ESD防護(hù)培訓(xùn)教材

1、第一章：名詞解釋 1. 靜電( Electrostatics )：物體所帶過(guò) ?；虿蛔愕南鄬?duì)靜止不動(dòng)的電荷。 2 . 靜電放電 ESD ( Electrostaticdischarge-ESD )：具有不同靜電電位的物體， 由于直接接觸或靜電感應(yīng)引起物體間的靜電電荷轉(zhuǎn)移。3. 靜電感應(yīng)( Electrostaticinduction )：當(dāng)帶靜電的物體靠 近某一介質(zhì)時(shí)，在該介質(zhì)表面因感應(yīng)而帶電荷，并形成感應(yīng) 電場(chǎng)。 4. 靜電敏感器( Staticsensitivity device-SSD )：對(duì) 靜電放電敏感的器件 5. 中和( Neutralization )：利用異性 電荷使靜電消失

2、6. 接地( Grounding )：電氣連接到能提 供或接受大量電荷物體上(如大地、船艦或運(yùn)載工具外殼)7. 泄放( Leakage )：將靜電荷安全泄放到大地 8. 硬接地 ( Hardground )： 直接與大地電極作導(dǎo)電性連接的一種接地 方式(R10Q)9. 軟接地(Soft ground ):通過(guò)一足以 限制流過(guò)人體的電流達(dá)到安全值的電阻連接到大地電極的 一種接地方式( 100,000Q R 1,000,000Q)10. 防靜 電工作區(qū)( Electrostatic dischargeprotectedarea )：配備各 種防靜電設(shè)備和器材，能限制靜電電位具有確定邊界和專門 標(biāo)記

3、的適于從事靜電防護(hù)操作的場(chǎng)所 11. ESD保護(hù)材料( ESD-Protected materials )：具備下列特征的材料： a、 防 止產(chǎn)生摩擦起電 b、 免受靜電場(chǎng)的影響 c、防止與帶電人體或與帶電物體接觸而產(chǎn)生直接放電第二章：靜電的來(lái)源 及其危害 1 、 靜電的產(chǎn)生： 兩種不同起電序列的物體通過(guò)摩擦、碰撞、剝離等方式在接觸又分離之后在一種物體上積 聚正電荷，另一種物體上積聚等量的負(fù)電荷而形成的。這是 由于兩種不同的物體相互緊密接觸時(shí)，它們最外層電子的逸 出功不同，電子從逸出功較小的物體跳逸到逸出功較大的物 體中去。此外，導(dǎo)體靜電感應(yīng)、壓電感應(yīng)、電磁輻射感應(yīng)等 也能產(chǎn)生很高的靜電壓。

4、2、 工廠內(nèi)常見(jiàn)的靜電源：靜電 源指可產(chǎn)生靜電荷的物體。 1 1 環(huán)境：2 1 1 地板： 封蠟的混凝土，涂蠟的木材，普通的維尼龍磁磚或平板，根 據(jù)靜電源材料，靜電荷的多少，分離速度，環(huán)境濕度的不同 而不同。 21 2 工作面：涂蠟，涂漆或凡立水處理的表面，普通的乙烯或塑膠臺(tái)面。213 工廠主要設(shè)備：22 人：22 1人的皮膚表面。 222 人穿的衣服 1 3 材料： 23 1 原材料： 2 32 生產(chǎn)輔助料： 233 包裝材料： a、普通的塑膠一一-袋、紙、封皮；b、普通的氣泡套 c、普 通的塑膠盤、 塑膠籃、塑膠瓶、 料盒 24 制程：241噴洗清洗機(jī) 242 普通的塑膠吸錫工具 243

5、烙鐵頭未 接地的電烙鐵 244 人造毛制作的溶劑刷子 245 液體 或蒸汽的清洗或干燥 246 烤箱 247 低溫噴洗 248 發(fā)熱槍和吹風(fēng)機(jī) 249 噴砂 3、 人的活動(dòng)產(chǎn)生的靜電壓： 靜 電 產(chǎn) 生 方 法靜 電 電 壓 ( V ) 相 對(duì) 濕 度 ( 10%20% ) 相對(duì)濕度( 65%90% )在地毯上行 走 35000 1500 在 乙 烯 樹(shù) 脂 地 板 上 行 走 12000250 工作臺(tái)上操作 6000 100 說(shuō)明書(shū)的 乙烯 樹(shù) 脂 封 面 7000 600在工作臺(tái)拿起 聚乙烯袋 子 20000 1200 聚 氨 脂 泡 沫 墊 子 1800015004 、 ESD 敏感元器

