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ESD培训教材（员工类）研发中心工艺部2012.09.26裸手接触单板，单板不能工作了怎么回事？？这是静电放电（ESD）在作怪！！前言内容一、ESD基础知识介绍二、静电控制三、公司目前的ESD现状四、常见的不符合静电控制规范的实例Page31.1基本概念1.2静电的历史及影响1.3静电的产生1.4静电的特点1.5静电的危害1.6材料的电特性Page4一、静电基础知识案例2004年4月3日电4月2日下午3时54分，位于萧山浦阳镇的杭州硅宝化工有限公司发生火灾，杭州市消防支队萧山大队火速派出五辆消防车和三个民办消防队赶赴火场。起火的是公司一个约300多平方米的仓库，里面存有大量化学原料，着火后，火势十分凶猛，十几公里以外就能看到滚滚浓烟。消防员到场后，迅速开展灭火行动，架起两架泡沫炮和三支泡沫枪实施扑救，并用水枪对化学药品进行稀释。扑救过程中，仓库内化危品桶不断发生爆炸。经过三个多小时扑救，火灾于晚7时被彻底扑灭。据消防部门初步调查，火灾原因是该公司两名员工在对六甲基二硅氮烷进行倒料时产生静电，引发火灾。此次火灾过火面积300多平方米，火灾损失10余万元。（2004-04-0310:01:56）来源新华网浙江频道Page5案例日本曾对不合格的电子产品进行过解剖分析，发现45%的不合格器件是由静电放电造成的。美国也在上世纪八十年代初作过统计，它的电子工业每年由于静电造成的损失高达100亿美元。英国经过数年调查了解到，该国上世纪70～80年代，每年因静电造成的电子产品损失约为20亿英磅。北京某航天研究所，在1992年初组装调试我国“资源卫星”上使用的一种仪器时，因人体静电放电导致2只价值6000美元的进口并遭禁运的CCD器件（一种MOS器件）失效，几乎影响卫星的发射进度。Page6Page71.1基本概念静电：静电就是物体上多余的电荷。它所产生的效应包括带电体之间力的作用和电场。静电放电（ESD—ElectrostaticDischarge）：带有不同静电电势的物体或表面之间的静电电荷转移。有两种形式：接触放电，电场击穿放电。常见的名词、术语静电敏感度(ESDS—ElectrostaticDischargeSensitivity)静电敏感器件(ESSD—ElectrostaticSensitiveDevices)EPA:ESDArea(ESD控制区域)ProtectArea(ESD防护区域)ECA:ESDControlPage81.1基本概念闪电600BC-Thales发现用毛皮摩擦过的橡胶可以吸起羽毛。公元1400年，欧洲人在黑火药的生产过程中采用了静电控制。公元1600年，WilliamGilbert重复了Thales的实验，并观察到干燥天气的影响。Page91.2静电的历史及影响公元1700年Hauksbee发明了静电发生器、验电器，发现了电磁感应现象。公元1800年--Faraday发明了法拉第笼，--Kelvin发明了静电测试仪，--造纸厂使用了接地技术，Volta发明了电池。Page101.2静电的历史及影响正面！复印机环境控制工业过程控制危害！医院里麻醉蒸气爆炸飞行器在飞行过程充电影响了通信在1960年第一个ESD敏感器件诞生现在计算机里的磁头是ESD最敏感的器件，敏感度约20V。Page111.2静电的历史及影响法拉第笼静电屏蔽原理法拉第笼（FaradayCage）是一个由金属或者良导体形成的笼子。是以电磁学的奠基人、英国物理学家迈克尔·法拉第的姓氏命名的一种用于演示等电势、静电屏蔽和高压带电作业原理的设备。它是由笼体、高压电源、电压显示器和控制部分组成。其笼体与大地连通，高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，当放电杆尖端距笼体10厘米时，出现放电火花，根据接地导体静电平衡的条件，笼体是一个等位体，内部电势为零，电场为零，电荷分布在接近放电杆的外表面上。