ESD基础知识培训(2013自编版)

防静电基础知识培训教材

ESD推进部

十月23静电基础知识制造现场防静电措施介绍防静电手腕测试及使用介绍防静电鞋测试及使用介绍常用防静电相关仪器的介绍目

录

十月23一、静电基础知识十月23术语解释ESDPlan十月23什么叫ESDESD是ElectroStaticDischarge的英文缩写,即"静电放电"的意思。

ESDS:静电放电敏感的EPA:防静电工作区EBP:接地连接点SSD：静电敏感器件EOS：过电流、电压破坏

MOS:金属-氧化物半导体

EMC:电磁兼容性

LSI：大规模集成什么是静电静电的定义:静电就是：静止未流动的电荷,它能够长时间停留在某些物体表面称之为静电。一般存在于物体的表面，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。何为静电放电：电荷的转移就叫静电放电，这种转移的方式有多种。如接触、摩擦、感应等。十月23何时会产生静电如：雷电便是静电自然现象中的一种。形成闪电的原因:1.云内部的流动造成电子的脱离2.强大的电场使附近的空气离子化,异性相吸3.离子流动组成导电通道,快速放电以致形成闪电现象十月23生活中常见的静电?1、有没有磨擦塑料板后举到头上使头发竖起来的经历呢?

磨擦塑料板头发竖起2、有没有做过磨擦塑料直尺将小纸片吸起来的小实验呢?磨擦直尺小纸片被吸起来十月231、固体间摩擦产生静电2、相贴的物体剥离产生静电3、气体、液体流动产生静电４、冬天脱毛衣时其它静电现象十月23定义：物体表面过剩或不足的相对静止电荷。+_+++_+++___+_+++___+++___电荷平衡相互磨擦电荷不平衡

静电产生的电压可达几千伏，甚至高达几万伏，静电我们既看不见又摸不着，存在于物体的表面，在与其他物体互相作用时才会释放能量。

在高科技、高精密、高集成的时代，>100V的静电放电就足以损坏某些电子器件!在显微镜下，静电放电对元件的损伤便能清楚看到。__静电的定义十月23静电的危害与利用静电的危害：静电如果静止不动，对我们人体及产品是没有危害的。静电只有在发生静电放电时，才会对元器件造成伤害和损伤。如：静电吸附、静电破坏、电磁干扰等。静电的利用：静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印、净化空气等静电除尘:可以消除烟气中的灰尘

静电复印:可以迅速、方便的把图书、资料、文件复印下来.

高压静电还能对白酒生产、酸醋和酱油的陈化有促进作用。陈化后的白酒、酸醋和酱油的品味会更纯正。十月23静电放电对电子工业的危害ESD使ESDS元器件硬击穿或失效ESD使元器件软击穿（结果可能更严重)静电吸附：影响元器件或整机质量、降低洁净度、降低耐压等级最终导致成品合格率降低ESD电磁辐射引起电磁干扰：逻辑电路程序混乱、温升、硬击穿、软击穿十月23电子元件静电破坏的种类ESD对电子元件破坏的情况可分为:1)严重损坏:完全失去功能（器件不能使用）2)局部损坏:部分功能退化（如：耐压降低）3)潜在损坏:部分功能退化,使用过程中继续退化,直到完全失效4)暂时失效:数据电路中的功能受到干扰或数据(Data)遗失十月23静电放电的特点1．静电放电可形成高电位、强电场、瞬时大电流过去，人们认为静电是一种高电位、强电场、小电流的过程，其实这种看法并不完全正确。的确有些静电放电过程产生的放电电流比较小，如电晕放电，但是在大多数情况下静电放电过程往往会产生瞬时脉冲大电流，尤其是带电导体或手持小金属物体(如钥匙或螺丝刀等)的带电人体对接地导体产生火花放电时，产生的瞬时脉冲电流的强度可达到几十安培甚至上百安培。2．静电放电过程会产生强烈的电磁辐射形成电磁脉冲（EMP)近年来，随着静电测试技术、测量仪器及测试手段的不断完善和迅速发展，使人们对ESD这一瞬态过程的认识越来越清楚。在ESD过程中，确实会产生上升时间很快、持续时间很短的初始大电流脉冲，并产生强烈的电磁辐射，出现了静电放电电磁脉冲（ESDEMP）。它的电磁能量往往会引起电子系统中敏感部件的损坏、翻转，或引起某些装置中的易燃品误爆，造成事故。应当注意的是，ESD是一个极其复杂的过程不仅与材料、物体形状和放电回路参数有关，而且放电时往往还涉及到非常复杂的气体击穿过程。因此，ESD是一种很难重复的随机过程。十月23静电对电子产品损害的特点隐蔽性：人体不能直接感知静电，除非发生静电放电。但人体也不一定能有电击的感觉，这是因为人体感知的静电放电电压为2~3KV，所以静电具有隐蔽性。潜在性：有些电子元器件受到静电损伤后的性能没有明显的下降，但多次积累放电会给器件造成内伤而形成隐患。随机性：电子元件什么情况下会遭受静电破坏呢？

