静电防护工作教材

1、静电防护工作教材2静电防护训练课程大纲1.静电放电ESD的介绍2.如何进行静电防护3.ESD防护的物品设备介绍静电放电ESD介绍第一节4第一节：静电基本常识什么是电荷? 电荷测量单位?静电和移动中的电荷? 什么是静电？静电泄放(ESD)静电的基本物理特性静 电 如 何 产 生? ESD的风险？ 静电造成的破坏形式？静电造成的损害？静电放电三种模式？5 闪电的产生,相信许多人心中曾有过的疑惑.每一个向下击落的闪电,都是由于雷电云层中释放出的大量积累电荷至地球表面。6什么是电荷?接触面当二种材料接触,由於在材料A中其原子核对其最外围電子的吸收力较小, 因此附到材料B上, 最后A极性为“+”, B为

2、“-”.于是产生了正,负两种电荷.71.1基本概念电荷测量单位电荷是用库仑为计量单位；一库仑等于1018个电子；电子带电量等于10-19库仑。81.1基本概念静电和移动中的电荷当在物体上的电荷是静止时，它便是静电；当电荷移动，就形成电流；当1库仑电荷在1秒中通过被测量的一点时，电流为1安培。9微型闪电也有可能自己创造出来.首先,将你的鞋子沿着地毯拖行,鞋子由地毯吸引电子,使你带有静电荷.10然后伸手靠近金属门把如同雷电云层下的大地接受并消散积累在你身上的静电荷;当你靠近门把时,电弧如微型闪电般产生.11这个由我们所产生,能够目视及感应的静电泄放,持续时间不超过1秒;且其涵盖的范围由2000V-

3、25000V.12然而我们身边的一般物体却常常潜在低于2000VV-远低于人类所能感应到的防卫;快速移动的静电荷便能够击伤或损坏敏感元件.13若两物体间的电位差足够大，则一物体上的电荷会穿破中间的障碍，跑到低电位的物体上，我们把这种现象叫“静电泄放” 皆称为Electrostatic Discharge,或ESD-“静电泄放”。然而，是什么原因造成ESD？1.1基本概念ESD14如同我们先前看到的,二物体相互摩擦造成电荷转移。当鞋子摩擦地毯，电子便经由地毯转移到鞋子及人体，并以负号作表示。正负电荷的产生是因为两物体是由不同材料组成。15因此，在这个例子中胶底些与人体由尼龙地毯获得额外的电子，使

4、人体带负电（用静电压测试器可以明显的看出）16同时，地毯因失去电子而带正电，人体的静电压升高，使人体必须经过任一导电性物体泄放。因此当你接触门把时电火花便产生，-这就是ESD。17当两相同材料的物体接触分离后也会产生静电，特别是一般的塑胶制品。左图为而胶带相互排斥的现象，所带的电荷相同。18当人体处于高电场的环境中,虽然不接触带点的物体,但也回产生强大的电压. 19什么是静电？ *结论:静电一般是指 静止 电荷,指物体表面出現不平衡电子,由不足或过剩的電子总量決定表面电荷量,电子不足帶正电,电子过剩帶负电.注意：电荷如果保持在 静止状态下是安全的!20静电的基本物理特性1.有吸引或排斥的力量.

5、( 2.有电场存在,与大地有电位差.(3.会产生放电电流.( 14r)静电的基本物理特性21静 电 如 何 产 生?*静电的产生有四个途径。1.接触分离（最常见的“摩擦”）: 当两个物体表面紧密接触,然后在分开时,一个物体的表面就会因失去电子而带正电荷, 而另一个物体的表面也会因得到等量的电子而带 负电荷. 当帶电的物体产生静电场時, 感应生电现象就产将一块导电体放置于感应导体中,它将会获取静电荷,而全然不必与原帶电子接触.22+ Hand 人 手 Asbestos 石 棉 Glass 玻 璃 Human Hair 人 發 Nylon 耐 隆 Wool 羊 毛 Lead 鉛 Silk 絲 Pa

