ESD教育訓(xùn)練ppt課件

1、ESD ESD 培訓(xùn)教材培訓(xùn)教材4目錄41.靜電的產(chǎn)生原理42.靜電的危害43.靜電放電的形式44.靜電的防護(hù)措施45.工廠靜電防護(hù)系統(tǒng)的建立靜電產(chǎn)生原理4ESDElectro Static Discharge (靜電防護(hù))4產(chǎn)生原理:4一.摩擦4二.感應(yīng)4三.傳導(dǎo)4一.摩擦產(chǎn)生靜電-如下圖所示靜電產(chǎn)生原理 7P+ 7P+ 7P+ 7P+e -e -e -e -e -e -e -平衡原子平衡原子 1e -平衡原子平衡原子 2帶負(fù)電原子帶負(fù)電原子 帶正電原子帶正電原子e -e -e -e -e -e -e -摩摩擦擦e -e -e -e -e -e -e -e -e -e -e -e -4二.感

2、應(yīng)產(chǎn)生靜電4三.傳導(dǎo)產(chǎn)生靜電靜電產(chǎn)生原理+ + + +-+ +靜電的危害4一.元件的損壞 ESD破壞之原因：1. 功率產(chǎn)生：如熱崩潰、 金屬被熔融2. 電壓產(chǎn)生：如介電質(zhì)崩潰、表面崩潰3. 潛在性故障：如功能劣化、降級4二.塵粒污染4將微塵吸附到半導(dǎo)體元件表面.降低品質(zhì),影響功能靜電的危害4一.元件的損壞 ESD破壞之型態(tài)1. 接面崩熔（Junction Burnout） 過大的電流通過接面時(shí)，產(chǎn)生極大的熱量，使得接面崩熔。此種破壞是屬於接面短路，2. 氧化層貫穿針引線（Oxide Punch Through）通常在金屬氧化層半導(dǎo)體（MOS）上可以發(fā)現(xiàn)此類型之破壞，這是由於外加的靜電壓超過了氧

3、化層的崩潰電壓所致。其現(xiàn)象亦是短路。EBCEBC靜電的危害43. 金屬層崩熔（Metalization Burnout） 由於過大的電流流經(jīng)金屬層，並在較脆弱的地方產(chǎn)生，由於此種破經(jīng)常是伴隨著接面短路或是氧化層短路之後發(fā)生故屬於所謂的二次崩潰（Secondary Breakdown）。而其現(xiàn)象為斷路。 靜電的累積破壞 負(fù)傷而行 負(fù)傷而行（Walking Wounded） 許多實(shí)驗(yàn)證實(shí)靜電能使半導(dǎo)體負(fù)傷，但不玫立即完全破壞其功能，而且有多數(shù)這些負(fù)傷而行的元件都能通過測試直到這些元件送到客戶之後，隨時(shí)會從負(fù)傷而行變成完全失效。靜電的危害接合窗放大10,000之後可見貫穿現(xiàn)象金屬接合窗橫 切 面 放

4、 大 (2,000)橫 切 面 放 大 (10,000)靜電放電形式41.HBM (Human Body Model) 人體充放電42. CDM (Changed Device Model) 充電元件摸式4電子元件摩擦充電后碰觸到手金屬等導(dǎo)電材料上產(chǎn)生放電43. FIM (Field Induced Model) 電場感應(yīng)模式4電子元件感應(yīng)充電放電人 體元 件靜電防護(hù)措施4一.電路設(shè)計(jì)4本方法乃是靜電防護(hù)最好的辦法，但在設(shè)計(jì)半導(dǎo)體的抗靜電電路時(shí)，必須考慮到電路產(chǎn)生熱的影響、反應(yīng)時(shí)間、 最大電壓、 能量傳導(dǎo)、 寄生電容等等因子，故並非隨心所欲可以辦到。因此靜電防護(hù)仍必須靠一些治標(biāo)的方法。4二靜電

5、的防護(hù)的基本原則1. 避免靜電產(chǎn)生 2. 疏導(dǎo)或中和所產(chǎn)生之靜電 3. 摒蔽靜電場靜電防護(hù)措施41.避免靜電產(chǎn)生(A) 潮溼法(Moisturizing)水氣本身會有導(dǎo)電現(xiàn)象，故可降低絕綠體表面電阻,達(dá)到靜電防護(hù)目的,如人走過地毯,相對濕度10%,可產(chǎn)生35000V靜電,55%時(shí),可產(chǎn)生5000V靜電,80%時(shí),可產(chǎn)生1500V靜電 (B) 抗靜電塗佈法(Anti-Static Coating) 有部份溶液可噴灑於絕緣體表面降低物體表面電阻，達(dá)到靜電防護(hù)的目的。但此種塗層，日久會脫落而漸漸失去其效果，故必須考慮其有效期。 (C) 內(nèi)部靜電劑法(Imbedded Anti-Static Agen

