防静电基础知识培训

电子产品制造中的静电防护序序言言(ELECTROSTATICDISCHARGE)“静电放电”已被认为是造成静电敏感电子零件失效、劣化的主要凶手，从而导致电子产品出现故障、寿命缩短，因此在电子产品制造的过程中，要采取必要的措施来预防静电带来的危害。目目录录一.静电概念及产生原理二.静电对电子制造的危害三.静电控制原理四.静电标示及其意义五.建立防静电工作区六.生产现场静电防护须知七.附录：静电防护用品一静电概念及产生原理静电的概念静电是物体表面过剩或不足的静止电荷﹒1、静电是一种静止的电荷，它留存在物体表面；静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果；静电是通过电子或离子转移而形成的。2、静电现象是电荷的产生和消失的过程中产生的电现象的总称。1.固体接触摩擦分离起电当两个不同的物体相互接触时就会使得其中一个物体失去一些电荷带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累，使物体带上静电。A.剥离塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电B.脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。C.摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。实质上是接触分离起电。当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电2.感应起电ABC3.热电和压电起电、喷射起电等气体,液体的流动与喷射各种生产现场易产生的静电压值濕度濕度10-20%65-90%坐在操作工位聚胺酯物體接觸時18000V1500V用手拿著乙烯塑料袋將器件放入時12000V250V7000V600V坐在流水線工位上接觸到聚脂類袋時20000V1200V生產場合靜電壓值在生產車間地面上走動時35000V1500V在乙烯樹脂地地板上走動時静电产生的物理效应静电场力学效应(静电吸附)放电效应(ESD)放电感应效应(静电感应)静电场的电场力:物体产生静电后，在其周围形成静电场，位于静电场内的其它带电体，都会受到电场力的排斥或吸引。静电场内，对于质量非常小的灰尘、毛发、纤维的吸附作用非常明显。静电放电(ESD):Electro-StaticDischarge由不同静电电位的物体因直接接触或因静电场的感应而导致物体间电荷的移动；静电放电的快速电荷移动会产生很大的瞬间电流。强的电场和电磁辐射等，它们如通过或接近电子零件时,便会加以破坏通常,放电是电荷迅速流动,在一静电放电过程中,电荷的迅速流动会引起很大的瞬间电流,强烈的电场。静电放电的例子自然界静释放的例子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,快速放电形成人体放电实例静电放电的例子静电电场感应:当导体和电介质置于静电场内，会在其表面感应出正负电荷。在电子工业生产中，可因人体静电、高电压设备，在产品或元件上，产生感应静电。二静电对电子制造的危害静电对电子制造的危害形式1、静电吸附：吸附灰尘，导致LSI芯片损毁2、静电放电3、静电感应及放电产生的电磁脉冲导致电路出现错误,设备误动作。硬击穿:一次性造成芯片介质击穿,烧毁等永久性失效。软击穿:造成器件的性能劣化或参数指标下降而成为隐患。