6、per 紙 張 Cotton 棉 花 Steel 鋼 鐵 Wood 木 材 Acetate Rayon 醋酸螺瑩絲 Orlon 奧 龍 Saran 莎冉樹脂(包食物用透明膜) Polyethylene 聚乙烯樹脂 - Teflon 鐵氟龍ESD的风险更多正电更多负电制造业中常用的材料23制造工位的静电发生实例人行走时（鞋底和地面的摩擦、衣服的摩擦） 摩擦带电管路中液体、气体的流动 流動带电液体、气体从小孔中噴出 噴出带电储存槽内液体的流动 搅拌带电液体、气体细小分开的飞散 飞沫带电撕掉胶带（撕掉保护膜） =剥离带电在带电物質的附近放置模块的话，模块带电 诱导带电24 ESD的风险25半導体裝置

7、的靜電敏感度-靜電敏感器件 (Static Sensitive Device 簡稱SED）26ESD的风险1.而敏感器件只须20Volts便能被损坏（大部分1000volts）2.大部分的静电破坏是潜在的，并不能够被马上识别出。3.找出静电破坏的证据和根源一般相当不容易，而且成本可能很高。27*主要问题是抵押 (1) 微污染. 因为任何时候晶片本身或空气中的灰尘粒子带 有电荷,在它附近即会出现一个电场,靠近这些材料将感应由此被极化. 库伦力F即会出现并将它们拉在一起, 如果两者带 有不相同的电荷,那结果更不用说了 静电电荷对电子工业的影响由于B上发生极化而感出库伦力F28减少污染的需要 为了消

8、除微污染，对于有的产品即使对大电流不敏感，但对尘埃污染敏感的元件也需要进行静电的防护，如FPC原材料，避免造成FPC异物，29(2) 静电失效 大规模的生产,包装或测试过程中,静电放电对电子装置所造成的危害是无须置疑的.随著对器件体积各容限的要求的提高,电路尺寸也已不断地减少,但这也使得器件对静电放电的危害的承受力的将别是在专为越来越低的工作电压所设计的电路中,微小的电荷就能导致致件损阶段发现问题并解决问题所需的费用多花100倍以上.静电电荷对电子工业的影响30静电造成的损害*1.元件吸附灰尘,改变线间的阻抗,影响元件的功能及寿命.2. 因电场或电流破坏元件绝缘层和导体,使元件不能工作.(完全

9、破坏).3. 因瞬间的电场软击穿或电流产生过热,使元件受伤,但仍能工作,但是寿命受损.311基本概念-静电放电三种模式人体放电模式(EOS/ESD-S5.1) (Human Body Model , HBM). 顾名思义知道此为借由人体于走动摩擦产生静电，而影响到组件的模式.机械放电模式(） (电场感应模式Field Induced Model , FIM)指由于外来电场感应产生电荷.带电器件放电模式(EOS/ESD-S5.3) ( Charged Device Mode,CDM).上述FIM模式中当组件被移离开电场,巧遇机缘将电荷引导接地就变成导接地就变成CDM模式。32电子产品从生产到使用

10、的全过程,从器件制造到插件装焊,整机装联,包装运输直至产品应用都在静电的威胁之下.易遭受靜電破坏的場所如何进行静电防护第二节34第二节如何进行静电防护？ ESD防护的首要认知材料的类型认识环境的湿度的考虑防静电工作区靜 電防護基本原則原则一:在静电安全区域使用或安装敏感元件原则二:用静电屏蔽容器运送敏感元件或电路板原则三:定期检测所安裝的静电防护系统是否操作正常原则四:确保供应商明白及遵从以上三大原则其它静电防护的原则导电性物体的静电消除非导体静电的消除静电防护工作中,作业人员应注意事项35第二节如何进行静电防护 -防护的首要认知ESD的首要认知是:你个人是整个防制过程中最重要的一部分,ESD

