板来防止基 板焊锡面互相接触,搬运时不可在地板上拖拉箱 子. 6、SMT类成品和半成品存放/搬运时,放置架、

12、 周转箱和台车等必须用金属或导电性材料做成， 其中搬运用台车要有静电接地连并拖在地板上. 7、作业时要注意: 7.1 拿取IC时手指不可触碰到IC脚;拿取 电晶体,FET时尽可能手不要接触到引线 脚部分; 7.2 高频FET或电晶体尽可能安排在最后 插件工站并立即进行焊锡工程; 7.3 拿取基板成品,半成品时,手不可触及 焊锡面,金手指,测试点及配线等; 7.4 作业中掉落地板上的电子ESDS类零 件(IC,电晶体,二极体,晶振等)不可再用或 经过测试再确认OK后才可使用. 十三、 防静电手环的管制： 1、将有效之防静电手环戴在手腕上,务 必保证其金属部位紧贴于皮肤.有线式防 静电手环之接线相

13、应扣好,且接线与专用 接地线良好接触; 2、所有佩戴防静电手环的人员于每日上 班前检查其有效性,并将结果记录于防静 电手环检测记录表(编号:FQC11011B)内, 如有异常应立即更换,新请购之静电环手 环在验收时,亦要经过测试以保证其有效 性. 3、防静电手环的检测方案如下: 3.1 将校正合格之防静电手环测试仪 HAKK0498之接地线与静电环的接地线相 连(夹紧); 3.2 以佩戴防静电手环的手指(尽量保持干 燥)触压HAKK0498之测试盘; 3.3 若测试仪上“LOW”红灯亮,表示该防静 电手环之阻抗小于800K,不能用,若 “HIGH”红灯亮，表示该防静电手环之阻 抗大于9M,亦不能用,若“GOOD”绿灯亮 且伴有蜂鸣者,则表示该防静电手环合格,可 以使用. 十四、 防静电要求符合性验证 1、 制程巡检人员应每日点检生产现场的静电 防护措施的有效性.如有异常, 则以“制程异常 联络单”的形式提出,知会各相关单位立即采取 行动改善. 2、 设备与电气工务人员应每周点检设备的接 地和有效性. 如有异常,立即处理并作记录. 3、 电气设备工程师或品质保证工程师等应至 少每半年一次稽核整个电路板组装工厂的静电 防护状况,包括生产制程ESDS器