靜電放電防護(hù)工程技術(shù)課件

1、靜電放電防護(hù)工程技術(shù)第1頁，共46頁。序 言 “靜電防電”(ELECTROSTATIC DISCHARGE.ESD)已被認(rèn)為是造成對靜電放電敏感電子零件的斷續(xù)、劣化、潛在和災(zāi)變失效的主要兇手,而導(dǎo)致戰(zhàn)艦、飛機(jī)、發(fā)射和導(dǎo)引系統(tǒng).電子和信息設(shè)備的故障,使得如此昂貴的設(shè)備變得毫無可靠度可言。第2頁，共46頁。目 錄 一.何謂靜電放電 二.靜電損害的消除與避免 三.如何建立抗靜電的工作站 四.生產(chǎn)現(xiàn)場靜電防護(hù)須知 五.各種定義與靜電耐壓值第3頁，共46頁。一.何謂靜電放電第4頁，共46頁。1.何謂靜電放電: 一累積的靜電荷從一高靜電荷集中區(qū)流向一相 反電荷集中區(qū)或低電荷集中區(qū),特別是地面,此 為靜電放

2、電。 通常,放電是電荷迅速流動(火花) 。反之,便用 消耗來減少電荷集中。 在一靜電放電中,電荷的迅速流動會引起很大的 瞬間電流,強(qiáng)烈的電場和電磁輻射。當(dāng)放電通過 或接近電子零件時,會損毀電子零件。 第5頁，共46頁。2.靜電源: 在工廠里,靜電源到處都有,特歸納如下: 2.1 環(huán)境 2-1-1 地板 2-1-2 工作面 2-1-3 主要設(shè)備 2-1-4 清潔室 2-1-4-1 墻壁 2-1-4-2 天花板 2-1-4-3 光源固定器 2-1-4-4 通風(fēng)架第6頁，共46頁。2.靜電源: 2.2 人 2-2-1 身體 2-2-2 衣服 2-2-3 程序 2.3 材料 2-3-1 原材料 2-3

3、-2 生產(chǎn)輔助物 2-2-3 包裝材料第7頁，共46頁。3.靜電意識:采購行政管理設(shè)計銷售技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商接收顧客檢驗(yàn)運(yùn)輸儲存品管生產(chǎn) 靜電的發(fā)生是全面的,因此從設(shè)計到技術(shù)服務(wù)等階段 都要有靜電意識第8頁，共46頁。二.靜電損害的消除與避免第9頁，共46頁。1.消除靜電損害的簡易程序: A.減少搬運(yùn) B.保持零件于原包裝容器 C.避免人造的衣服 D.不可有任何普通的塑膠在靜電工作室 第10頁，共46頁。2.消除靜電放電的原則如下: A.盡可能消除靜電電荷的形成,抗靜電的材料和傳導(dǎo)的 材料做得到,一般的塑膠和絲織品便做不到,除非經(jīng) 過局部處理. B.要是有電荷的話,必需在無火花的情況下加以消散,好

4、 的導(dǎo)體(如金屬.碳膜.皮膚)會產(chǎn)生快速的火花放電, 但粉線色抗靜電的材料不但不會產(chǎn)生火花,也不會傳 送火花.第11頁，共46頁。3.如何避免靜電放電損害: A.包圍: 所有基板裝配品(PCBA)在不使用的狀態(tài)下一定要用 抗靜電袋包裝起來;基板要保持干凈,充電的手指不 可接觸它,同時還要遠(yuǎn)離普通的塑膠或絲織物. B.接地: 所有在座位上的人員都要帶腕帶,要離開工作崗位時 才可脫掉;桌面或工作表面不應(yīng)該是傳導(dǎo)的(黑色碳 膜或金屬),不可產(chǎn)生有損害水平的靜電荷.第12頁，共46頁。4.防止靜電放電損害總論: A.靜電是由分離非傳導(dǎo)性的表面而起 B.靜電電荷是被導(dǎo)體拾取和傳輸 理想上,我們一定要避免

5、已有電荷的良導(dǎo)體接到零件, 同時也不要接觸或靠近高度充電性的非導(dǎo)體,只要遵 守上面兩大原則,靜電損害一定是很微小或根本就不 會存在的.第13頁，共46頁。5. 靜電放電預(yù)防規(guī)則: A.包圍: 用抗靜電材料來包裝零件或裝配品,除非是在工作中 B.禁止: 所有的透明塑膠和絲織物.氣泡片.墊子等都要用抗 靜電的材料或用局部抗靜電處理的包裝材料來取代 C.接地: 搬運(yùn)人員的皮膚都要帶上具安全電阻系數(shù)的腕帶 D.管理: 工作人員和管理者隨時確認(rèn)是否遵守上面的原則,如 果遵守的話,便無靜電放電損害了第14頁，共46頁。6.防護(hù)技術(shù): 防止靜電損害的基本要素是很簡單和易接受的. A.不動作的敏感零件必需用抗

