靜電防護知識資料教學提綱

1、靜電防護知識資料電子廠靜電的產生電子廠靜電的產生 人體的活動，人與衣服、鞋、襪等物體之間的摩擦、接觸和分離等產生的靜電是電子產品制造中主要靜電源之一。人體靜電是導致器件產生硬(軟)擊穿的主要原因。人體活動產生的靜電電壓約05-2KV。 化纖或棉制工作服與工作臺面、坐椅摩擦時，可在服裝表面產生6000V以上的靜電電壓，并使人體帶電，此時與器件接觸時，會導致放電，容易損壞器件。 橡膠或塑料鞋底的絕緣電阻高達1013，當與地面摩擦時產生靜電，并使人體帶電 樹脂、漆膜、塑料膜封裝的器件放人包裝中運輸時，器件表面與包裝材料摩擦能產生幾百伏的靜電電壓，對敏感器件放電。 電子生產設備和工具方面：例如電烙鐵、

2、波峰焊機、再流焊爐、貼裝機、調試和檢測等設備內的高壓變壓器、交盲流電路都會在設備卜感應出靜電。如果設備靜電泄放措施不好，都會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高，人體上的靜電荷不易泄漏。 普通工作臺面，受到摩擦產生靜電 人體產生靜電人體產生靜電 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磨 擦或其它因素在人體上已累積了靜電，當此人去碰觸到IC 時，人體上的靜電便會經由IC的腳(pin)而進入IC內，再經 由IC放電到地去，如圖所示。此放電的過程會在短 到幾百毫微秒

3、(ns)的時 間內產生數安培的瞬間放電電流， 此電流會把IC內的組件 給燒毀。 不同HBM靜電電壓相對產 生的瞬間放電電流與時間的關系 顯示于圖2.1-1(b)。對一般 商用IC的2-KV ESD放電電壓而言，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） 引起電子設備的故障或誤動作，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、油霧的生產場所極易引起爆炸和火災。 靜電的危害靜電的危害(電子元件）電子元件

4、）如果一個元件的兩個針腳或更多針腳之間的電壓超過元件介質的擊穿強度，就會對元件造成損壞。這是MOS器件出現(xiàn)故障最主要的原因。氧化層越薄，則元件對靜電放電的敏感性也越大。故障通常表現(xiàn)為元件本身對電源有一定阻值的短路現(xiàn)象。對于雙極性元件，損壞一般發(fā)生在薄氧化層隔開的已進行金屬噴鍍的有源半導體區(qū)域，因此會產生泄漏嚴重的路徑。 另一種故障是由于節(jié)點的溫度超過半導體硅的熔點（1415）時所引起的。靜電放電脈沖的能量可以產生局部地方發(fā)熱，因此出現(xiàn)這種機理的故障。即使電壓低于介質的擊穿電壓，也會發(fā)生這種故障。一個典型的例子是，NPN型三極管發(fā)射極與基極間的擊穿會使電流增益急劇降低。 器件受到靜電放電的影響后

5、，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，將會對以后發(fā)生的靜電放電或傳導性瞬態(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，這一點非常重要。人體有感覺的靜電放電電壓在3000 5000V之間，然而，元件發(fā)生損壞時的電壓僅幾百伏。靜電的危害實列靜電的危害實列 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 sh

6、ort. After die shear, burnt mark was found. So it was suspected due to EOS/ESD.NO.FPO NO.VISUAL INSPECTINTEL ELECTRICAL TEST(S9K)SYSTEM LEVEL TEST(CPV)FA FLOWRESULT15441A262NormalshortN/ACSAM, SPA, Die Shear, MicroscopeBurnt Mark25441A262NormalshortN/ACSAM, SPA, Die Shear, MicroscopeBurnt Mark35441A

7、262NormalshortN/ACSAM, SPABurnt Mark靜電測量儀器靜電測量儀器 (1)靜電場測試儀：用于測量臺面、地面等表面電阻值。平面結構場合和非平面場合要選擇不同規(guī)格的測量儀。 (2)腕帶測試儀：測量腕帶是否有效。 (3)人體靜電測試儀：用于測量人體攜帶的靜電量，人體雙腳之間的阻抗，測量人體之間的靜電差,腕帶、接地插頭、工作服等是否阻護有效。還可以作為入門放電，把人體靜電隔在車間之外。 (4)兆歐表：用于測量所有導電型、抗靜電型及靜電泄放型表面的阻抗或電阻。電子產品制造中防靜電技術指標要求 (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