静电屏蔽原理导体的外壳对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，这种现象称为静电屏蔽。Page121.3静电的产生Page13静电电压能够由以下几种情况产生：摩擦剥离起电感应起电电容的改变科学定理1、库仑定理同性排斥异性吸引2、V=Q/CV=电压（伏特）Q=电荷（库仑）C=电容（法拉）1.3静电的产生物质的结合和分离都会产生静电。静电的产生静电的产生摩擦起电Page14同极相斥异极相吸1.3静电的产生Page151.3静电的产生影响摩擦起电的因素物质结合的紧密度分开的速度材料的导电性摩擦系数以及位置Page161.3静电的产生空气石棉玻璃云母头发尼龙羊毛毛皮铅丝铝纸钢木头琥珀硬橡胶铜银硫磺聚合物特氟龙正电负电材料摩擦生电序列表Page171.3静电的产生人体活动静电势（空气相对湿度10~20%）静电势（空气相对湿度65~90%）在地毯上走动350001500在聚乙烯地板上走动12000250在工作台上工作6000100拿聚乙烯纤维包7000600从工作台拿起聚乙烯衬垫200001200坐在填有聚氟脂泡膜的椅子上1800015000人体活动产生典型的静电电压（V）Page18干燥环境更易积累静电电荷1.3静电的产生感应起电Page19人体被感应起电了1.3静电的产生电容的改变物体带的电压与物体的等效电容有很大关系：V=Q/C物体带的电荷一定时，它的电压取决于电容大小：增加电容，电压减少降低电容，电压升高Page20在3000伏时，你能通过皮肤感知在5000伏时，你能听见在10000伏时，你能看见人体对ESD的敏感Page211.4静电的特点高电位：可达数万至数十万伏，操作时常达数百至数千伏（人通常对3.5KV以下静电不易感觉到）。低电量：静电流多为微安级（尖端瞬间放电例外）。作用时间短：微秒级。受环境影响大：特别是湿度，湿度上升则静电积累减少，静电压下降。Page221.4静电的特点产品故障软件故障30％多硬件故障中器件失效30%多、外应力（环境温湿、灰尘腐蚀、雷电、机械应力、包装等）导致产品故障约30％器件失效中EOS/ESD失效率占30~40%，而高静电敏感的器件EOS/ESD失效率高达60%左右。Page231.5静电的危害EOS/ESD引起的失效排在第一位EOS/ESD59%电子测试3%氧化/钝化3%导体失效3%硅片断裂4%引脚短路/开路7%引脚连接15%其他6%高静电敏感器件失效原因排序高静电敏感器件失效原因排序Page241.5静电的危害电介质击穿热击穿--半导体氧化层周围的电压超过了氧化层介质击穿电压--氧化层越薄，对静电越敏感。过热和短路会损坏器件--在ESD事件中产生的热量使器件局部过热和使接点融化--热是由放电电流产生的--热能与放电电流的平方成正比失效的原因失效的原因Page251.5静电的危害ESD失效ESD失效彷真人体带8000V静电放电放电3次放大3000倍Page261.5静电的危害硬损伤：器件不能工作软损伤：ESD减弱了器件或单板的性能，但仍能通过测试。单板或器件的特性变差，最终失效。Page271.5静电的危害对微电路中的一段线路做ESD实验发现：200V~400V时线路的阻抗没有发现变化600V时微电路的性能指标稍有下降，但仍能通过测试。800V~900V出现了局部熔断和孔洞，线路阻抗发生了明显变化1000V线路断路，器件被完全损坏。ESD损伤实验Page281.5静电的危害几处空洞是由电子迁移造成的，它是一种软损伤形式Page291.5静电的危害Page30ESD能引起电过应力（EOS），熔化器件的金属部分EOS有下列特点：持续时间较长的大电流对器件的大面积损伤损伤可以明显观察到1.5静电的危害附：各种常用器件的静电敏感性(Wafer)(Device)人体静电可以损毁任何一个常用半导体器件Page32器件静电损伤少部分能够在产品出厂前得到检验控制，大部分流入市场用户，降低产品质量和寿命，导致数量级增加维护成本，降低信誉！！