可以这么说，从一个敏感元件的生产，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性，其损坏也具有随机性。复杂性：静电放电损伤失效的分析工作，因电子产品的精、细、微小等结构特点而费时、费事、要求较高的技术，并往往需要使用显微镜等高精密仪器，且分析成本高。十月23常见3种ESD破坏模式人体模式人体模式(HBM):带电人体对器件放电的情况.(在作业﹑维修或保养中容易被忽略)敏感类别电压范围（V）0<2501A250～<5001B500～<10001C1000～<200022000～<40003A4000～<80003B≥8000HBM敏感度级别表十月23机器模式机器模式(MM):可理解为最为恶劣的人体模式。其放电电阻要比人体模型小许多，因此破坏性更大。机器模型的典型代表如:带电绝缘的机器人手臂、车辆、未接地导体等。敏感类别电压范围（V）M1<100M2100～<200M3200～<400M4≥400MM敏感度级别表十月23带电器件模式带电器件模式(CDM):模拟器件在加工过程中被机器、工具充电，而随后通过接地放电情况。器件接触带电体或感应而带电后，遇地放电从而造成损伤。敏感类别电压范围（V）C1<125C2125～

<250C3250～<500C4500～<1000C51000～<1500C61500～<2000C7≥2000带电器件模型敏感度等级十月23常见元器件的敏感度级别十月23人体带电与电击之间的关系人体的带电电位（KV）电击强弱1.0一点感觉都没有3.0有被针刺的微痛的感觉4.0感到手指被用针猛扎了一下的痛6.0手指僵硬且痛，胳膊有变沉的感觉7.0感到手指和手心僵硬麻木8.0从手心到小臂有麻木感10.0整个手疼痛和有电流流过的感觉12.0有整个手被撞击的感觉十月23生产现场易产生的静电电压人体的动作静电电压湿度10～20%湿度65～90%在地毯上走动时35KV1.5KV在乙烯树脂地板上走动时12KV250V手拿乙烯塑料袋装入器件时7KV600V在流水线工位接触聚酯塑料袋20KV1.2KV在操作工位与聚胺酯类接触时18KV1.5KV空气中的水气增加空气导电性，因此减少静电的产生或累积；从而减少静电的产生，湿度控制只能作为后备的“安全网”。湿度是不是越高越好？高湿度的环境是不是能完全杜绝静电的产生？湿度控制在什么范围合适？湿度与人体动作的带电电位十月23湿度控制环境湿度：

S20.20-1999中有关于湿度的定义，30%～70%，只作为参考，不是强制性标准。

公司ESD防静电手册中的湿度要求：必须满足30%～75%范围。湿度太低更容易产生静电，湿度太高对产品造成影响。冬天环境湿度太低采取的方法有：a、开启空调自动加湿系统b、增加拖地的频率c、使用人工加湿器d、在工作现场摆放一定的水箱等湿度太高采取的方法有：a、开启空调抽湿b、使用抽湿机c、开窗、开门通风十月23

静电对策会依带电物体的不同,而有不同的方法,采取错误的对策时非但不能除电效果,反而会造成反带电。所谓除电：是指将物体表面因摩擦、感应等方式而累积的静电（＋，－）转变成为0V状态。【对策例】何为静电消除十月23导体和绝缘体之间的除电关系导体的除静电对策：钢、铝、铁等的金属物（导体）带电时，仅需将该导体接地，便能很好的使该物体的带电量变为0V。接地线金属滚轮【对策例】十月23绝缘体的除静电对策

绝缘材料即使接地也无法去除表面积累的静电(树脂的成型品或橡胶等),在进行除电时,可采用“导电”化、离子中和等方法。长期做法有两种：一是在产品中或材料本身混合导电性材料（石墨或金属粉等）二是在材料的表面涂上一层抗静电剂。【对策例】导体和绝缘体之间的除电关系十月23静电防护的基本原则

