ESD教育训练经典培训教材

1、ESD教育训练教材 训练课程大纲壹.ESD（静电放电）介绍贰.ESD防制之目的参.ESD基本知识介绍肆.ESD基本防护方法及伤害类别伍.ESD防制之设备仪器介绍与使用陆.ESD防制基本作业规范柒.ESD静电防护注意事项及稽核问题点总汇 Definition定义ESD-Electrostatic Discharge静电放电处于不同静电势的物体之间的静电转移该静电势是由于物体直接接触或静电场感应引起.EPA-ESD protected areaESD防护区ESDS-Electrostatic Discharge Sensitive Device静电敏感零件可能在日常操作,测试或转移中被静电场或静电

2、放电破坏的分离组件,集成电路或成品.如Pick up,IC等. EOS -Electrical OverStress电压过应力壹.静电放电(ESD)介绍静电原因:摩擦、剥离、感应.机制:物质因失去或得到电子而带电静电放电原因:电位不同物体间的电荷移转不一定伴随有电弧或火花发生摩擦生电与静电放电人体与地毯摩擦产生静电放电后人体电荷平衡人体经接地后放电剥离生电静电放电模式 人体放电模式 (Human-Body Model，HBM) 机器放电模式 (Machine Model，MM) 组件充电模式 (Charged-Device Model，CDM) 人体放电模式(HBM)的ESD是指因人体在地上走

3、动磨擦或其他因素在人体上已累积了静电，当此人去碰触到IC时，人体上的静电便经由IC的脚(pin)而进入IC内，再经由IC放电到地上去。此放电的过程会在短到几百毫微秒(ns, nanosecond,10-9sec)的时间内产生数安培的瞬间放电电流，电流会把IC内的组件给烧毁。 机器放电模式(MM)的ESD是指机器(例如机器手臂)本身累积了静电，当此机器去碰触到IC时，该静电便经由IC的pin放电。因为大多数机器都是用金属制造的，其机器放电的等效电阻為0；由於机器放电模式的等效电阻为零，故其放电的过程更短，在几毫微秒到几十毫微秒之内会有数安培的瞬间放电电流产生，因此对组件的破坏力更大。 此放电模式

4、(CDM)是指IC先因磨擦或其他因素而在IC内部累积了静电，但在静电累积的过程中IC并未受伤。此带有静电的IC在处理过程中，当其pin去碰触到接地面时，IC内部的静电便会经由pin自IC内部流出来，而造成了放电的现象。此种模式的放电时间更短，仅约几毫微秒之内，而且此放电现象更难以真实的被模拟。ESD三种模式比较 HBM与MM-人体、机器或环境带电HBM是最古老且最常发生的模式，但并非最严重的 危害模式MM造成的故障与HBM类似，但电压却远低于HBM ，速度亦较HBM快 CDM-组件带电造成ESD故障的主要原因上升时间最快速，产生大电流，快速放电贰.ESD防制之目的改善产品质量并减少及防制ESD

5、对电子产品的损害。藉由教育训练的实行，降低产品不良的发生与耗损。改善客户产品损害，增加产品可靠度。降低客户抱怨，提升信誉。参.ESD基本知识介绍影响静电荷产生量的因素 相对湿度 物质材料(摩擦电序列) 接触的面积 摩擦频率ESD静电防护区 ESD管制区域环境温度必须控制在15-27C 湿度必须控制在: 30%-75%R.H之间相对湿度需保持在20%以上增加现场相对湿度可以增大电荷流动性减少静电放电可能造成的危害但过高的湿度可能引起诸如腐蚀设备内潮湿等问题. ESD静电防护区必须张贴“ESD防护区”的标志标志的尺寸必须大于300mm x150mm。典型的ESD电压认识静电放电静电之产生静电压(k

