ESD靜電防護(hù)課件

靜電

防護(hù)知識(shí)靜電襲擊千萬(wàn)不可小覷ESD的意思是“靜電釋放”的意思，它是英文：Electro-Staticdischarge

的縮寫(xiě)，即“靜電放電”的意思。

ESD是本世紀(jì)中期以來(lái)形成的以研究靜電的產(chǎn)生、危害及靜電防護(hù)等的學(xué)科。因此，國(guó)際上習(xí)慣將用于靜電防護(hù)的器材統(tǒng)稱為“ESD”，中文名稱為靜電阻抗器。冬季需小心靜電傷身

一.ESD知識(shí)介紹

靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，產(chǎn)生的方式多種，如接觸、摩擦等。靜電的特點(diǎn)是高電壓、低電量、小電流和作用時(shí)間短的特點(diǎn)。

人體自身的動(dòng)作或與其他物體的接觸，分離，摩擦或感應(yīng)等因素，可以產(chǎn)生幾千伏甚至上萬(wàn)伏的靜電。

靜電在多個(gè)領(lǐng)域造成嚴(yán)重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業(yè)中的兩大危害。持續(xù)干燥小心靜電發(fā)威太夸張了吧？防護(hù)工具靜電的防護(hù)

1.接地

接地就是直接將靜電過(guò)一條線的連接泄放到大地，這是防靜電措施中最直接最有效的，對(duì)于導(dǎo)體通常用接地的方法，如人工帶防靜電手腕帶及工作臺(tái)面接地等。接地通過(guò)以下方法實(shí)施：①人體通過(guò)手腕帶接地。②人體通過(guò)防靜電鞋（或鞋帶）和防靜電地板接地。③工作臺(tái)面接地。④測(cè)試儀器，工具夾，烙鐵接地。⑤防靜電地板，地墊接地。⑥防靜電周轉(zhuǎn)車，箱，架盡可能接地。⑦防靜電椅接地。2.靜電屏蔽

靜電敏感元件在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)暴露于有靜電的區(qū)域中，用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對(duì)電子元件的影響，最通常的方法是用靜電屏蔽袋和防靜電周轉(zhuǎn)箱作為保護(hù)。另外防靜電衣對(duì)人體的衣服具有一定的屏蔽作用。3.離子中和A.防靜電儀表①手腕帶/腳帶/防靜電鞋綜合檢測(cè)儀－用途：用于檢測(cè)手腕帶，腳帶，防靜電鞋是否符合要求。②測(cè)試腳帶及防靜電鞋時(shí)，需增加一塊金屬板及儀表連接的導(dǎo)線。③除靜電離子風(fēng)機(jī)檢測(cè)儀－用途：定期對(duì)離子風(fēng)機(jī)平衡度和衰減時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)及校驗(yàn)以確保離子風(fēng)機(jī)工作在安全的指標(biāo)范圍。④靜電場(chǎng)探測(cè)儀－用途：測(cè)量靜電場(chǎng)以反映靜電的存在，以電壓形式讀數(shù)，用來(lái)測(cè)試環(huán)境的靜電強(qiáng)度。一般受環(huán)境影響和靜電瞬間特性，很難真實(shí)反映實(shí)際情況。⑤靜電屏蔽袋測(cè)試儀－用途：用于檢測(cè)靜電屏蔽袋的屏蔽效果。⑥表面電阻測(cè)量?jī)x－用途：用于測(cè)量材料表面電阻，體積電阻。B.接地類防靜電產(chǎn)品①防靜電手腕帶：廣泛用于各種操作工位，手腕帶種類很多，建議一般采用配有1兆歐姆電阻的手腕帶，線長(zhǎng)應(yīng)留有一定余量。②防靜電手表：需要其它防靜電措施的補(bǔ)救（如：增設(shè)離子風(fēng)機(jī)，戴防靜電腳跟帶等）才能取得較好的防靜電效果。建議不要大量采用佩帶防靜電手表的方式。③防靜電腳帶/防靜電鞋：廠房使用防靜電地面后，應(yīng)配戴防靜電鞋帶或穿防靜電鞋，建議車間以穿防靜電鞋為主，可降低灰塵的引入。操作人員工再結(jié)合配帶防靜電手腕帶效果將會(huì)更佳。④防靜電臺(tái)墊：用于各工作臺(tái)表面的鋪設(shè)，各臺(tái)墊串上1兆歐電阻后與防靜電地可靠連接。⑤防靜電地板：防靜電地板分為：PVC地板、聚胺脂地板、活動(dòng)地板。

防靜電蠟和防靜電油漆：防靜電蠟可用于各種地板表面增加防靜電功能及使地板更加明亮干凈

防靜電油漆可用于各種地板表面，也可涂于各種貨架，周轉(zhuǎn)箱等容器上。

靜電學(xué)主要研究靜電應(yīng)用技術(shù)，如靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電生物效應(yīng)等。更主要的是靜電防護(hù)技術(shù)，如電子工業(yè)、石油工業(yè)、兵器工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠工業(yè)以及興航與軍事領(lǐng)域的靜電危害，尋求減少靜電造成的損失近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，靜電放電的電磁場(chǎng)效應(yīng)如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問(wèn)題，已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑料,橡膠等的制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程的高速化,使得靜電能積累到很高的程度.