8、電壓100V。 (3)墻壁：電阻值5104-109。 (4)工作臺面或墊：表面電阻值106-109；摩擦電壓100V；對地系統(tǒng)電阻106-108。 (5)工作椅面對腳輪電阻106-108。電子產品制造中防靜電技術指標要求 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,耐洗滌時間大于33小時 。 (7)腕帶連接電纜電阻1M；佩帶腕帶時系統(tǒng)電阻1-1OM。腳跟帶(鞋束)系統(tǒng)電阻05105-108。 (8)物流車臺面對車輪系統(tǒng)電阻106-109。 (9)料盒、周轉箱、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

9、摩擦電壓100V。靜電防護處理的原則靜電防護處理的原則 (1)對可能產生靜電的地方要防止靜電積聚。采取措施在安全范圍內。 (2)對已經存在的靜電積聚迅速消除掉，即時釋放，靜電電壓從5000伏降到100伏的時間控制在0.1秒左右 。靜電的防護設施及作用一靜電的防護設施及作用一 -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生指尖

10、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，故使用時腕帶必需確實與皮膚接觸，接地線亦需直接接地靜電的防護設施及作用二靜電的防護設施及作用二 -防靜電透明網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 -離子風槍：快速消除靜電，清潔產品 -防靜電臺墊為二層結構，上層為靜電耗散層，下層為導電層，能有效泄放靜電電荷。靜電的防護設

11、施及作用三靜電的防護設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)應標明區(qū)域界限，并在明顯處懸掛警示標志，警示標志應符合GJB1649規(guī)定，工作區(qū)入口處應配置離子化空氣風浴設備 。防靜電地面防靜電地面：不易因摩擦、碰撞而產生和積累靜電，并能防止靜電荷瞬時釋放。 清潔：使用規(guī)定的清潔劑清洗防靜電工作區(qū)內桌墊和地墊 接地接地a、防靜電系統(tǒng)必須有獨立可靠的接地裝置，接地電阻一般應小于10，埋設與檢測方法應符合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、

12、地線不得混接）。d、接地主干線截面積應不小于100mm2；支干線截面積應不小于6mm2；設備和工作臺的接地線應采用截面積不小于1.25mm2的多股敷塑導線，接地線顏色以黃綠色線為宜。e、接地主干線的連接方式應采用釬焊。靜電敏感元器件存儲、使用要求(1)SSD運輸過程中不得掉落在地，不得任意脫離包裝。 (2)存放SSD的庫房相對濕度：30-40RH。 (3)SSD存放過程中保持原包裝，若須更換包裝時，要使用具有防靜電性 能的容器。 (4)庫房里，在放置SSD器件的位置上應貼有防靜電專用標簽。 (5)發(fā)放SSD器件時應用目測的方法，在SSD器件的原包裝內清點數量。 (6)對EPROM進行寫、擦及信

13、息保護操作時，應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、調試等操作人員都必須嚴格按照靜電防護要求進行操作。 (8)測試、檢驗合格的印制電路板在封裝前應用離子噴槍噴射一次，以消除可能積聚的靜電荷。靜電的防護的維護靜電的防護的維護 (1)制訂防靜電管理制度，并有專人負責。 (2)備用防靜電工作服、鞋、手鐲等個人用品以備外來人員使用。 (3)定期維護、檢查防靜電設施的有效性。 (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、周轉箱；運輸車、桌墊、地墊的防靜電性能每月檢查次。 NoImageJ. GROUND

14、G. 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工作桌的靜電防護工作桌的靜電防護 對靜電要求較高產品應有的標識靜電防護的總結 把靜電保護設計到元件和產品內 消除產生靜電的材料與過程 驅散或中和靜電放電 提供對靜電放電的物理保護 企業(yè)靜電防護是一個系統(tǒng)工程，一個集成電路，從誕生到失效，整個過程都