静电对半导体元件的不良影响(一)静吸附电静电粒子尘埃粒子静电吸附使IC等半导体制程良率受到影响,同時为了防止静电吸附，工厂对于制程空气的洁净投入极大成本静电对半导体元件的不良影响(二)静电放电(ESD)引起器件击穿接触-分离,摩擦,感应致人体/设备等产生并释放静电荷芯片局部被形成硬击穿或软击穿静电对半导体元件的不良影响(三)静电感应之静电源使半导体芯线,工具,包裝容器等产生较高静电压,会对半导体芯片介质放电芯片局部被形成硬击穿或软击穿容器表面上感应静电形成静电压静电对半导体元件的不良影响(三)1010静电放电时产生的电磁脈冲信号计算机正常工作时电平信号受干扰后计算机产生翻转信号静电放电時产生的电磁脈冲可使计算机产生误动作,强能量脈冲,可使静电敏感器件破坏由静电作用对各类SMD的击穿电压表面貼裝器件擊穿電壓砷化鎵5-100VMOSFET100-200VFE-ROM100-150V運算放大器190-2500VCMOS200-3000V肖特基二極管300-2500V屏蔽薄膜電阻器300-3000V晶體三極管300-700V邏輯發射TTL1000-2500V静电对半导体元件的损伤图例三静电控制原理电子工厂典型静电源电子裝配生产中的静电源(1)工作服工作服:同外物摩擦可产生6000V以上的静电电压并使人体带电,从而通过人体放电,使器件电介质击穿.工作鞋工作鞋:达10^13OHM以上的一般工作鞋，同地面摩擦产生的静电传致人体及衣服,使人体静电不能快速泄放，从而对元器件产生不良影响.樹脂、浸漆封裝表面樹脂、浸漆封裝表面:该类物件包裝后,于运输过程中同外物摩擦,在其表面可产生几百伏以上的静电电压,对器件产生不良影响.电子工厂典型静电源电子裝配生产中的静电源(2)各各种种包裝容器包裝容器:用PE、PP、PS、PVC、PUR等高分子材料制备的包裝及元件盒其摩擦静电压可达1.5~3.5KV.工作台工作台::表面摩擦静电,可对放置其上的电子器件放电.各各种绝缘种绝缘地面地面::易产生摩擦静电,同時也不利于静电泄放.高温烘高温烘箱箱::热循环空气同箱体摩擦产生静电,对器件热烘焙处理不利.空空气压缩机气压缩机::空气的剧烈流动或介质与喷嘴摩擦产生静电可损坏电子器件.某些电子生产设备某些电子生产设备::电烙铁,波峰焊机等某些元件裝配设备,可因其本身的电流/电压变化感应静电电压,而损坏电子器件.静电控制原理一、静电泄放和耗散原理：当物体表面产生静电时，通过材料本身的特点，使静电不能在物体表面积累，降低单位面积的静电电量，从而起到降低静电电位的作用，防止静电放电发生。1、防静电材料（根据IEC61340-5-1标准，单位：欧姆）导静电材料：表面电阻、体积电阻小于1X10E4静电耗散材料：表面电阻、体积电阻介于1X10E5-1X10E11静电绝缘材料：表面电阻、体积电阻大于1X10E11静电控制原理2、泄放与接地软接地：通过串联限流电阻接地，使通过人体的电流达到安全范围。一般用于接触人体的地面、工作台等。安全电流：5mA电压：380V电阻范围：1X10E5到1X10E9欧姆硬接地：通过导线直接与大地相连，一般用于设备、仪器、金属工具等。静电控制原理二、静电中和将正负离子与静电源上的正负电荷中和,从而消除静电源上积累的静电。一般用于不便使用静电防护材料的情况，如绝缘体的使用，或者金属物体无法进行良好接地的情况。使用离子风机，将空气电离为正负离子，用风扇送到可能产生静电的物体表面，中和其表面的静电荷，从而消除静电积累。静电控制原理三、静电屏蔽与接地通过将一个区域封闭成为一个金属壳体，从而屏蔽静电的影响。静电屏蔽包含主动屏蔽与被动屏蔽。静电屏蔽包装就是被动屏蔽的典型应用。四、环境增湿利用材料的表面电阻与湿度的关系，通过提高适度，降低物体表面电阻，从而减小静电的产生和积累。环境湿度为65-70%时，对静电控制效果最理想。但湿度过高，带来其它的危害。四静电标识及意义对ESD敏感的符号,用来表示该物体对ESD引起的伤害十分敏感对ESD防护的符号,用来表示该物体经过专门设计具有静电防护能力防静电工作区域标志，为黄黑相间或黄白相间的斜条纹（c）.防静电区域标志（d）接地连接点符号五建立防静电工作区1、防静电工作区的定义指配备了各种防静电装备和设置接地系统，能限制静电的产生和积累，具备确定边界和有专门标识的场所，用于生产、维护、存储、使用、装配SSD。