另一方面，靜電敏感材料的生產(chǎn)和使用,如輕質(zhì)油品,火藥,固態(tài)電子器件等,工礦企業(yè)部門受靜電的危害也越來(lái)越突出,靜電危害造成了相當(dāng)嚴(yán)重的后果和損失。它可以在不經(jīng)意間將昂貴的電子器件擊穿，造成電子工業(yè)年損失達(dá)上百億美元。在興航工業(yè)，靜電放電造成火箭和衛(wèi)星發(fā)射失敗，干擾興航飛行器的運(yùn)行

A．靜電對(duì)電子元件的影響①靜電吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響產(chǎn)品的功能與壽命。②因電場(chǎng)或電流破壞元件的絕緣或?qū)w，使元件不能工作（完全破壞）。③因瞬間的電場(chǎng)或電流產(chǎn)生的熱，元件受傷，仍能工作，壽命受損。B、靜電損傷的特點(diǎn)：①隱蔽性人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜電放電，但發(fā)生靜電放電，人體也不一定能有電擊的感覺(jué)。這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2-3KV。②潛伏性有些電子元器件受到靜電損傷后性能沒(méi)有明顯的下降，但多次累加放電會(huì)給器件造成內(nèi)傷而形成隱患，而且增加了器件對(duì)靜電的敏感性。已產(chǎn)生的問(wèn)題并無(wú)任何方法可治愈。③隨機(jī)性電子元件什么情況下會(huì)遭受到靜電破壞呢？可以這么說(shuō)，從一個(gè)元件生產(chǎn)后一直到它損壞以前所有的過(guò)程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)性。由于靜電的產(chǎn)生和放電都是瞬間發(fā)生的，及難預(yù)測(cè)和防護(hù)。

④復(fù)雜性靜電放電損傷分板工作，因電子產(chǎn)品的精細(xì)，微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢，要求較復(fù)雜的技術(shù)往往需要使用掃描電鏡等精密儀器，即使如此有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其它失效，這是對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前，常常歸咎于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺(jué)的掩蓋了失效的真正原因。二.什么是ESD？

簡(jiǎn)言之，ESD就是電荷的快速中和，電子工業(yè)每年花在這上面的費(fèi)用有數(shù)十億美元之多。我們知道所有的物質(zhì)都由原子構(gòu)成，原子中有電子和質(zhì)子。當(dāng)物質(zhì)獲得或失去電子時(shí)，它將失去電平衡而變成帶負(fù)電或正電，正電荷或負(fù)電荷在材料表面上積累就會(huì)使物體帶上靜電。電荷積累通常因材料互相接觸分離而產(chǎn)生，也可由摩擦引起，稱為摩擦起電。有許多因素會(huì)影響電荷的積累，包括接觸壓力、摩擦系數(shù)和分離速度等。靜電電荷會(huì)不斷積累，直到造成電荷產(chǎn)生的作用停止、電荷被泄放或者達(dá)到足夠的強(qiáng)度可以擊穿周圍物質(zhì)為止。電介質(zhì)被擊穿后，靜電電荷會(huì)很快得到平衡，這種電荷的快速中和就稱為靜電放電。由于在很小的電阻上快速泄放電壓，泄放電流會(huì)很大，可能超過(guò)20安培，如果這種放電通過(guò)集成電路或其他靜電敏感元件進(jìn)行，這么大的電流將對(duì)設(shè)計(jì)為僅導(dǎo)通微安或毫安級(jí)電流的電路造成嚴(yán)重?fù)p害干燥的冬天，靜電無(wú)處不在

有多種模型可以用來(lái)表述器件如何受到損害，如人體模型(HBM)、機(jī)器模型(MM)、帶電器件模型(CDM)以及電場(chǎng)對(duì)器件的影響等。對(duì)于自動(dòng)裝配設(shè)備而言，主要考慮后三種損壞模型(模式)，我們?cè)谙旅娣謩e進(jìn)行討論。