6、V)相对湿度20%相对湿度80%在乙烯基材质的地板走动120.25在人造地毯上走动351.5坐离发泡椅垫181.5拿起聚乙烯塑料袋200.6在地上滑动苯乙烯材质的箱子181.5移除PC板上的Mylar胶带121.5PC板上的收缩膜163作动真空吸锡器81喷电路冷凝喷雾剂155温度: 21材料的影响认识静电放电所有材料皆可摩擦生电 正(Positive)钢(Steel) 空气(Air) 木(Wood) 人手(Hands) 橡胶(Rubber) 玻璃(Glass) 金(Gold) 毛发(Hair) 多元脂(Polyester) 石英(Quartz) 聚胺脂(Polyethylene) 尼龙(Nyl

7、on) 聚乙烯(Polyethylene) 羊毛(Wool) 聚丙烯(Polypropylene) 丝绸(Silk) 乙烯基(Vinyl) 铝(Aluminum) 硅(Silicon) 纸(Paper) 铁弗龙(Teflon) 棉(Cotton) 负(Negative)导电材质认识静电放电防制105/square 1012/square导电材质(Conductive Materials) 电流可轻易穿过或流过的材质 两个导体接触时,电荷会快速移转 可使用接地的方式来中和静电荷 表面电阻率小于1105/square或其体积电阻率小于 1104-cm的材料(EIA-625,MIL-263B,ESD

8、 ADV 1.0)带电时电荷会分布于表面 受材料形状 、附近的接地或带电物体影响 需特别注意因感应而产生静电的情况 可使用Fieldmeter量测材料上的静电压静电消散材质/静电屏蔽材质认识静电放电防制105/square 1012/square 静电消散材质(Static Dissipative Materials) 穿过或流过材料的电流量由材料的表面电阻率或 表面电阻来决定 表面电阻率至少为1105/square且小于11012/square ,或 其体 积电阻率至少为1104-cm且小于11011-cm (ESD ADV 1.0 , EIA-625-1994 , MIL-263B) 与另

9、两种材料以电阻值的范围作为区别静电屏蔽材质(Static Shielding Material) 可防止组件遭受外界静电场破坏的一种保护屏障 (EIA-625)绝缘材质认识静电放电防制 105/square 1012/square 绝缘材质(Insulative Materials) 可防止或限制电流穿过或流过的材料 最主要的静电源 表面电阻率大于11012/square或其体积电阻率大于 11011-cm的材料(EIA-625-1994;ESDA ADV 1.0-1994) 电阻非常大,很少电子可以流经表面或穿过材料 可能同时在表面的不同位置上出现正负电荷 以Fieldmeter量测的结果仅

10、能当作参考 在EPA中应尽量避免使用 人体对ESD的感觉 At 3000Volts , You Can Feel.At 5000Volts , You Can Hear.At 10000Volts , You Can See. 日常生活中的静电量 人体走动3.5kv人体离开座位10kv人脱夹克15kv投影机滑动10kv 以上会因湿度不同而有变化肆.ESD基本防护.接地GroundingB.中和NeutralizationC.屏蔽Shielding 接地系统主要目的：将静电防护设施接地，提供一个路径 使静电消散材料、导电材料及个人接地设备在同 一个电位上，减少ESDS组件受到破坏。(ESD S6

11、.1)人员安全防护：考虑人员碰触电源时，通过人体 的电流。故接触人体的接地系统必须要有限流电 阻(静电环)。ESD Ground (Soft Ground)静电放电接地 能够使静电产生源(人或物)藉由此路径到接地的端点、 扁平电缆、金属线或其他接地系统。(EIA-625)Ground(Hard Ground)实接地 藉由电子线路或特殊设备和大地(Earth)连接的导电接点 ，和大地间具零电位差。接地线用导体 接地用导体需要有足够的机械强度、耐腐蚀且不会发生 断线之电线或金属导体。ESD伤害类别Catastrophic Failure:致命伤害.组件死亡 .厂内可验出.只占ESD伤害的10%La