11、主要症结在于人员的管理问题.缺乏人员的完全参与,任何的防护计划均无法实行.36和电子器件相比之下，我们敏感性极差 ：1。人能 * 感觉到：20003000Volts 听到：40005000Volts见到： 5000Volts2。大部分的静电破坏是潜在的，并不能够被马上识别出。而敏感器件只须100Volts便能被损坏（大部分1000volts）3。找出静电破坏的证据和根源一般相当不容易，而且成本可能很高。第二节静电防护-缺乏管制意识的主要原因37第二节静电防护-材料的类型认识*1。绝缘体：绝缘体是个问题，因为静电可以产生和积累其上。最终造成电晕放电电感破坏现象。2。导体：导体也可能是个问题。因为

12、导体造成快速的放电，造成大电流，产生破坏。 3。不完全导体：理想材料，可以让电荷缓慢地排出。 其表面电阻大于等于1X10 ，小于1X10黑膠箱吸塑盤41238第二节静电防护-要求(环境的湿度的考虑)空气中的水气增加空气的导电性，因此减少静电的产生或累积。 相对湿度越高越好（60%）； 高湿度对于一些考虑（如腐蚀、污染）不利；折中湿度要求40%-60%； 低于30%的湿度对于Class 1防御要求十分困难；湿度的作用类似离子风机，但效率较低。湿度在50以上ESD变小相对湿度静电电压100%39第二节静电防护-靜 電防護基本原則离子风机防静电桌 垫防静电工作台屏蔽袋防静电地 板警示标贴1.隔离/屏

13、蔽控制2.等电位控制3.接地控制防静电工作站原则一:在静电安全区域使用或安装敏感元件40静电安全工作区2静电屏蔽容器静电安全工作区1第二节静电防护-靜 電 安全區域导电材料及接地系統,使产生静电运动物体及時洩放或中和.规定在該區域內任意两点之间的静电电压不得超100V.(CLASS1)注意:静电工作区域标志为黄黑相间的斜条纹，线条宽度为2 5 cm，如下图所示 防静电标志应符合GJB 1649的规定，如下图所示 静电安全区域41第二节静电防护-防静电工作区*防静电工作区:由各种防静电设施、器件及明确的区域界限形 成的工作场地。*公司内部由黄、黑双色斑马线围起的区域为防静电工作区。防静电工作区域

14、42第二节静电防护- 原则二:用静电屏蔽容器运送敏感元件或电路板.静电敏感元件应在必封闭的导电容器存放或运输,只有在静电防护工作区或容器置在接地的静电表面,才可打开防静电容器. 黑色静电料盒 Tray 盘 43厂內运输把静电敏感元件放于周转箱或可再用静电电屏蔽袋或TYAY中.送往另一个部门送往另一个部门静电屏蔽袋 周转箱44厂外运输必须把完成品存放于静电屏蔽包装材料內静电屏蔽袋內45第二节静电防护-原则三:定期检测所安裝的静电防护系统是否操作正常.a.定期测试静电环及静电鞋的接地电 阻是否介于1至10百万欧姆內.静电测试仪手 环静电鞋46B 定期测试桌垫接地电阻是否介于1至10百万欧姆之内及检

15、查接地通路.表面阻抗测试仪47测试在用屏蔽袋是否符合规格48使用规定的清洁剂清洗防静电工作取域内桌垫和地垫49及时向静电防护人员报告问题并予以记录50第二节静电防护-原则四:确保供应商明白及遵从以上三大原则.51第二节静电防护-其它静电防护的原则*避免静电敏感元件及电路板与塑胶制品或工具接触,如计算器,电脑及电脑线端.*把所工具及机器接上地线.*用防静电桌垫.*时常遵巡公司的电气安全规定与静电防护规定.*禁止没有带手环的员工及客人接近静电防护工作站.*立刻告有关引致静电电破坏的可能.52第二节静电防护-静电的消除方法*导电性物体的静电消除方法.*非导体的静电消除方法.*记住在静电防护过程中打算

16、将静电完全消除是困难的,但是我 们可采取措施,将静电的产生和积聚控制在最小限度之内.53第二节静电防护-导电性物体的静电消除*导电物体的物理性是物体中的电子可以自由移动,电位会迅速一衡,达到每点电位相等.*电子自由移动特性,给导电物体接地,给予不平衡电子一个通路, 将多余的电子释放至大地,即可消除物体带的静电.54第二节静电防护-运输过程中为何接地在静电敏感元件的输送过程中,外界的电场能透过绝缘性材料的容器及包装袋,破坏包装袋及容器内的ESDS器件.外电场穿透绝缘材料导电性将外界电场隔离55第二节静电防护-非导体静电的消除非导体的电荷无法在物体中自移动特性,要想将其表面电荷消除,只能采用: *