機(jī)器模型/模式自動(dòng)裝配設(shè)備使用導(dǎo)軌、傳動(dòng)帶、滑道、元件運(yùn)送器和其他裝置來(lái)移動(dòng)器件使之按工藝要求的方向運(yùn)動(dòng)，如果設(shè)備設(shè)計(jì)不當(dāng)，傳動(dòng)帶和運(yùn)送系統(tǒng)上可能會(huì)積累大量電荷，這些電荷將在工藝過(guò)程中通過(guò)器件泄放。設(shè)備部件通過(guò)器件放電就稱為機(jī)器模型/模式。

帶電器件模型/模式如果一個(gè)器件因某種原因累積了電荷并與一個(gè)帶電少的表面相接觸，電荷就會(huì)通過(guò)器件上的導(dǎo)電部分泄放。當(dāng)器件向其他材料放電時(shí)，就稱為帶電器件模式，用帶電器件模型表示。

電場(chǎng)影響電場(chǎng)感應(yīng)會(huì)在IC阻性線路間產(chǎn)生電位差，引起絕緣體介質(zhì)擊穿。造成失效的另一個(gè)原因是器件上的電荷在電場(chǎng)中會(huì)被極化，從而產(chǎn)生電位差并向異性電荷放電，形成雙重放電或中和。在ESD控制中使用了具有不同電阻特性的材料，這些材料用在自動(dòng)裝配設(shè)備中可以獲得理想的效果。描述材料電阻特性通常用表面電阻率或體電阻率。

表面電阻率簡(jiǎn)單地說(shuō)表面電阻率就是同一表面上兩電極之間所測(cè)得的電阻值，將電極形狀和電阻值結(jié)合在一起通過(guò)計(jì)算可得到單位面積的電阻值?，F(xiàn)在市面上可以買得到讀數(shù)為單位面積電阻值的測(cè)量?jī)x。體電阻率體電阻率是通過(guò)材料厚度的電阻值，單位是Ω·cm。三.常見(jiàn)概念及應(yīng)用

導(dǎo)電材料導(dǎo)電材料指表面電阻率和體電阻率分別小于106Ω和106Ω·cm的材料。耗散材料耗散材料指表面電阻率和體電阻率分別小于1012Ω或1012Ω·cm的材料。防靜電材料

“防靜電”指的是能夠抑制電荷累積，可以在材料制造過(guò)程中添加或者局部加入某種物質(zhì)得到這種特性。防靜電材料無(wú)需用表面或體電阻率表示。導(dǎo)電添加劑和薄膜如果由于成本或者其他設(shè)計(jì)上的原因只能使用塑料材料或復(fù)合材料時(shí)，可以使用添加劑改善靜電特性，將添加劑混入塑料材料中，根據(jù)添加劑和樹(shù)脂百分比不同可獲得所需的導(dǎo)電性或耗散性。

在樹(shù)脂中加入纖維可以使之獲得導(dǎo)電性或耗散性并增強(qiáng)強(qiáng)度，這種纖維可能本身就有導(dǎo)電性或者采用了表面電鍍工藝。雖然添加纖維可得到這些好處，但它也改變了收縮率和韌性。填充劑可以提供導(dǎo)電性和耗散性，增加強(qiáng)度，但常常會(huì)降低基體樹(shù)脂的硬度。傳送帶傳送帶用來(lái)輸送元件、PCB和其他器件，材料一般為塑料、纖維制品或橡膠。如果傳送帶要接收從機(jī)器其他部分傳來(lái)的器件，那么它應(yīng)該采用耗散性材料。當(dāng)傳動(dòng)帶表面電阻率為1～106Ω時(shí)，它會(huì)使帶電器件放電速度太快，對(duì)器件造成損害；當(dāng)表面電阻在106～109Ω時(shí)，只要傳送帶通過(guò)轉(zhuǎn)輪滑輪和機(jī)架良好接地，傳送帶上就不會(huì)帶電。三.常見(jiàn)概念及應(yīng)用

另一個(gè)要考慮的問(wèn)題是傳送帶速度。如果傳送帶運(yùn)動(dòng)速度太快，器件放到傳送帶上時(shí)就可能會(huì)滑動(dòng)(或者器件保持不動(dòng)而傳送帶繼續(xù)在動(dòng))，這時(shí)就會(huì)形成摩擦生電，傳送帶如果接地能使電荷耗散掉，但是器件或PC板仍帶有電荷而會(huì)造成危害。導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌用來(lái)提供通道或者使器件放于一個(gè)固定的位置或保持一定的方向性，采用的材料應(yīng)能使電荷耗散掉并且防止器件摩擦生電。表面電阻率為106Ω的材料具有良好耗散性而且不會(huì)損傷器件，如果送入的器件處于無(wú)靜電狀態(tài)，也可以使用導(dǎo)電性材料(表面電阻率低于106Ω)。四.正確的防靜電操作規(guī)則

