靜電防護(hù)知識(shí)

1、防護(hù)知識(shí)防護(hù)知識(shí) 靜電靜電靜電的形成靜電的形成 靜電電壓是由不同種類的物質(zhì)相互接觸與分離而產(chǎn)生。盡管摩擦能夠使電荷積累得更多，但是摩擦并不是必要的。這種效應(yīng)即是大家熟知的摩擦起電，所產(chǎn)生的電壓取決于相互摩擦的材料本身的特性。磨擦起電序列表列出了各類物質(zhì)的帶電難易程度。對(duì)于相互接觸的兩種物質(zhì)，電子會(huì)從一種的物質(zhì)轉(zhuǎn)向另一種的物質(zhì)，這樣就會(huì)使兩種物質(zhì)分別帶正負(fù)電荷。序列表中的物質(zhì)離得越遠(yuǎn)，各自所帶的電荷數(shù)量也越大。電子廠靜電的產(chǎn)生電子廠靜電的產(chǎn)生 人體的活動(dòng)，人與衣服、鞋、襪等物體之間的摩擦、接觸和分離等產(chǎn)生的靜電是電子產(chǎn)品制造中主要靜電源之一。人體靜電是導(dǎo)致器件產(chǎn)生硬(軟)擊穿的主要原因。人體活動(dòng)

2、產(chǎn)生的靜電電壓約05-2KV。 化纖或棉制工作服與工作臺(tái)面、坐椅摩擦?xí)r，可在服裝表面產(chǎn)生6000V以上的靜電電壓，并使人體帶電，此時(shí)與器件接觸時(shí)，會(huì)導(dǎo)致放電，容易損壞器件。 橡膠或塑料鞋底的絕緣電阻高達(dá)1013，當(dāng)與地面摩擦?xí)r產(chǎn)生靜電，并使人體帶電 樹脂、漆膜、塑料膜封裝的器件放人包裝中運(yùn)輸時(shí)，器件表面與包裝材料摩擦能產(chǎn)生幾百伏的靜電電壓，對(duì)敏感器件放電。 電子生產(chǎn)設(shè)備和工具方面：例如電烙鐵、波峰焊機(jī)、再流焊爐、貼裝機(jī)、調(diào)試和檢測(cè)等設(shè)備內(nèi)的高壓變壓器、交盲流電路都會(huì)在設(shè)備卜感應(yīng)出靜電。如果設(shè)備靜電泄放措施不好，都會(huì)引起敏感器件在制造過程中失效。 混凝土、打臘拋光地板、橡膠板等絕緣地面的絕緣電阻

3、高，人體上的靜電荷不易泄漏。 普通工作臺(tái)面，受到摩擦產(chǎn)生靜電 人體產(chǎn)生靜電人體產(chǎn)生靜電 人體放電模式人體放電模式 (Human-Body Model, HBM) : 人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動(dòng)磨 擦或其它因素在人體上已累積了靜電，當(dāng)此人去碰觸到IC 時(shí)，人體上的靜電便會(huì)經(jīng)由IC的腳(pin)而進(jìn)入IC內(nèi)，再經(jīng) 由IC放電到地去，如圖所示。此放電的過程會(huì)在短 到幾百毫微秒(ns)的時(shí) 間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)安培的瞬間放電電流， 此電流會(huì)把IC內(nèi)的組件 給燒毀。 不同HBM靜電電壓相對(duì)產(chǎn) 生的瞬間放電電流與時(shí)間的關(guān)系 顯示于圖2.1-1(b)。對(duì)一般 商用IC的2-KV ESD放電電壓

4、而言，其瞬間放電電流的尖峰 值大約是1.33 安培。 圖2.1-1(a) HBM的ESD發(fā)生情形 靜電的危害靜電的危害 （1） 引起電子設(shè)備的故障或誤動(dòng)作，造成電磁干擾。 （2） 擊穿集成電路和精密的電子元件，或者促使元件老化，降低生產(chǎn)成品率。 （3） 高壓靜電放電造成電擊，危及人身安全。（4） 在多易燃易爆品或粉塵、油霧的生產(chǎn)場(chǎng)所極易引起爆炸和火災(zāi)。 靜電的危害靜電的危害(電子元件）電子元件）如果一個(gè)元件的兩個(gè)針腳或更多針腳之間的電壓超過元件介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度，就會(huì)對(duì)元件造成損壞。這是MOS器件出現(xiàn)故障最主要的原因。氧化層越薄，則元件對(duì)靜電放電的敏感性也越大。故障通常表現(xiàn)為元件本身對(duì)電源有一定阻