a、抑制静电荷的积聚b、迅速、安全、有效地消除已经产生的静电荷本公司所采用的静电防护的基本技术手段1、等电位连接5、接地2、静电中和6、静电屏蔽3、湿度控制7、材料控制4、人体静电控制8、设计ESD保护十月23什么是EPAEPA的定义:静电放电保护区凡是直接接触或间接接触SSD的区域都应该视为EPA。它配备各种防静电装备(用品)和设置接地系统(等电位连接)、能有效的控制静电的积累，从而不会产生破坏性电压。这种区域中通常包含工作台或工作台组、工作站、自动插件机一类的处理设备或者一块生产区。EPA不是没有静电，而是静电受到了控制十月23EPA的范围有多大※EPA的范围可以大至一个生产车间如：SMT、组装车间、IQC检验工作台等※也可以小至一个防静电工作包十月23EPA的设计与设施EPA区域内的等级划分（按器件敏感程度）EPA区域内需要明确的标识、警示和界限EPA区域内防静电设施的配备（防静电线、电气地线、静电测试仪、人体综合电阻测试仪等）EPA区域内的包装和周转用品需要认可敏感器件转移到非EPA内，均需要采用ESD防护措施必要绝缘体上的静电如果超出风险等级，需要进行静电中和（离子风机、离子风枪、抗静电剂或远离敏感器件30CM以上）十月23完整的EPA十月23怎样才能降低和控制静电的产生:完全避免ESD是不可能，只能减少ESD现象的发生；

目的：减少生产过程中,因各种因数产生的静电对ESDS器件发生ESD（静电放电）破坏，提高电子产品的成品率.对于EPA：电子产品的维修间，检测实验室等。尽可能的避免ESDS器件在维修或检测过程中由于维修或检测仪器的不规范而发生ESD现象，破坏ESDS器件。防静电的目的十月23ESD7000V1.工作人员：毛衣、贴身衣服、头发、鞋子、手套等。2.玻璃、薄膜、塑胶、显微镜的平台、面板的保护纸等。3.包装：塑胶袋、气泡包装、海棉、盒子等。4.工具：塑胶工具、喷射清洁剂、吸锡工具、电烙铁、刷子、热风枪等。易产生静电的物体十月23生产环境中主要的静电源物体或过程材料或活动工作台面打蜡、涂层、油漆面、

普通乙烯类或塑胶地面密闭混凝土打蜡，抛光木板普通乙烯类胶片衣服普通净化工作服普通纤维工作服非静电鞋未处理棉花（适度低于30%）座椅抛光木板乙烯基材料玻璃纤维包装及搬运普通塑胶-袋，包裹，信封普通气泡袋，发泡袋普通塑胶箱，手提箱，小瓶，塑胶件箱柜十月23生产环境中主要的静电源装配、清洁、测试及维修区域喷气清洁容器普通塑胶焊锡吸管烙铁头未接地刷子（骆驼/猪毛和人造纤维）用流体流动或蒸发清洁或干燥烘箱*低温喷涂*加热抢和吹风机*真空吸尘器*喷砂复印设备CRTs*独立项目不是静电源。它们包含颗粒的空气流动产生静电。十月23二、制造现场防静电措施介绍十月23现场防静电措施[固定货架的防静电对策]

采用接地线接地处理[部材箱的防静电对策]使用防静电材质制成

[产品的防静电对策]使用离子风机除去静电

[环境的静电对策]现场的湿度保持30%—75%之间[人体的静电对策①]穿防静电的服装[人体的静电对策②]使用阻值为1ＭΩ的静电手腕，作业前点检是否良好

[地板的防静电对策]地板使用105~109的材质[移动货架的防静电对策]采用金属链子接地除去静电

[人体的防静电对策③]穿着防静电鞋的综合电阻为：3.5X

107Ω

[作业台的防静电对策]使用静电席，静电席须接地,表面阻值为：1.0x109Ω十月23防静电材料的选择1.产生静电的速度—要求慢2.放电/传电的速度—要求适中3.屏蔽或隔离静电的能力—要求高4.各层材料的配合5.永久性6.对湿度的依赖7.寿命和重复使用8.污染和腐蚀十月23防静电手套防静电指套防静电手腕防静电海绵作用：戴防静电手套可避免操作人员手指直接接触静电敏感元器件，同时能安全泄放操作人员所带的人体静电电荷。作用：采用防静电材料制成，可避免操作人员手指直接接触静电敏感元器件，同时能安全泄放操作人员所带的人体静电电荷。作用：静电腕主要起连接人体与静电线并及时把人体产生静电导入大地的作用，减少因人体静电造成产品损坏。作用：防静电海棉采用聚乙烯及碳墨材料制成，具有材质软，弹性好并有效泄放静电电荷的性能，适用于垫放静电敏感的集成元器件及需防震的静电敏感器件、半成器、成品等。现场防静电物品十月23防静电周转箱防静电毛刷静电皮防静电元器件盒作用：具有箱体轻，防震性能好，摩擦起电低，并能有效泄放储存物中的静电电荷等的性能。作用：防静电毛刷是由特殊塑胶及尼龙材料制成的曲柄毛刷，适用于清洁各种元器件及PCB板，弹性毛刷不易损坏元器件。作用：上层（绿色）为静电耗散层，下层（黑色）为导电层。可以迅速有效的消除物体表面的静电电荷。使人体及与台面接触的ESD镊子、工具、器具、仪表等达到均一的电位并释放静电。作用：静电元器件盒是采用防静电材料制成，具有有效泄放静电电荷的性能，适用于储存散装静电