ESD基本知识

ESD基本知识JAMES上海青莹电子科技有限公司静电基本概念静电对电子工业的危害防静电操作系统防静电包装防静电操作规程静电的基本概念定义静电：物体表面过剩或不足的静止电荷。静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果。静电放电：具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电感应引起而物体间的静电电荷转移。这是在静电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象。静电的基本概念静电产生原因微观原因：根据原子物理理论，电中性时物质处于电平衡状态。当两种不同物质相接触时，由于电子逸出功不同，电子会从一种物质移向另一种物质。正是这种电子的得失，使两种失去电平衡，产生了静电。静电的基本概念静电产生原因宏观原因：1.不同物质接触时会形成偶电层。这两种物质若随之分离，就会带上不同符号的电荷。接触与分离，是静电产生的基本原因。2.静电感应：不带电的条件，会因静电感应而带静电。3.介质极化：不带电的绝缘体或半导体，会因静电场的作用而极化，出现宏观带电现象。4.摩擦能使物体更紧密地接触,能使之更易带电.常用物品摩擦起电序列人手玻璃人的头发尼龙羊毛铝纸棉花硬橡皮铜银金聚乙烯(-)(+)静电电荷源测得的电压(V)10%～20%RH65%～90%从普通化纤地毯上行走350001500在聚烯烃类塑料地面行走12000250工作台上操作的工人6000100翻动聚乙烯膜封皮的说明书7000600从工作台拾起普通聚乙烯袋200001200垫有聚氨酯泡沫的工作椅180001500剥离印制板包装盒160003000从印制板上拉下胶带120001500用氟里昂喷洒清洗电路板150005000典型的静电电压典型的静电电荷源物体或过程材料或动作工作表面涂蜡、油漆、聚乙烯、塑料、抛光木材地板涂蜡、抛光木板、毛毯、乙烯树脂服装普通工作服、皮毛外衣、绝缘鞋椅子抛光木材、乙烯树脂、泡沫缓冲垫包装和搬运塑料、普通气泡包、塑料周转盒组装、清洗、测试和维修区喷雾清洗剂、流体清洗或干燥、喷砂器、静电复印机典型产品的敏感电压范围产品名称电压(V)晶体管30-7000运算放大器(微型组件)200-2500二极管300-2500薄膜电阻器300-3000低功率逻辑集成电路500-2500晶体闸流管700-1000静电在电子工业中的危害ESD使电子元器件硬击穿(又称即时失效)ESD使电子元器件软击穿(又称延时失效)ESD对元器件的损害后果是导致其硬击穿或软击穿。所谓硬击穿是一次性地造成器件的永久性失效；软击穿则是造成器件的性能劣化或参数的下降而成为隐患。应该说，软击穿带来的危害比硬击穿更为危险。因为对于硬击穿，一般可在产品的检测或调试过程中及时发现并予以调换。而软击穿在初期是难以发现的，往往器件的性能参数更本没变化或稍有变化，但仍在正常范围内，并可正常工作，所以极易通过出厂前的检验而流入用户手中。在使用过程中随着时间的推移，到了一定时候这种软击穿发展成为元器件的永久性失效，大大影响了生产厂家的声誉。由此看来ESD危害是涉及到厂家声誉和经济效益的大问题。静电在电子工业中的危害静电在电子工业中的危害在电子产品的生产中,从元器件的预处理、插装、焊接、清洗，至单板测试、总装、调试、直到包装、贮存、发送等工序，由于接触--分离、摩擦、碰撞、感应等作用，都会使与元器件、组件、产品接触或接近的操作人员、工具、器具及工作台面等带电；加之在生产和工作环境中广泛使用合成橡胶、塑料、化纤等高分子绝缘材料制品，而使带电加剧，随时可能发生对器件的ESD损害。静电在电子工业中的危害人在地毯上行走，在工作台上工作，操作普通材料等活动都会产生上千伏的静电。如果静电电压的聚集产生火花放电，电子元件、印制板组件和其它电子组件会受到破坏或损坏。集成电路中功能元件因体积小、电路密集更易受到ESD损害。电子零件在搬运过程中由于摩擦、振动或冲击也会受到ESD损害。右图是ESD对电子元件的损害，箭头所指处为静电放电后造成的“爪型脚”，使集成电路部分损坏。（该图放大320倍）静电在电子工业中的危害静电泄放曲线V(t)=Vo×exp(-t/RC)t=0V(0)=Vot=∞V(∞)=0静电防护的基本原则防止静电荷的产生抑制静电荷的积累迅速、安全、有效地消除已经产生的静电荷使电荷安全泄漏ESD防护工作区是由各种防ESD设施、器材及有明确定义的区域界限形成的工作场地。在该场地经培训的工作人员可以在具有最小的静电放电或静电场损害的情况下操作ESD敏感产品。ESD防护工作区防静电操作系统的组成防静电安全工作台及防静电桌垫防静电地板/地垫防静电区域警示标志防静电元件盒（袋）防静电转运盒接地工具和设备离子风机和其它保护设备防静电工作区基本组成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志防静电工作区基本组成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志防静电工作椅接地线手腕带ESD控制大纲要求要素要素功能ESD控制大纲计划分级设计保护保护区操作程序保护罩训练硬件标记文件包装质保规定检查评审失效分析设计√√√√√－√√√√√√生产√－－√√√√√√√√√检查和试验√－－√√√√√√√√√贮存和运输√－－√√√√√√√√－安装√－－√√√√√√√√－维护和修理√－－√√√√√√√√√ESD采用防放入一折下开口用有盖的敏感静电缓边开口边，用导防静电容元件冲材料的屏蔽电橡皮圈器进行搬包装袋中套住运防静电包装前的搬运程序ESD采用放入屏在单元包装入防静电敏感缓冲蔽袋中装上贴ESD包装容器中元件材料(成为单防护包装封装后贴包装元包装)标志ESD标志防静电包装程序防止摩擦起电的产生免受静电场的影响防止与带电人体或与带电物体接触产生直接放电静电防护包装材料的性能静电耗散材料表面电阻率等于或大于105Ω但小于1012Ω，体积电阻率等于或大于104Ω×cm，但小于105Ω×cm的材料。导静电材料表面电阻率小于105Ω，体积电阻率小于104Ω×cm的材料。静电防护包装材料的分类防静电用品类别典型产品接地类手腕带、脚腕带、台垫接地器等；地板及台垫类防静电地板、防静电桌垫离子消除器离子风机、离子枪、离子炮等检测仪器手/脚腕带检测仪、表面电阻测试仪、静电场测试仪、屏蔽袋测试仪、静电电压测试仪ESD包装材料屏蔽袋、导电海绵、粉红色防静电气泡袋防静电服装工衣、手套、手指套、鞋套、帽子防静电容器防静电转运盒、防静电周转箱防静电贮运工具防静电推车、防静电货架其它干燥剂、镊子、吸笔、警示标志屏蔽袋原料为多层材料复合而成，见右图屏蔽袋材料聚乙烯层聚酯层金属层