17、环境控制温度和湿度. *用静电导体制品取代非导体制品. *采用静电消除剂. *采用静电屏蔽.561. 静电衣必须确实穿著以确保无内层衣物外露,避免其它饰物碰触元件, 及肩长发应绑束于脑後,再戴静电帽.第二节静电防护-静电防护工作中,作业人员应注意事项:572. 减少手与静电敏感元件间非必要的接触，且愈少愈好。第二节静电防护-静电防护工作中,作业人员应注意事项:58*3. 敏感元件置於静电消散桌垫上时应将元件pin脚朝下,元件的线脚可藉此得到保护。第二节静电防护-静电防护工作中,作业人员应注意事项:594. 请勿在任何工作表面滑动静电敏感元件。滑动造成摩擦并进而产生静电荷。第二节静电防护-静电防

18、护工作中,作业人员应注意事项:605. 处理IC元件时应将接触元件本体，避免碰触线脚，线脚是最容易造成元件损坏的传导路径。第二节静电防护-静电防护工作中,作业人员应注意事项:616. 不可将元件置於防护容器外。第二节静电防护-静电防护工作中,作业人员应注意事项:627. 不可将绝缘材料及高静电物品存放於静电料盒或静电工作区内,比如:塑胶资料夹或书面资料置於容器料，标签应贴於容器外面第二节静电防护-静电防护工作中,作业人员应注意事项:638. 如遇任何ESD问题应立即回馈.及时向静电防护人员报告问题并予以记录.649. 进入静电安全工作区,应遵循公司静电防护程序, 如著防静电装置. 6510.

19、注意静电标签静电安全工作站须以黄底黑字显示静电注意标示(EIA-471)，除非该工作站位於静电安全区域内。标示置放於静电安全工作站外，大小为距离1公尺处可清楚读取标示上之字体。ESD防护的物品仪器设备介绍第三节671.静电手环(Wrist Straps)2.静电扣，防静电桌垫3.容 器4.工作台，送货车5.离子风机.6.静电鞋及静电工衣7.测试仪器第三节静电防护工作站产品68第三节-1、静电手环(Wrist Straps)(一)為何要戴静电环呢? (限流电阻及金属导体) A. 静电释放 B. 降低电压,保护元件及人体 C. 限制电流,使通过人体的电流小于5MA正确配戴: A. 让静电环上金属片

20、充分接触人体皮肤 B. 保证静电腕线确实与接地线连接 C. 每次作业之前必须用静电环测试器测量 人体接地状况; 测试器上绿灯亮并伴有蜂铃声,则表明接地状况良好,可取用静电敏感元件。69第三节-1 、静电手环(Wrist Straps)(二)紧贴皮肤限流电阻确实接地易於分离静电手腕环静电腕线易分离型 限流电阻OKNGNG70第三节-2 、静电扣，防静电桌垫2.处理ESDS元件,工作台应为接地的、去静电桌面。绝不可使用金属桌面代替去静电桌面, 因为金属桌面太容易在电气装置使用的地方存在不少电击的危险。必须使用时需要加静电消散性材料进行于金属表面上进行隔离，如发现有静电胶皮破损变色等情况时需要及时汇报PE进行更换。10610971第三节-3 、容 器在封闭的导电容器或容器盒内存放和运输ESDS元件。 72第三节-4 、工作台，送货车为保护ESDS不受到外部强静电场的影响，运送ESDS的防静电运输工具应由 高导电性材料（建议使用不锈钢）制作，车子经常固定时要求硬接地。73第三节-5、离子风机(一)必须在专用的地方安装离子风机。 1.悬挂式离子风机应悬挂在离工作台面60厘米的高度，离子风机的出风口不能有异物阻挡。 * 离子风机