9．保護(hù)工作臺(tái)或無(wú)保護(hù)的器件遠(yuǎn)離所有絕緣材料。

10．當(dāng)工作完成后將元件放回保護(hù)套中。

11．必須要用的文件圖紙要放入防靜電套中，紙會(huì)產(chǎn)生靜電。

12．不可讓沒(méi)帶手帶者觸摸元件，對(duì)參觀者要留意這點(diǎn)。

13．不可在有靜電敏感的地方更換衣服。

14．取元件時(shí)只可拿元件的主體。

15．不可將元件在任何表面滑動(dòng)。

16．每日測(cè)試手帶。五.產(chǎn)品的靜電防護(hù)物料ESD管控

1、物料采購(gòu)時(shí)需對(duì)有要求ESD防護(hù)的物料進(jìn)行采購(gòu)要求，并保證其包裝和運(yùn)輸方法達(dá)到ESD防護(hù)要求。2、倉(cāng)庫(kù)對(duì)物料進(jìn)倉(cāng)登記時(shí)除做一般數(shù)量、價(jià)格等信息確認(rèn)外，還需檢查其包裝有無(wú)達(dá)到要求，對(duì)其未達(dá)要求的物料一律不予入倉(cāng)。3、品質(zhì)在來(lái)料檢驗(yàn)除對(duì)其功能檢驗(yàn)外還需對(duì)其包裝的ESD防護(hù)等防護(hù)項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)，達(dá)不到要求一律按《不合品處理程序辦理》。4、檢驗(yàn)合格后入倉(cāng)的電子物料，需放在有ESD處理的貨架上，并保證其存放的包裝達(dá)到ESD要求。倉(cāng)庫(kù)人員在物料點(diǎn)數(shù)、搬動(dòng)和對(duì)內(nèi)外發(fā)放過(guò)程中必須需佩帶靜電手環(huán)或用防靜電包裝箱或袋盛放。5、倉(cāng)庫(kù)應(yīng)按生技部要求對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行區(qū)域劃分，電子倉(cāng)、半成品倉(cāng)需進(jìn)行明顯的靜電標(biāo)識(shí)。對(duì)進(jìn)入電子倉(cāng)和半成倉(cāng)的人員進(jìn)行嚴(yán)格管控，達(dá)不到ESD要求的人員一律不充許進(jìn)入。6、倉(cāng)庫(kù)主管需按照《ESD各項(xiàng)設(shè)施、材料之阻抗一覽表》、《各種組件ESD損壞發(fā)生范圍》要求對(duì)管理的相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢，并填寫(xiě)《ESD測(cè)試記錄表》廠內(nèi)生產(chǎn)過(guò)程及檢驗(yàn)ESD管控

1、所有的生產(chǎn)工作區(qū)域和檢測(cè)區(qū)域均需要有防靜電獨(dú)立接地地線，并定期進(jìn)行檢查，并保證接地電阻不大于5歐姆。2、所有進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域人員均需要穿防靜電衣、防靜電鞋，接觸產(chǎn)品人員帶有線靜電手環(huán)，并在進(jìn)入之前在綜合測(cè)試儀上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試通過(guò)后才能進(jìn)入，未做上述措施人員一律不得進(jìn)入。3、搬運(yùn)、移動(dòng)、儲(chǔ)存物料時(shí)需要用防靜電箱或防靜電盒，且不能在生產(chǎn)、檢測(cè)區(qū)域內(nèi)摩擦產(chǎn)品（主要指不要拿著產(chǎn)品丟或拖等）以免產(chǎn)生靜電源。4、每天上班和生產(chǎn)、檢測(cè)過(guò)程均需按《ESD各項(xiàng)設(shè)施、材料之阻抗一覽表》、《各種組件ESD損壞發(fā)生范圍》要求進(jìn)行點(diǎn)檢，并填寫(xiě)《ESD測(cè)試記錄表》。5、所有參與生產(chǎn)檢測(cè)的儀器工具必須接入電源地，需有漏電保護(hù)，接地電阻小于1歐姆。（鱷魚(yú)夾頭禁止使用.不能保證良好接觸的其它接法也禁用）6、所有接觸靜電敏感器件的人、物表面電壓一般要求小于100V，特殊的要求小于25V，其詳值見(jiàn)附表或產(chǎn)品BOM上的要求。倉(cāng)庫(kù)的溫濕度管控

倉(cāng)庫(kù)應(yīng)按照