6、靜電的袋子.箱子或墊片 包起來 B.僅在無靜電的工作站上才可打開包裝 此工作站一定要有一傳導(dǎo)或抗靜電的工作表面,與工 作人員的皮膚使用同一接地點(diǎn)接地 C.未用抗靜電袋或箱子包裝的零件.基板或裝配品就是 “裸體的”,裸露的零件絕對不可被未接地的人員接觸 到,也不可接觸到一般的塑膠或絲織品 第15頁，共46頁。三.如何建立抗靜電的工作站第16頁，共46頁。1-1.如何建立抗靜電的工作站: A.桌墊: 一工作站的表面或桌面完全不需要是傳導(dǎo)的,只要它 不產(chǎn)生傷害性的靜電電荷即可,而并不是把桌面接地 就好了. 一簡單.未處理的木材表面(象賣肉攤)是完全無靜電 的,因此,任何材料在正?；顒酉虏粫a(chǎn)生足以感

7、應(yīng) 附近的導(dǎo)體迅速放電的靜電電荷.第17頁，共46頁。1-2.如何建立抗靜電的工作站: B.接地: 在此工作站的工作人員的傳導(dǎo)皮膚一定要接地,因此, 是在零電位.腕帶是最安全.最方便.最易監(jiān)督和最便 宜的方法,而不是接到桌面而已,而是接到桌面,再由 桌面接到大地. 桌面的接地,是連在腕帶連接到大地接地的同一點(diǎn). 腕帶一定要有最少250K的電阻才能排除電擊的可能. 電阻器裝在腕帶里以避免如此危險或不舒服的電流流 過人體. 第18頁，共46頁。1-3.如何建立抗靜電的工作站: 3.腕帶: A.珠鏈?zhǔn)酵髱Ц郊?它有一轉(zhuǎn)軸承以防止糾結(jié),并裝有 香蕉插頭,帶子裝一250K或1M的電阻器,經(jīng)特別 小心制造

8、,不易故障. B.VELCRO手鐲式腕帶:本身是非傳導(dǎo)的,但有碳膜片或 “扣”在內(nèi)部,導(dǎo)線是最主要的長度,且仍然使用絕緣 體而不是碳膜化塑膠或布. C.FRED腕帶:最新的發(fā)明,是FRED MYKKANEN設(shè)計的,是 有一像手表帶的松緊腕帶,可分離的按扣連接.第19頁，共46頁。2.抗靜電包裝材料: A.注入碳膜的POLYOLEFIN薄片,黑色,不透明,具有相當(dāng)高 比例的碳膜,使料狀物與粒狀物間彼此接觸以產(chǎn)生高電 傳導(dǎo)系數(shù) B.透明.粉紅色抗靜電聚乙烯:在聚乙烯樹脂中注入一有機(jī) 的抗靜電液體,它會流到所有的表面,而形成一看不到且 無腐蝕性.鄰接的濕層以傳導(dǎo)靜電的電流 C.較少使用的不透明物:此

9、薄片是由-TYUEK的外層.真空金 屬化的外部表面,中間是一層鋁箔和一內(nèi)部表面是涂碳 膜的黑色塑膠所組成 D.3M最近推出的靜電隔離薄膜,它是由一灰藍(lán)色的鎳金屬 化于一薄聚脂片上,再壘合于一注入抗靜電液的聚乙烯 內(nèi)層所組成第20頁，共46頁。四.生產(chǎn)現(xiàn)場靜電防護(hù)須知第21頁，共46頁。1-1.生產(chǎn)場地防靜電規(guī)定: a.禁止直接使用木質(zhì)地板或鋪設(shè)毛.麻.化纖地毯; b.可選用防靜電活動地板或在普通地面上鋪設(shè)防靜電地 墊,并有效地接地; c.允許使用經(jīng)特殊處理的水磨石地面; d.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 小于10; e.防靜電地線不得接在電源零在線,不得與防雷地線共享; f