12、tent/Walking Wounded潜伏伤害.组件仍可用,但不知何时出问题,可能事后被退货.最花钱的ESD损害.占ESD伤害的90%. 伍.ESD防制之设备仪器介绍与使用 表面阻抗测试器 静电压测试器 离子风扇 静电环测试器 静电环表面阻抗测试器功能:检測工作表面静电消散功能是否符合规范，以减少敏感组件受到ESD破坏校验频率: 1次/年操作步骤:1.将测试设备置于欲量测之位置2.施以适当之压力3.按下绿色钮4.进行表面阻抗检测并记录读值静电压测试器功能:检测环境&工作区域之静电压值 是否低于敏感材料规范校验频率: 1次/年静电环测试器功能:检測作业员所戴之静电环功能是否正常(可接受的范围8

13、00k奥姆至9M奥姆)校验频率: 1次/季操作步骤:1.检查测试器接地线是否确实接地2.将静电环依正常操作程序配戴3.按下测试钮4.静电环测试器自主检测方式: 在不接地情况下，做自主检测 此三项测试均PASS，即测试器 “OK “静电环型式：粘带式、金属、纺织品、松紧带式安全性：必须要有限流电阻(通常为1M ,1/4W)来保护人体安全. 陆.ESD防制基本作业规范 教育训练及认证各单位须有一固定之ESD负责人，并经过公司安排之教育训练及认证，负责安排每日的测试工作与记录，并作每月之自主检查。各单位视各自情况安排内部教育训练并应附有检定之记录。所有于静电安全工作区域作业之人员，均需通过教育训练及

14、检定。 ESD管制标志及卷标EPA:Electro Static Protected Area说明：表一（部份）技术要求实施流程或方法建议范围接地连接系统设备接地(R)1.0 ohm AC阻抗辅助设备接地1.0 ohm AC阻抗等电位连接1.0109 ohm共同接地点(R)1.0 ohm AC阻抗个人接地静电环系统(坐/站)35106 ohm地板-鞋系统35106 ohm或100伏特保护区工作表面1.0109 ohm,200伏特静电环(R)0.8106 ohm1.2106 ohm静电鞋1.0109 ohm静电地板1.0109 ohm静电周转箱1107/sq 离子风扇50伏特offset说明：表

15、一（部份）架子1.0109 ohm移动设备1.0109 ohmAC电源工具1.0 ohm使用电池的工具1.01012 ohm湿度3075% RH接地阻抗20 静电衣1.01051.01011 ohmESD包装(R)导电1.0104 ohm静电消散1.0104 to 1.01011 ohm遮蔽50nJ静电手环/脚环Wrist strap/heel strap1M 20% through strap静电消散桌垫/地板静电消散型工作表面对地电阻值between105 and109/sq 导电型工作表面对地电阻值between103 and105/sq 导电地板其接地之电阻值between2.5104

16、 and5106 /sq 静电消散纺织物品静电防护衣、帽- surface resistivity105 1011/sq 静电鞋- 900k/sq35M /sq静电鞋测试仪静电鞋测试仪静电鞋测试仪接地电阻测试仪接地电阻测试仪接地铜柱接地铜柱共有三个成三角形分布接地线分布图三角形地桩工厂接地线与三角形地桩接合点柒、静电防护注意事项及稽核问题点总汇1.对于每一个戴静电环的人都应提供一个接地点接地连接点的导点部件应由绝缘材质包裹.2.配戴静电手环时应注意腕带须系紧,保证腕带与皮肤充分接触.3.配戴静电脚环时应注意脚腕带须系紧,保证脚腕带与皮肤充分接触4.静电帽须全部包住头发.5.静电服装的穿戴应可以直接或间接与皮肤接触.工作台的接地线没有作标识正确的接地点和标识标签,未接接地线ESD共同接地点标签工作人员作业时卷起静电衣袖使毛衣外露。COB推车没有安装接地装置无法消散静电塑料栈板阻抗过大COB栈板不再使用塑料栈板。COB人员必须穿静电鞋不可以穿防尘鞋。静电鞋必须与地面接触。所使用的泡膜阻抗不可大于1012奥姆。停放的PCBA必