ESD培训文稿ppt课件

1、ESD靜電放電Electro Static DischargeESD规范：ANSI /ESD S20.20 American national standard institue1. ESD 引见 原理2. ESD 构成方式及其危害3. ESD 几种模型4. ESD 识别和控制5. ESD 控制6. ESD 推行 Electrical Over Stress(EOS)-The exposure of an item to a current or voltage beyond its maximum ratings. EOS - 指一個IC资料遭到超過其所能負荷的電壓,電流而遭遭到破壞 的狀態

2、Definitions定義 Electrostatic Discharge (ESD)-The transfer of electrostatic charge between bodies or surfaces at different electrostatic potential.ESD is a subset of EOS. ESD - 即靜電放電之意.指不同電位的二個物體之間產生的電荷急驟流 動的現象.4ESD即ElectroStatic Discharge是 静电放电的意思。“两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场的感应引起两个物体间静电荷的转移。静电场的能量到达一定程

3、度下，击穿期间介质而进展放电的景象就是静电放电。静电产生的根源4静电产生的根源当原子的平衡被破坏时，即核外的电子脱离原来的原子子核时，或添加了核外电子的时候，原子就带电荷了。被挖墙角的就带了正电，挖了他人墙角的就带了负电。物体是由原子组成的，当某一个物体整体情势都带负电或正电时候，静电荷就产生了。物体是有千万个原子构成，其内部也有电荷，但没有成趋势，普通不会呵斥损伤，这里不讨论，我们关注的是物体之间。但有一种物体除外，就是IC，在静电方式CDM环节提到。静电产生的几种方式在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分别，即可产生静电。针对导电资料而言，因电子能在它的外表自在流动，如将其置于一电

4、场中，由于同性相斥，异性相吸，正负离子就会转移。针对导电资料而言，同电子能在它的外表自在挪动，如与带电物体接触，将发生电荷转移。见图摩 擦感 应：接触充电：电离极化：静电产生的几种方式 美國Ti公司對某一年對客戶失效器件缘由進行分析統計的結果見下表 ，從中可以看到由EOS/ESD引起的失效占總數的47%。 靜電對電子工業的危害 当代隨著電路的密度越來越大加上産生和積累靜電的资料如塑膠橡膠等大量运用使得靜電越來越普遍存在僅美國電子工業每年因靜電呵斥的損失達幾百億美圆因此靜電防護已成爲電子工業的隱形殺手 。 静电对电子产品会产生哪些影响：静电的根本物理特性为：吸引或排斥，与大地有电位差，会产生放电

5、电流。这三种特性能对电子元件的种影响：降低元件绝缘电阻缩短寿命 INT 元件受损不能任务(完全破坏) 元件受伤潜在损伤对电子产品呵斥干扰甚至损坏电磁干扰 静电吸附灰尘 静电放电破坏 静电放电电场或电流产生的热 静电放电产生的电磁场幅度很大、频谱极宽 静电对日常生活哪些影响：火灾油罐车着火加油站起火油气消费加工过程失火头发难梳理穿脱衣物产生电火花 门把手，电梯扶手“麻手维护膜，手袋难扯开某些小物件难分别ESD 损伤的特点绝大部分看不可见，绝大部分觉得不到，闻不到有些元件受损，但性能无明显下降静电的产生具有随机性静电呵斥的损失很难辨识除带来经济损失外，还会对各层次的制造商声誉带来很大影响 隐蔽性

6、潜在性随机性复杂性 严重性 ESD的几种方式：HBM模型human body model)ESD的几种方式：HBM模型human body model)ESD的几种方式：HBM模型human body model)ESD的几种方式：HBM模型human body model)ESD的几种方式：MM模型machine model)ESD的几种方式：MM模型machine model)ESD的几种方式：CDM模型charged device model)靜電放電除了有人體放電方式與機器放電方式之外 ，另有元件充電方式之靜電放電現象。元件充電方式之靜電電荷是先儲存在浮接的(floating) 積體電