特别是无线产品中射频器件，传输产品中的高速器件多次受静电损伤，严重影响产品的可靠性。1.5静电的危害Page33器件静电损伤案例99年GSMBTS2.0生产时射频放大器ERA-3SM大面积（10％以上）失效，生产静电损伤。GSMBTS3.0的GM51RCU单板U6位置放大器（ERS-5SM）持续高失效率－RF电缆静电损伤。2000年3月CC08ASL用户板上二极管RD5和RD6不良率达90%，为生产中传送塑料板摩擦静电损伤。光网络产品SS62S16.TWC板上OQ2536失效率高达10000ppm，为电缆插装静电损伤。1.5静电的危害·内部损失金钱时间不可估计的·外部损失信誉用服服务顾客满意度ESD失效带来的影响Page341.5静电的危害Page35绝缘体－很大的体电阻＞1×1011Ω导体－很小的体电阻＜1×104Ω静电释放材料－体电阻≥1×104~＜1×1011Ω1.6材料的电特性内容一、ESD基础知识介绍二、静电控制三、目前的ESD现状四、常见的不符合静电控制规范的实例Page36常见的防静电使用工具（防静电工具包）常见的防静电材料常见的防静电材料防静电海绵黑色防静电EPE防静电气泡袋常见的防静电材料该纸箱里面有涂炭层起静电屏蔽的作用一般纸箱为绝缘材料常见的防静电材料注意：外层泡膜袋没有防静电作用，而是易产生静电的材料！易产生静电防静电标识ESD15mm15mmArial粗体,12磅底色:黄色ArialNarrow粗体,46磅底色:黄色ArialNarrow粗体,42磅35mm45mm180mm45mm粗黑体,42磅,黑色粗黑体,60磅,黑色底色:黄色35mm180mm内径：φ26mm外径：φ50mm底色:黄色粗黑体,20磅Arial粗体,24磅内径：φ26mm外径：φ50mm底色:黄色ArialNarrow粗体,20磅Arial粗体,24磅2.1为什么要进行ESD控制（Why）2.2哪些人要参与进行ESD控制（Who）2.3在哪些地方需要进行ESD控制（Where）2.4控制什仫（WHAT）2.5怎样进行ESD控制（How）Page43二、静电控制内部损失钱时间不可估计的损失外部损失信誉丧失顾客满意度下降WHY？静电不能被消除，只能被控制！Page442.1为什么要进行ESD控制(Why）who?·供应商·研发人员·采购·库房人员·生产及测试人员·包装人员·技术服务·客户Page452.2哪些人要参与进行ESD控制（Who）供应商实验室IQC仓储生产线装配和测试理货和包装客户现场维修WHERE？Page462.3在哪些地方需要进行ESD控制（Where）EPA(ESDProtectionArea)环境个人材料地板个人物品原材料温湿度工衣周转材料工作台工鞋包装材料工装夹具接地………………Page472.4控制什么（WHAT）静电控制的原则在EPA控制区域操作所有静电敏感器件存放、运输所有静电敏感器件要用法拉第笼测试和监控整个静电控制流程Page482.5怎样进行ESD控制（How）EPA控制方法定义区域的防护水平区域明确定义和标识对区域内的所有导体包括人员可靠接地消除一切不必要的静电产生源运用12英寸原则ESD防护体系文件的建立Page492.5怎样进行ESD控制（How）EPA区域静电防护等级定义原则：产品的静电防护等级客户需求当前ESD问题调查结果领导层的期望EPA区域静电防护等级的分类：一级EPA区域100V二级EPA区域500VPage502.5怎样进行ESD控制（How）温度和湿度要求：一级EPA区域（如：生产制造和维修区域等静电高风险区域）温度：20~30℃相对湿度(RH)：45~75%二级EPA区域的温湿度一般要求：温度：10~30℃相对湿度(RH)：30~75%注：产品物料对环境温湿度有特殊要求时，应根据需要和实际条件采取相应的局部环境保证措施。Page512.5怎样进行ESD控制（