6、件， 組件和設(shè)備的 分級(jí)： 1 級(jí)：易遭01999VESD 電壓危害的電子產(chǎn)品 2 級(jí)：易遭 20004999V ESD 電壓危害的電子產(chǎn)品 3 級(jí)：易遭 400015999VESD 電壓危害的電子產(chǎn)品 5、 ESD 敏感元 器 件 ： 1 級(jí) ： 敏 感 電 壓 范 圍 01999V元 器 件 類型微波器 件（肖特基勢(shì)壘二極管、點(diǎn)接觸二極管和其他工作頻率大于 1GHz 的檢測(cè)二極管離散型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)晶體管聲表面波（SAW）器件結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（JEETs）電荷耦合器件（CCDs）精密穩(wěn)壓二極管（線或加載電壓穩(wěn)定（0.5% ）運(yùn)算放大器（OPAMPs）續(xù) 表 1 薄膜電阻器集成電路使 用

7、1 級(jí)元器件的混合電路超高速集成電路（VHSIC ）環(huán)境溫度 100 C 時(shí)，I0V0.175A 的晶體閘流管（SCRs） 2 級(jí)：敏 感電壓范圍 20003999V元 器 件 類 型由附錄 A （補(bǔ)充件）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定為2 級(jí)的元器件和微電路離散型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（JEETs）運(yùn)算放 大器（OPAMPs）集成電路（ICs）超高速集成電路（VHSIC） 精密電阻網(wǎng)絡(luò)（R2）使用 2 級(jí)元器件的混合電路低功率雙極 型晶體管，ptot 100mW , Ic100mA3 級(jí)：敏感電壓范圍400015999V元器件 類型由附錄 A （補(bǔ)充件）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定為 3 級(jí)的元器件微電路離散

8、型 MOS 場(chǎng) 效應(yīng)晶體管運(yùn)算放大器（OPAMPs）集成電路（ICs）超高速 集成電路（VHSIC）所有不包括在 1 級(jí)或 2 級(jí)中的其他微電 路 Ptot1W 或IO0.175A 的晶體閘流管 （SCRs） 350mWPtot100mW 且 400MAIo100mA 的低功率雙極型晶體管光電器件（發(fā)光 二極管、光敏器件、光耦合器）片狀電阻器續(xù) 表 2 使用 3 級(jí)元器件的混合電路壓電晶體6、ESD 失效模式： 61熱二次擊穿 62 金屬渡層融熔 63 介質(zhì)擊穿 6 4 氣弧放 電 6 5表面擊穿 66 體擊穿對(duì) ESD 敏感的元器件組成部 分（參考件）元器件組成部分元器件類別 失 效 機(jī)理

9、失效標(biāo)志 MOS 結(jié)構(gòu) MOSFET （分立的）MOS 集成電 路有金屬跨接的半導(dǎo)體器件數(shù)字集成電路（雙極和 MOS）線性集成電路（雙極和 MOS） MOS 阻容器 混合電路 線 性集成電路 電壓引起的介質(zhì)擊穿和接著發(fā)生的大電流現(xiàn) 象 短路（漏電大）半導(dǎo)體結(jié) 二極管（ PN、 P IN 、肖特 基）雙極晶體管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管可控硅數(shù)字、線性雙極集 成電路，輸入保護(hù)電路：用于分立MOS 場(chǎng)效應(yīng)管和 MOS 集成電路 由過(guò)剩能量和過(guò)熱引起的微等離子體二次擊穿的微 擴(kuò)散由Si 和 AL 的擴(kuò)散引起電流束的增大 （電熱遷移）薄膜電阻器 混合集成電路： 厚膜電阻薄膜電阻單片集成電路 -薄膜電阻器密封薄膜

10、電阻器介質(zhì)擊穿，與電壓有關(guān)的電流通路， 與焦?fàn)枱崮芰坑嘘P(guān)的微電流通路的破壞 電 阻漂移金屬化條 混合集成電路單片集成電路梳狀覆蓋式 晶體管 與焦?fàn)枱崃坑嘘P(guān)的金屬燒毀 開(kāi)路場(chǎng)效應(yīng)結(jié)構(gòu)和 非導(dǎo)電性蓋板 采用非導(dǎo)電石英或陶瓷封裝蓋板的集成電 路和存儲(chǔ)器，特別是 EPROM 由于 ESD使正離子在表面積 壘。引起表面反型或柵閾值電壓漂移 工作性能退化壓電晶 體 晶體振蕩器聲表面波器件 當(dāng)所加電壓過(guò)大時(shí)由于機(jī) 械力使晶體破裂 工作性能退化電極間的間距較小部 位 聲表面波器件無(wú)鈍化層覆蓋的薄膜金屬無(wú)保護(hù)的半導(dǎo) 體器件和微電路 電弧放電使電極材料熔融 工作性能 退化第三章： ESD 防護(hù)操作系統(tǒng) 1、 ES