6、t) 這是在材料中加入具有導(dǎo)電性或吸溼性的物質(zhì)，使其外層具有輕微導(dǎo)電性。大部分放靜電材料階采用此法,如零件盒,周轉(zhuǎn)箱.42. 疏導(dǎo)或中和靜電法 (A) 疏導(dǎo)法(Bleed-Off) 典型的疏導(dǎo)法就是配帶靜電環(huán)(Wrist Strap)，是將人體產(chǎn)生之靜電電荷，藉由導(dǎo)線將所產(chǎn)生之電荷傳導(dǎo)出去。另外如工/治具的接地也是疏導(dǎo)法靜電防護(hù)措施B) 中和法(Neutralization)利用靜電消除器(Ionizer)來釋出正、負(fù)離子以中和消除靜電效應(yīng)。目前常用的靜電消除器有下列幾種：a. 放射性靜電消除器 使用放射性物質(zhì)如釙元素之輻射能來撞擊空氣使之分裂成等量的正、負(fù)離子。使用此Ionizer必須加防護(hù)

7、結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是不需電源容易裝置，具有防炸功能；缺點(diǎn)是使用壽命短(每年更換)，必須隔離使用遇火警時(shí)極危險(xiǎn)。 b. 高壓放電效應(yīng)消除器 利用針點(diǎn)高壓(5KV左右)尖端放電來電離空氣分子。此種裝置具有高效率及高安全性之特點(diǎn)，典型的如離子風(fēng)扇。 c. 感應(yīng)靜電效應(yīng)消除器 這是利用帶電物質(zhì)之高電壓(對接地點(diǎn))來電離空氣離子 靜電防護(hù)措施43. 摒蔽靜電場（Static Field Shielding） 此種方法乃利用Faraday Cage 之原理使靜電場被摒蔽在容器之外圍。左圖是5KV電場下各種容器內(nèi)測得的靜電場，右圖是一摒蔽電場之模型.防靜電包裝袋乃是運(yùn)用此原理.電場無法貫穿僅分佈表面電 壓 (kv

8、)時(shí)間 (秒)01.02.03.01.02.03.0導(dǎo)電袋防靜電袋一般PE袋金金 屬屬 容容 器器電子工廠電子工廠ESDESD防護(hù)系統(tǒng)的建立防護(hù)系統(tǒng)的建立4一一. .確定防護(hù)等級確定防護(hù)等級.4根據(jù)工廠的實(shí)際情況選擇防護(hù)等級在同一工廠的不同區(qū)域也可采用不同的等級4二建立系統(tǒng)二建立系統(tǒng)41.考量面4 A.人員:訓(xùn)練,服裝,靜電環(huán)4 B.接地系統(tǒng);區(qū)分設(shè)備接地與靜電接地4 C.工具/治具:接地4 D.設(shè)備:接地4 E.包裝:防靜電材料4 F.工作臺:防靜電材料,接地4 G.存放.搬運(yùn);放靜電零件盒,周轉(zhuǎn)箱,臺車4 H.環(huán)境:相對濕度,屏蔽,離子風(fēng)機(jī)C00199VC00200VC1200499VC1

9、01999VC25001999VC220003999VC32000VC34000V標(biāo)準(zhǔn)一標(biāo)準(zhǔn)二電子工廠電子工廠ESDESD防護(hù)系統(tǒng)的建立防護(hù)系統(tǒng)的建立41.考量面4 A.人員:訓(xùn)練,服裝,靜電環(huán) 職前需經(jīng)教育訓(xùn)練及考試 正確佩戴靜電環(huán),靜電環(huán)電阻: 1Mega 10% 根據(jù)需要確定人員是否靜電服裝4 B.接地系統(tǒng);區(qū)分設(shè)備接地與靜電接地 設(shè)備接地與靜電接地不可短路, 接地系統(tǒng)可安裝監(jiān)控器 主地線對地阻抗3 OHM4 C.工具/治具:接地 工具/治具須采用防靜電材料制作,且須接地 處理敏感材料的治具接地須串10k1M 的保護(hù)電阻,延長靜電消散時(shí)間4 D.設(shè)備:接地 所有設(shè)備都須接地 設(shè)備對公共接

10、地點(diǎn)阻抗須1 OHM4 E.包裝:防靜電材料 使用防靜電IC管.包裝箱.晶體盒.包裝袋 包裝盒/袋內(nèi)表面阻抗105 R 1012, 外表面阻抗 1012電子工廠電子工廠ESDESD防護(hù)系統(tǒng)的建立防護(hù)系統(tǒng)的建立4F.工作臺:防靜電材料,接地 工作臺表面，需鋪上靜電墊，其表面阻值為105 109/SQUARE ，人員、儀器皆需確實(shí)接地 工作表面對地阻抗1061010 1. 人體2. 靜電環(huán)3. 防靜電桌面4. 儀器5. 靜電鞋6. 導(dǎo)電地板電子工廠電子工廠ESDESD防護(hù)系統(tǒng)的建立防護(hù)系統(tǒng)的建立4F.存放.搬運(yùn);防靜電消散零件盒,周轉(zhuǎn)箱,臺車 使用防靜電消散零件盒,周轉(zhuǎn)箱 內(nèi)層電阻 1012 外層電阻 109 隔板表面阻抗 109 臺車表面到輪子的電阻1041094H.環(huán)境:相對濕度,屏蔽,離子風(fēng)機(jī)4 電子工廠電子工廠ESDESD防護(hù)系統(tǒng)的建立防護(hù)系統(tǒng)的建立41.考量面4 A.人員:訓(xùn)練