5、值的短路現(xiàn)象。對(duì)于雙極性元件，損壞一般發(fā)生在薄氧化層隔開的已進(jìn)行金屬噴鍍的有源半導(dǎo)體區(qū)域，因此會(huì)產(chǎn)生泄漏嚴(yán)重的路徑。 另一種故障是由于節(jié)點(diǎn)的溫度超過半導(dǎo)體硅的熔點(diǎn)（1415）時(shí)所引起的。靜電放電脈沖的能量可以產(chǎn)生局部地方發(fā)熱，因此出現(xiàn)這種機(jī)理的故障。即使電壓低于介質(zhì)的擊穿電壓，也會(huì)發(fā)生這種故障。一個(gè)典型的例子是，NPN型三極管發(fā)射極與基極間的擊穿會(huì)使電流增益急劇降低。 器件受到靜電放電的影響后，也可能不立即出現(xiàn)功能性的損壞。這些受到潛在損壞的元件通常被稱為“跛腳”，一旦加以使用，將會(huì)對(duì)以后發(fā)生的靜電放電或傳導(dǎo)性瞬態(tài)表現(xiàn)出更大的敏感性。 要密切注意元件在不易察覺的放電電壓下發(fā)生的損壞，這一點(diǎn)非常

6、重要。人體有感覺的靜電放電電壓在3000 5000V之間，然而，元件發(fā)生損壞時(shí)的電壓僅幾百伏。靜電的危害實(shí)列靜電的危害實(shí)列 案例：案例： INTEL公司分析我司的公司分析我司的Intel 845GL BGA不良造成的原因：不良造成的原因：Analysis: Failure analysis:#1: CSAM found nothing. But SPA verified Vcc- Vss short. After die shear, burnt mark was found. So it was suspected due to EOS/ESD.NO.FPO NO.VISUAL INSPEC

7、TINTEL ELECTRICAL TEST(S9K)SYSTEM LEVEL TEST(CPV)FA FLOWRESULT15441A262NormalshortN/ACSAM, SPA, Die Shear, MicroscopeBurnt Mark25441A262NormalshortN/ACSAM, SPA, Die Shear, MicroscopeBurnt Mark35441A262NormalshortN/ACSAM, SPABurnt Mark靜電測(cè)量?jī)x器靜電測(cè)量?jī)x器 (1)靜電場(chǎng)測(cè)試儀：用于測(cè)量臺(tái)面、地面等表面電阻值。平面結(jié)構(gòu)場(chǎng)合和非平面場(chǎng)合要選擇不同規(guī)格的測(cè)量?jī)x。 (2

8、)腕帶測(cè)試儀：測(cè)量腕帶是否有效。 (3)人體靜電測(cè)試儀：用于測(cè)量人體攜帶的靜電量，人體雙腳之間的阻抗，測(cè)量人體之間的靜電差,腕帶、接地插頭、工作服等是否阻護(hù)有效。還可以作為入門放電，把人體靜電隔在車間之外。 (4)兆歐表：用于測(cè)量所有導(dǎo)電型、抗靜電型及靜電泄放型表面的阻抗或電阻。電子產(chǎn)品制造中防靜電技術(shù)指標(biāo)要求 (1)防靜電地極接地電阻10。 (2)地面或地墊：表面電阻值105-1010;摩擦電壓100V。 (3)墻壁：電阻值5104-109。 (4)工作臺(tái)面或墊：表面電阻值106-109；摩擦電壓100V；對(duì)地系統(tǒng)電阻106-108。 (5)工作椅面對(duì)腳輪電阻106-108。電子產(chǎn)品制造中防

9、靜電技術(shù)指標(biāo)要求 6)工作服、帽、手套摩擦電壓300V；鞋底摩擦電壓100V，帶靜電荷量小于6uC/pcs,耐洗滌時(shí)間大于33小時(shí) 。 (7)腕帶連接電纜電阻1M；佩帶腕帶時(shí)系統(tǒng)電阻1-1OM。腳跟帶(鞋束)系統(tǒng)電阻05105-108。 (8)物流車臺(tái)面對(duì)車輪系統(tǒng)電阻106-109。 (9)料盒、周轉(zhuǎn)箱、PCB架等物流傳遞器具一表面電阻值103-108;摩擦電壓100V。 (10)包裝代、盒一摩擦電壓100V。靜電防護(hù)處理的原則靜電防護(hù)處理的原則 (1)對(duì)可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電積聚。采取措施在安全范圍內(nèi)。 (2)對(duì)已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉，即時(shí)釋放，靜電電壓從5000伏降到100伏的

10、時(shí)間控制在0.1秒左右 。靜電的防護(hù)設(shè)施及作用一靜電的防護(hù)設(shè)施及作用一 -防靜電工作服是為了有效釋放操作人員人體靜電荷 -防靜電鑷子有效泄放靜電電荷。 -穿靜電工作鞋是泄放操作人員人體靜電電荷的最有效和最可靠的方法。表面電阻：106-108歐 -戴防靜電手套可避免操作人員手指直接接觸靜電敏感元件并能安全泄放操作人員所帶的人體靜電電荷。106-109歐 -防靜電手指套是有效地防止人體手指產(chǎn)生指尖放電。106-1011歐 -防靜電手腕帶是一種配戴于人體手腕上，釋放人體聚集靜電電荷的器件。其原因是通過腕帶及接地線，將人體身上的靜電排放至大地，故使用時(shí)腕帶必需確實(shí)與皮膚接觸，接地線亦需直接接地靜電的防

