ESD培训知识

ESD培训知识消除电子生产企业品质杀手2009年1月修正静电产生的原理1静电敏感元件2静电的危害3静电防护问答4杭州优迈科技静电防护措施51.1何为静电?静电就是静止的电荷.任何物质都是由原子组成,而原子的基本結构为质、子中子及电子(如图1所示)。质子于中子因质量较高,结合力強、不易分离,紧密聚在一起称为原子核。电子的质量很小,环绕于原子核外.依其电气的特性,科学家们将质子定义为正电,中子因不具电气特性,称不帶电,电子的电气特性与质子相反,为帶负电。在正常狀况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现为中性不帶电.++--图一.原子结构静电产生的原理杭州优迈科技++-A++B---图2.离子的形成杭州优迈科技静电产生的原理但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子A,而投入其他的原子B,A原子因缺少电子而帶有正电现象,称为阳离子,B原子因有多余电子而呈帶负电现象,称为阴离子(如图2所示).造成不平衡分布原因即是称为电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能源(如动能、位能、热能、化学能……等),任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电。1.2静电产生的方式a.帶电的物体会在它的周围产生电场感应,使其它导体带电(如图3).b.摩擦可以使物体产生电荷(如图4).c.帶电替可通过导体使其它导体帶电(如图5).++-++-******++-++-+-----+++++-图4图3++--+++--+++--图5杭州优迈科技静电产生的原理1.3静电的相关概念a.库仑定律同性电荷相斥异性电荷相吸------++++++------------b.ESD—Electrostaticdischarge(静电放电)在日常生活中,可以从以下多方面感觉得到静电---闪电---冬天在地毯上行走以及接触把手時的触电感---在冬天穿衣时所产生的辟啪声这些都似乎对我们沒有影响,但它对电子元件及电子线路板有很大的冲击.静电产生的原理杭州优迈科技1.4能摩擦起电的物质:人体的手、毛发、毛皮、塑料、丝绸、橡膠、木头、棉花、泡沫、玻璃、金属等.1.5摩擦起电于湿气的关系:同样的两种物质在不同的湿度下摩擦:静电电压随湿度的增大而减小.如在地毯上行走:静电电压于湿度的关系35000V(RH10%)15000V(RH30%)7500V(RH50%)1.6湿度过高带来的问题:人体不适,金属生锈.高精度设备失去精度.杭州优迈科技静电产生的原理1.1对静电敏感的元件有:a.IC&BGAb.有IC的PWBAc.晶体管d.有IC的电子组合品e.IGBT等电子模块++-++-********PWBA上的经典敏感元件二)静电敏感元件杭州优迈科技静电的危害:静电犹如一颗定时炸弹,随时危机到产品的安全●返工增加(增加成本).●质量下降.●客户的不良率增高(客户的抱怨增加)●破坏公司声誉●公司的收入降低甚至失去定单59%41%EOS/ESDOTHERS资料由SemocoductorReliability提供(March,1993)三)静电的危害杭州优迈科技1)环境空气的相对温度是如何影响ESD的？相对湿度（RH）对表面积累电荷的性能产生直接影响。相对湿度越高，零部件储存电荷的时间就越短，表面电荷减小（因为相对湿度增加）的方式可通过复合或传导，当相对湿度增加，空气的电导率也随之增加。但即使是在100%相对湿度时，电荷泄放速率的增加也不能取代适当的ESD控制操作规程.2)相对温度的百分比是需控制在某一特定值？如何才能决定这一数值呢？在空气逐渐干燥时（相对温度的百分比减小），产生静电的能力变化是确定且明显的。在相对湿度10%（很干燥的空气）时，在地毯上行走时，就能产生35kV的电荷，但在相对湿度55%时将锐减至7.5kV。工作环境的相对湿度的最佳范围在25%—50%。一些清洁场所一般要求相对湿度在50%，由于存在对腐蚀和湿度的影响较敏感的器件，其他环境需要较低的相对湿度。在最佳湿度范围检验设备及ESD抑制产品，有些ESD抑制产品是与湿度有关的。四)静电防护问答3)测试防静电腕时有没有最低要求，而且最低或更合理的要求是什么？在测试防静电腕时没有预先规定的最低要求,但一个非常好的经验是：在你每次戴上防静电腕或开始另一件工作时都对它进行测试,测试频度取决于你全力保护的ESD敏感设备,如果该设备相当昂贵并由一位操作者控制,经常的监视器是必要的,但如果该设备不是特别敏感且相对价格较低,那么定期的测试就足够了,在测试防静电腕时有几件你应查看的事情:确信防静电腕与手腕密切接触;导电纤维或金属/导电物质紧贴着皮肤;金属扣环上的按扣很合适,线圈端的揿钮接头应很好地扎紧,香蕉插头弹簧弹性好，与香蕉插头塞孔接触紧密,其他应查看的事情是：线圈中的间歇中断(通常在末端,脏物,油和熔接在带子里面的外壳(这将降低带子的导电性能),对线圈中金属扣环上的按扣施1-5磅的张力是安全的.