英文缩写为EPA2、EPA的组成硬件：人体防静电用品、防静电地坪、接地系统、防静电周转用品、静电检测系统等。软件：防静电管理文件、技术规范与标准、培训制度、稽查制度、操作指导文件等。3、EPA环境要求在EPA内，应有环境控制设备，以保证环境温度在16-28摄氏度，相对湿度在45-75%左右。典型防静电工作区表面要求为静电耗散材料,并要求接地处理。A.工作台、货架接地:人员的皮肤一定要接地,而腕带(防静电手镯/手环)是最安全,最方便,最易监督和最便宜的方法.腕带不是只接到桌面而已,而是接到桌面后再由桌面接到大地.桌面的接地,是连在腕带连接到大地接地的同一点.腕带一定要有最少1MΩ的电阻才能排除电击的可能.B.人体接地:C.工具接地:采用硬接地D.防静电周转、包裝材料防静电器材基本配置六生产现场静电防护须知a.静电安全工作台:由工作台.防静电桌垫.腕带接头和接地线等组成;b.防静电桌垫上应有两个以上的腕带接头;c.静电安全工作台上不允许堆放塑料盒等易产生静电的杂物,图纸资料应放入防静电文件袋内;d.防静电腕带:直接接触静电敏感器件的人员均须带防静电腕带,腕带与人体皮肤有良好接触,腕带系统对电阻值应在106-108Ω范围内;生产场地防静电设施e.防静电容器:生产场所的组件承料袋,周转箱,PCB料架等应具备静电防护作用,不允许使用金属和普通容器,周转车等必须接地;f.防静电工作服:进入静电工作区的人员和接触静电敏感器件的人员，均应穿防静电工作服,工作服面料应符合国家标准;2、生产场地防静电设施g.进入工作区的人员必须穿防静电工作鞋,防静电工作鞋应符合国家标准,穿普通鞋者应使用导电鞋束或脚跟带;h.生产线上用的传送带和传动轴,应装有防静电接地的电刷和支杆;i.对传送带表面可使用离子风静电消除器;j.生产场所使用的组装夹具,检测夹具,焊接工具,仪器等都应设制良好的接地线.生产场地防静电设施附录:静电防护用品防静电用品一、人体静电防护系统二、防静电地坪三、防静电操作系统四、特殊用品一、人体静电防护系统静电手环1、必须与皮肤接触2、每天进行点检3、工作时必须接地静电服静电鞋、袜、手套、帽防静电用品二、防静电地坪1、防静电橡胶板地面2、防静电塑料地板3、防静电地毯4、防静电活动地板5、防静电沥青砂浆地坪6、水泥类防静电地坪防静电用品三、防静电操作系统1、防静电台垫2、防静电软塑料包装袋3、防静电硬塑料容器4、防静电包装盒、条、管5、防静电台车6、防静电维修包7、防静电工具：防静电烙铁、防静电真空吸锡器防静电用品周转箱周转车防静电用品四、其它特殊用品1、防静电清洗机2、防静电工作椅3、防静电贴墙纸4、防静电窗帘5、防静电清洗液6、防静电毛刷7、防静电海绵8、防静电胶液9、增湿器10、防静电支架防静电用品个人防静电用品的使用方法手腕带腕带佩带方法：将腕带扎于手腕处，不能松动，手腕感觉四周握紧。保证手腕带内表面与皮肤良好接触。接地线与接地座连接端的电阻，应该满足腕带系统接地电阻的要求，要求每日测试记录个人防静电用品的使用方法腕带接地座个人防静电用品的使用方法腕带测试示意图个人防静电用品的使用方法防静电鞋穿防静电鞋时不得另加鞋垫，特别是绝缘性鞋垫，同时员工应穿着棉质的袜子。不得在防静电鞋底粘贴绝缘胶片或其它涂料，保持鞋底的清洁。坐式操作的员工应保证工鞋接触地面，不得把脚抬离地面放置。个人防静电用品的使用方法防静电鞋个人防静电用品的使用方法防静电工作服在EPA区域必须穿着防静电工作服。工作服的穿戴方法：保证工作服的纽扣都已扣好，拉连要拉到工作服的四分之三或以上的位置处。凡在工作中需接触ESSD的操作者，均需戴防静电帽。防静电帽的材料选用和使用要求与“防静电衣”相同防静电工作服的洗涤应尽量采用简易方法进行，采用中性洗涤剂，避免使其受到较强的机械和化学操作的洗涤防静电工作服应在首次穿用前作防静电性能检测（认证测试）；穿用一定时期后（半年），应对防静电性能进行复测个人防静电用品的使用方法防静电工作服谢谢！