11、護(hù)設(shè)施及作用二靜電的防護(hù)設(shè)施及作用二 -防靜電透明網(wǎng)格窗簾是一種用透明及靜電耗散材料制成，具有清晰的透明度和靜電耗散作用。109-1011歐 -防靜電工作椅：消除操作人員人體靜電，有效地提高生產(chǎn)率。 -防靜電元件盒具有有效泄放靜電電荷的特性 -防靜電推車有效泄放靜電電荷 -離子風(fēng)槍：快速消除靜電，清潔產(chǎn)品 -防靜電臺(tái)墊為二層結(jié)構(gòu)，上層為靜電耗散層，下層為導(dǎo)電層，能有效泄放靜電電荷。靜電的防護(hù)設(shè)施及作用三靜電的防護(hù)設(shè)施及作用三濕度控制濕度控制：防靜電工作區(qū)的環(huán)境相對(duì)濕度以不低于50%為宜 區(qū)域界限區(qū)域界限：防靜電工作區(qū)應(yīng)標(biāo)明區(qū)域界限，并在明顯處懸掛警示標(biāo)志，警示標(biāo)志應(yīng)符合GJB1649規(guī)定，工作

12、區(qū)入口處應(yīng)配置離子化空氣風(fēng)浴設(shè)備 。防靜電地面防靜電地面：不易因摩擦、碰撞而產(chǎn)生和積累靜電，并能防止靜電荷瞬時(shí)釋放。 清潔：使用規(guī)定的清潔劑清洗防靜電工作區(qū)內(nèi)桌墊和地墊 接地接地a、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10，埋設(shè)與檢測(cè)方法應(yīng)符合GBJ 97的要求。b、防靜電地線不得接在電源零線上，不得與防雷地線共用。c、使用三相五線制供電，其大地線可以作為防靜電地線（但零線、地線不得混接）。d、接地主干線截面積應(yīng)不小于100mm2；支干線截面積應(yīng)不小于6mm2；設(shè)備和工作臺(tái)的接地線應(yīng)采用截面積不小于1.25mm2的多股敷塑導(dǎo)線，接地線顏色以黃綠色線為宜。e、接地主干線的連接方

13、式應(yīng)采用釬焊。靜電敏感元器件存儲(chǔ)、使用要求(1)SSD運(yùn)輸過程中不得掉落在地，不得任意脫離包裝。 (2)存放SSD的庫(kù)房相對(duì)濕度：30-40RH。 (3)SSD存放過程中保持原包裝，若須更換包裝時(shí)，要使用具有防靜電性 能的容器。 (4)庫(kù)房里，在放置SSD器件的位置上應(yīng)貼有防靜電專用標(biāo)簽。 (5)發(fā)放SSD器件時(shí)應(yīng)用目測(cè)的方法，在SSD器件的原包裝內(nèi)清點(diǎn)數(shù)量。 (6)對(duì)EPROM進(jìn)行寫、擦及信息保護(hù)操作時(shí)，應(yīng)將寫入器擦除器充分接地，要帶防靜電手鐲。 (7)裝配、焊接、修板、調(diào)試等操作人員都必須嚴(yán)格按照靜電防護(hù)要求進(jìn)行操作。 (8)測(cè)試、檢驗(yàn)合格的印制電路板在封裝前應(yīng)用離子噴槍噴射一次，以消除可

14、能積聚的靜電荷。靜電的防護(hù)的維護(hù)靜電的防護(hù)的維護(hù) (1)制訂防靜電管理制度，并有專人負(fù)責(zé)。 (2)備用防靜電工作服、鞋、手鐲等個(gè)人用品以備外來人員使用。 (3)定期維護(hù)、檢查防靜電設(shè)施的有效性。 (4)腕帶每天檢查一次。 (5)桌墊、地墊的接地性、靜電消除器的性能每周檢查一次。 (6)防靜電元器件架、印制板架、周轉(zhuǎn)箱；運(yùn)輸車、桌墊、地墊的防靜電性能每月檢查次。 J. GROUNDG. COMMONGROUND POINTF. ESD MATD. GROUND BAR& JACKH. CONDUCTIVE FLOOR/MATBUILDING FLOORB. ESD FOOT WEARC. ESD PROTECTIVETRAYS,SHUNTS, etc.E. ELECTRIC TOOLS, EQUIPMENTSOLDER IRON, SCREW DRIVER, etc.POWER JACKI. ERATH GROUND2. SURFACE RESISTANCEF, H. 3. STATIC VOLTAGEC, FPOWER CORD3 WIRES工作桌的靜電防護(hù)工作桌的靜電防護(hù) 對(duì)靜電要求較高產(chǎn)品應(yīng)有的標(biāo)識(shí)靜電防護(hù)的總結(jié) 把靜電保護(hù)設(shè)