四)静电防护问答4)要是采取了所有其他的ESD预防措施,戴防静电腕还有必要吗?地（脚）带，罩衫、地板消耗材料、接地板等），如是，为什么？如果操作者在导电地板上穿两只防静电鞋且不同时抬起两只脚跟，那么，防静电腕就不要了，如果操作者也穿罩衫，但不与身体或者地电气连接，这样罩衫仅有部分保护功能，其上积累的电荷可能没有地方释放，普遍的罩衫接地办法是：用一线绳系一按扣于罩衫的腰部，或者用一防静电腕扣至ESD罩衫的内部袖口上.5)我们每周都要检查ESD工作台面以确保它正确地的通过1M电阻接地。在ESD（硬地）与导电工作面接地（软地）间电阻读数不稳定的一般原因是什么？电源地（ESD地）与导电工作台面之间电阻读数不稳定的一个原因是地电流.如脚垫多点接地，则可能有地电流流过，这就会使欧姆表读数出错.其他可能的原因还有：仪表电池电压过低，仪表交流电源与正在测量的地之间的地环路等，最好切断仪器电源插头中的地线,一些数字仪表对其周围磁场或强电场是敏感的，在测量时注意检查电源分布电缆,EMI源等,尽量在屏蔽区域内反复多测几次，以弄清问题是否已排除。四)静电防护问答6)有些带有防静电腕的ESD工作台可以直接接地,而另一些则需先引至ESD台垫(在对角),然后通过一电阻接地,哪个正确？两者都未必正确，因为这取决于直接接地的防静电腕和工作台垫的电势，对ESD安全台而言，接地的概念是使所有导体均处于同一电位,这样就使两导体间的电位差降至最小.由于电源地与大地总是在控制区内,因此是最方便的连接点。如果防静电腕及ESD台垫均接至同一接地点,那么它们电位相同，是正确的安装方式。防静电腕首先连到ESD台垫然后穿过台垫，再从台垫对角穿出，最后接地，这样连接，台垫至地附加的串联阻抗（电阻或电容），有时，操作者可以与接地的台式设备或位于台垫上的ESD敏感设备处于不同的电位四)静电防护问答4.1静电防护原则:4.1.1安装静电敏感元件时,在静电安全区域內安装,同时作业人员做好防静电措施.4.2.2用静电屏蔽容器运送及存放静电敏感元件及线路板.4.3.3做好工作场所接地系统,定期检测所安装的静电防护系统是否有效.4.3.3对静电敏感材料存储区域,及工作区域保持一定的空气湿度4.2静电防护的措施帶电体通接接地可使电荷释放到大地.对静电敏感的元件不要接触和靠近能产生静电的物体.消除静电产生根源使静电安全释放.对静电敏感的元件使用防静电材料包裝.四)静电防护措施杭州优迈科技4.3材料按导电特性分类导体-------------电子可以自由移动.表面阻抗1Mohm静电消耗材料------电子在其上面移动的速度比在导体上移动的速度慢.表面阻抗:1M~100MMohm绝缘体------------电子在其上面不能移动.表面阻抗100MMohm四)静电防护措施杭州优迈科技4.4静电防护的范围人体:a.为保护静电敏感元件,在人接触静电敏感元件时要:穿防静电衣,戴防静电手环,戴防静电手套,戴防静电脚帶穿防静电鞋b.要每日点检以下防护用具和人体的阻抗:防静电手环(0.75~10Mohm)防静电脚带(0.75~100Mohm)防静电鞋(0.1~35Mohm)c.进入工厂时要用静电消除器消除人体所帶的静电d.出现异常时,应及时分析原因並采取相应措施.四)静电防护措施杭州优迈科技机器、设备、工裝、治具、工具a.加工帶有静电敏感元件的产品时,帶有电源的机器、设备需要有效接地.b.地面防静电材料.c.与静电敏感元件有接触的工裝、治具、架子、容器、工作台面要铺设防静电材料才能放置或安裝静电敏感元件.d.烙铁头的接地电阻不大于20ohm.e.运输物流设备的表面要铺设防静电材料,並且做好要接地措施.g.对取静电敏感元件所使用的工具要用防静电的材料制成.h.在工裝、治具、夾具表面喷洒防静电液清除其表面的静电.i.放置静电敏感元件的容器必須是防静电材料或进行静电屏蔽.j.传送静电敏感元件的组合品的传送帶使用防静电材料作成.五)静电防护措施杭州优迈科技防静电材料制成的用具表面阻抗a.防静电手环:表面阻抗:1+/-20%Mohmb.防静电脚帶:表面阻抗:1+/-20%Mohmc.防静电鞋:表面阻抗:0.1M~100Mohmd.防静电席:上表面:1M~1000Mohm,下表面:0.01M~1Mohme.防静电周转架:表面阻抗:1k~1Mohmf.防静电周转箱:表面阻抗:1K~1Mohmg.防静电砖:表面阻抗:0.01~0.1Mohmh.防静电包裝袋:表面阻抗:10k~1000kMohmi.防静电镊子:表面阻抗:0.01~10Mohmj.防静电刷子:表面阻抗:0.01~10Mohm五)静电防护措施杭州优迈科技防静电的最佳环境a．环境的相对湿度：ＲＨ：３０％～７０％b.环境的温度度：１５～３０攝氏度．c.工作台面(静电席表面)无任何膠纸、杂物放置.d.有防静电要求的区域要有醒目防静电标示.五)静电防护措施杭州优迈科技杭州优迈科技