10、.使用三相五線制供電,其大地線可以作為防靜電地線;第22頁，共46頁。1-2.生產(chǎn)場地防靜電規(guī)定: g.接地主干線截面積應(yīng)不小于100mm2,支干線截面積不小 于6mm2,設(shè)備與工作臺的接地線應(yīng)采用截面積不小于 1.25mm2的多股塑料導(dǎo)線; h.接地主干線的連接方式應(yīng)采用纖焊; i.設(shè)備的防靜電連接端應(yīng)保証接觸可靠,易裝拆,允許使 用各種夾式連接器; j.天花板材料應(yīng)選用抗靜電型材料制品,一般可使用石膏 板制品,禁止使用塑料制品;第23頁，共46頁。1-3.生產(chǎn)場地防靜電規(guī)定: k.生產(chǎn)場所的墻面可使用抗靜電墻紙,一般右使用石灰涂 料墻面,禁止使用普通墻紙和塑料墻紙; l.生產(chǎn)場所的環(huán)境相對

11、濕度以不低于50%為宜; m.在不對產(chǎn)品造成有害情況下,允許使用增濕設(shè)備,以增 加溫度; n.防靜電工作區(qū)的進(jìn)口處,應(yīng)設(shè)明顯標(biāo)記,警示標(biāo)記要符 合國家標(biāo)準(zhǔn);進(jìn)口處應(yīng)配置離子化空氣風(fēng)浴裝置.第24頁，共46頁。2-1.生產(chǎn)場地防靜電設(shè)施: a.靜電安全工作臺:由工作臺.防靜電桌墊.腕帶接頭和接 大地線等組成; b.防靜電桌墊上應(yīng)有兩個以上的腕帶接頭; c.靜電安全工作臺上不允許堆放塑料盒等易產(chǎn)生靜電的雜 物,圖紙資料應(yīng)放入防靜電文件袋內(nèi); d.防靜電腕帶:直接接觸靜電敏感器件的人員均須帶防靜 電腕帶,腕帶與人體皮膚有良好接觸,腕帶系統(tǒng)對電阻值 應(yīng)在106-108范圍內(nèi);第25頁，共46頁。2-2

12、.生產(chǎn)場地防靜電設(shè)施: e.防靜電容器:生產(chǎn)場所的元件承料袋,周轉(zhuǎn)箱,PCB料架 等應(yīng)具備靜電防護(hù)作用,不允許使用金屬和普通容器, 周轉(zhuǎn)箱等必須接地; f.防靜電工作服:進(jìn)入靜電工作區(qū)的人員和接觸SMD的人 員均應(yīng)穿防靜電工作服,工作服面料應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn); g.在相對濕度大于50%環(huán)境中,防靜電工作服允許范圍選 用純棉制品;第26頁，共46頁。2-3.生產(chǎn)場地防靜電設(shè)施: h.進(jìn)入工作區(qū)的人員必段穿防靜電工作鞋,防靜電工作鞋 應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn),穿普通鞋者應(yīng)使用導(dǎo)電鞋束或腳跟帶; i.生產(chǎn)線上用的傳送帶和傳動軸,應(yīng)裝有防靜電接地的電 刷和支桿; j.對傳送帶表面可使用離子風(fēng)靜電消除器; k.生產(chǎn)場

13、所使用的組裝夾具,檢測夾具,焊接工具,儀器等 都應(yīng)設(shè)制良好的接地線.第27頁，共46頁。3-1.生產(chǎn)現(xiàn)場防靜電操作規(guī)程: a.所有元件的操作都必須在靜電安全工作臺上進(jìn)行,凡進(jìn) 入防靜電工作區(qū)的元件都須按防靜電要求來對待; b.未采用防靜電包裝的SMD不得進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場; c.從靜電防護(hù)容器中取出部件時,就該在靜電安全工作臺 上進(jìn)行,作為操作人員要遵守以下二點(diǎn): (1) 必須穿好防靜電工作服; (2) 戴上防靜電腕帶,腕帶與皮膚有良好的接觸并可靠 地接地;第28頁，共46頁。3-2.生產(chǎn)現(xiàn)場防靜電操作規(guī)程: d.在重要的操作工位要配備監(jiān)視器,以隨時監(jiān)視腕帶是否 處于正常狀態(tài); e.對沒有防靜電包裝

14、的元器件,應(yīng)該在消除靜電后再進(jìn)入 靜電工作現(xiàn)場; f.手拿敏感器件時,應(yīng)避免接觸其引線和接線片; g.服裝,圖紙資料等不得拉觸元器件; h.某些元器件要清洗時,不可使用塑料刷子; i.操作現(xiàn)場所必須使用不具防靜電功能的工具;第29頁，共46頁。3-3.生產(chǎn)現(xiàn)場防靜電操作規(guī)程: j.應(yīng)使用接地線的低壓直流電動起子等裝聯(lián)設(shè)備; k.在手工焊接時,要采用防靜電低壓恒溫烙鐵; l.禁止重復(fù)使用器件包裝管包裝元器件; m.外來人員進(jìn)處現(xiàn)場,未采取防靜電措施,不可接觸元 器件; n.生產(chǎn)現(xiàn)場的各種設(shè)備,必須采取防靜電措施.第30頁，共46頁。4.管理與檢查: a.操作人員在工作區(qū)正常操作時,用靜電壓表檢測