7、路基體(substrate)之中，然後再經由忽然接地的腳位 而放電出來，亦即靜電放電電流的產生不是來自IC外界的 靜電，卻反而是來自IC內部的基體。由於積體電路是處於浮接狀態，累積其中的靜電電荷因同性相斥之物理現象而均勻分佈在積體電路之中。然而積體電路的元件都只製作於晶片外表約幾微米的厚度而已，例如在一0.6微米的CMOS製程技術中，其N-well的深度僅約2微米，N+或P+擴散層(diffusion)的深度僅約0.2微米，但一 晶片的厚度約有500600微米，因此大部份的靜電電荷是儲存在積體電路的基體(substrate)之中。當一具有元件充電模 式靜電電荷之積體電路的某一腳位忽然接觸到地時

8、，累積在該積體電路內的一切靜電電荷便集中向這一接地的某一 腳位而產生放電電流，此種靜電放電電流是由積體電路的內部經由接地的腳位而流出積體電路之外.这就是设计者要思索到又难抑制的技术要素人们对静电的感知See8000VHear6000VTouch3000VComponentDamage15-30VESD的控制有效的静电控制把静电维护设计到元件和产品内消除产生静电的资料与过程驱散或中和静电放电提供对静电放电的物理维护检测过程与环境防靜電鞋的測試- 鞋底电阻105108()。- 把開關打到測試鞋的位置。防靜電手環測試儀 留意要緊貼皮膚。防靜電手套识别 离子吹風机1-作用间隔:1m, 其中0.30.8

9、m范围内的消电效率优于98%靜電敏感元件-一切含CPUIC敏感晶體的電路板和單體CPUIC敏感晶體都屬於靜電敏感资料需ESD防護(不在靜電平安任务站時應放在完全封閉的靜電防護容器內)。 PCCL定義靜電敏感资料1. IC 類(積體電路); 2. 三極管(CMOS 管,電晶體等); 3. Sensor 類(CMOS,CCD,等); 4. 二極體.5.PCB 元件;6.其它半導體元件. 靜電防護等級- A級要求最嚴格，並依B、C、D逐級降低。A級區域內靜電電壓小於50V。B級區域內靜電電壓小於100V。C級區域內靜電電壓小於200V。適用范圍: 一切接觸到靜電敏感零件,組件,半废品的地方,包括生產

10、車間,車間物料區域,工程辦公室,SQA 辦公室,倉庫等防護區域.D級區域內靜電電壓小於4000V。適用范圍: 生產車間靜電防護區域內相關废品站.-A&B類適用范圍: 特殊靜電元件,組件防護區域.-此類由工程專案按機種於作業書定義.機修工位統一运用B級防護.Caution Sign 提示看板SD caution signs shall be posted at each ESD protected workstation and/or at the entrances of defined ESD protected areas.靜電警告標誌必須置於每一個無靜電任务桌,且或在每個靜電防護區域的入

11、口處.警告標誌可如下或類似者 :Caution 留意Static Can Damage Components靜電會破壞资料Handle Items only in Accordance with ESD specification 處理资料必須按照靜電規格行之ESD防护的根本技术手段1.等电位2.接地3.中和4.阻值控制5.静电场屏蔽6.湿度控制7.资料选择和工艺控制防止产生静电8.敏感器件的标注9.维护电路和构造设计提高抗静电才干静电防护的根本方法静电的防护措施走漏中和屏蔽提供走漏通道流掉静电荷提供相反符号的带电粒子中和掉静电荷提供具有屏蔽功能的环境屏蔽静电走漏1、采器具有耗散性的资料。如：

12、防静电台垫、防静电任务服帽、防静电椅、防静电物料盒、防静电袋、防静电周转箱盘等。2、接地。设备、工装、工具接地、台垫、人体运用手腕带接地。静电的防护措施中和利用离子风机吹出离子化空气流中和积累在绝缘体外表产生的静电荷。静电的防护措施绝缘体外表绝缘体外表屏蔽防止器件受静电感应而带静电,如采用防静电屏蔽袋包装元器件。静电的防护措施 +_+建立防静电任务区EPA)EPAelectrostatic discharge protected area 的含义就是静电放电维护任务区EPA就是可以提供器件维护条件的任务区域ESDS器件警示标志ESDS维护标志 共同接地点标志 ESD防护资料界定 Conductive Materials导电资料：外表电阻率小于1x 105 /square,或其体积电阻