11、D防護(hù)的基本原則： 1 1 抑制靜電荷的積聚， 嚴(yán)格控制靜電源 1 2迅速、 安全、有效地消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷1 3 防靜電工作區(qū)應(yīng)按電子元器件靜電放電靈敏度確定保護(hù)程度。一般情況下 靜電壓不超過(guò) 100V 。2、 防靜電工作區(qū)： 2 1 地面材 料 2 11 禁止直接使用木質(zhì)地板或鋪設(shè)毛、麻、化纖地毯 及普通地板革 212應(yīng)該選用由靜電導(dǎo)體材料構(gòu)成的地面， 例如：防靜電浮動(dòng)地板或在普通地面上鋪設(shè)防靜電地墊并有 效接地 2 13 允許使用經(jīng)特殊處理過(guò)的水磨石地面，如： 事先敷設(shè)地線網(wǎng)，滲碳或在地面噴涂防靜電劑等2 2接地： 2 2 1 防靜電系統(tǒng)必須有獨(dú)立可靠的接地裝置，接地電阻一般應(yīng)小于 4

12、 歐，接入時(shí)，增加限流電阻。 2 2 2 防靜電地線不得接于電源零線上，不得與防雷地線共用 2 23 使用三相五線制供電，其大地線可以作業(yè)防靜電地 線（零線、地線不可混接） 22 4 防靜電設(shè)備連接端子應(yīng) 確保接觸可靠，易裝拆，允許使用各種夾式連接器，如鱷魚(yú) 夾、插頭座等 22 5 靜電地：軟接地電源地、設(shè)備地：硬 接地 226 接地系統(tǒng)泄漏電流不超過(guò)5mA ，極限流電阻下 限阻值取 1MQ2 .3 天花板材料：應(yīng)選用抗靜電型材料制品，如石膏板制品 2 4 墻壁面料應(yīng)使用抗靜電型墻紙， 例如：石膏涂料、石灰涂料 25 濕度控制：防靜電工作區(qū)的環(huán)境相對(duì)濕度以不低于 50% 為宜 3、 防靜電設(shè)施

13、： 3 1靜電安全工作臺(tái)：通過(guò)限流電阻接地，工作臺(tái)不可串聯(lián)接地，由工作臺(tái)、防靜電桌墊、腕帶接頭和接大地線等 組成，靜電安全工作臺(tái)上不允許堆放塑料盒（片） 、橡皮、 紙板、玻璃等易產(chǎn)生靜電的雜物，圖紙資料應(yīng)裝入防靜電文 件袋內(nèi)。 3 2 防靜電腕帶：直接接觸靜電敏感器件的人員 均應(yīng)戴防靜電腕帶，腕帶應(yīng)與人體皮膚良好接觸，腕帶系統(tǒng) 對(duì)地電阻為 1M10M 范圍內(nèi)。33防靜電容器：在電子 元件、產(chǎn)品、設(shè)備研制生產(chǎn)過(guò)程中，一切貯存、周轉(zhuǎn) ESD 的 容器（元件袋、轉(zhuǎn)運(yùn)車、存放盒等）應(yīng)具備靜電防護(hù)性能。不允許使用金屬和普通塑料容器， 必要時(shí)， 存放部件用的周 轉(zhuǎn)車（箱）應(yīng)接地 34 防靜電工作服：防靜電

14、工作帽、防靜電工作鞋使用防靜電布料制作 3 5 工位：工作臺(tái)面、 工作凳面，采用 ESD 保護(hù)材料 3.6 包裝：靜電敏感的元器件、產(chǎn)品采用對(duì)用對(duì)應(yīng)的保護(hù)性包裝，包裝的器具必須 采用防靜電存放盒、防靜電塑料袋等。第四章：工廠一般防 靜電要求 1、防靜電腕帶使用前一定要先檢查 （每天一次） 2、 所有元器件，基板在不使用的狀態(tài)下一定要用防靜電 袋或防靜電箱包起來(lái)或裝起來(lái) 3、未戴靜電腕帶時(shí)不可接 觸工作臺(tái)面 4、 基板所用的墊子應(yīng)該是粉紅色和防靜電 的，氣泡袋也應(yīng)該是粉紅色和防靜電的5、 工作人員要保護(hù)自己的地盤：不讓無(wú)防靜電措施人員接觸自己的臺(tái)面、基 板、元件 6、 把所有的元器件都當(dāng)作靜電元器件看待 7、 工作臺(tái)上不可放多余的包裝材料 8、 進(jìn)入防靜電工 作區(qū)前要進(jìn)行靜電放電 9、 流動(dòng)人員手拿元器件、 機(jī)板時(shí) 必須有防靜電措施，如：戴防靜電手套或元件機(jī)板用防靜電 袋包裝 10、 移轉(zhuǎn)元器件、 機(jī)板必須有防靜電措施第五章： ESD 防護(hù)中常發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤 1、 腕帶套在衣袖上， 未與皮膚 接觸 2、 腕帶松動(dòng)，與皮膚表面接觸不良 3、 腕帶夾 在桌面上， 桌面的另一側(cè)才接地 4、 使用的白色泡沫墊基 板 5、 箱子無(wú)防靜電屏蔽蓋 6、 特殊場(chǎng)合才帶腕帶 7、 使用白色鐵氟龍光頭烙鐵 8、 使用