15、各處及 各種情況下靜電電壓值一般應(yīng)小于100V,特殊情況應(yīng)小 于5V; b.腕帶接地線,工作臺接地線,桌墊,地墊接地線要做好日 常檢查; c.腕帶.各類墊子每周檢查一次,離子靜電消除器每月檢 查一次;生產(chǎn)現(xiàn)場使用的各種用具每六個月檢查一次; d.做好生產(chǎn)工人,管理人員等的防靜電安全教育.第31頁，共46頁。5.安全: A.接地危險: 從不良設(shè)備和工作站而來的電氣危險,一定要讓所有 人員銘記在心,為了達(dá)到人員和產(chǎn)品的保護(hù)水平,對 制程的管制一定要堅(jiān)持. B.安全責(zé)任: 它是生產(chǎn)和產(chǎn)品保証主管安全和醫(yī)護(hù)人員的共同 責(zé)任.第32頁，共46頁。6.易犯的錯誤: A.使用白色苯乙烯泡沫板裝基板 B.箱子

16、無蓋 C.使用傳導(dǎo)的地板,忽略腕帶 D.特殊場合才帶腕帶 E.使用白色鐵氟龍尖頭 F.用溶劑清洗工作面 G.粉紅色就是抗靜電 H.不用靜電表 I.任何過路人皆可輕易拿東西第33頁，共46頁。五.各種定義與靜電耐壓值第34頁，共46頁。1-1.各種定義: a.靜電放電(ESD): 由不同靜電電位的物體因直接接觸或因靜電場的感應(yīng) 而導(dǎo)致物體間電荷的移動;靜電放電的快速電荷移動 會產(chǎn)生很大的瞬間電流.強(qiáng)的電場和電磁輻射等,它們 如通過或接近電子零件時,便會加以破壞 b.靜電放電敏感項(xiàng)目(ESDS): 對15.000伏特以下的靜電放電敏感的電氣和電子零件 及裝配品和設(shè)備;CMOS,NMOS,JFET和

17、其他低功率或緊 公差的零件對靜電入電最敏感第35頁，共46頁。1-2.各種定義: c.靜電防電保護(hù)區(qū)(ESD PROTECTED AREA): 具有限制靜電放電電壓低于靜電放電敏感零件的敏感 水平的靜電放電保護(hù)材料和設(shè)備的區(qū)域 d.局部處理(TOPICAL INTESTATE): 加在一絕緣材料的表面以降低其摩擦生電的能力的一 種化學(xué)劑 e.游離器(IONIZER) 在一局部的表面上利用對空氣分子充電形成正.負(fù)離 子來消耗靜電電荷的設(shè)備第36頁，共46頁。1-3.各種定義: f.主動零件(ACTIVE COMPONENT): 能夠控制電路中的電流或電壓,以產(chǎn)生增益或開關(guān)作 用的電子零件 g.被

18、動零件(PASSIVE COMPONENT): 一系統(tǒng)的某些損耗的無功率零件 h.電場隔離(FIELD SHIELDING): 利用傳導(dǎo)容器當(dāng)做靜電和電磁線的障礙物,使被包裝 的東西不會感覺到容器表面的電荷 i.抗靜壓(ANTISTATIC): 表面電阻系數(shù)在109-1014/SQ第37頁，共46頁。1-4.各種定義: j.消耗(DISSIPATIVE): 表面電阻系數(shù)在105-109/SQ k.傳導(dǎo)(CONDUCTIVE): 表面電阻系數(shù)在0-105/SQ l.硬接地(HARD GROUND): 將一金屬棒或金屬板埋入地下,使其接地電阻在 1.0以內(nèi)的任保點(diǎn) m.軟接地(SOFT GROUND) 藉一電阻(一般為1M)來限制從可評估的電壓源 而來的電流在5mA以下,來隔離一硬接地的任何點(diǎn).第38頁，共46頁。1-5.各種定義: n.人造的材料和衣服(SYNTHETIC MATERIAL AND APPAREL): 任何聚脂.人造織維.耐龍和其他聚脂和布所制造 的東西都會產(chǎn)生靜電 o.摩擦電荷(TEIBOELECTRIC CHARGE): 當(dāng)兩個或兩個以上的表面在緊密接觸下加以分離時, 因相互的移動