ESD防護(hù)知識(shí)課件

靜電防護(hù)知識(shí)

2010年11月29日

ESD解釋靜電釋放-即ESD，它是英文：Electro-Staticdischarge的縮寫(xiě)，即“靜電放電”的意思。ESD是上世紀(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)的器材用品統(tǒng)稱為“ESD”，中文名稱為靜電阻抗器。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。ESD知識(shí)介紹靜電是人們非常熟悉的一種自然現(xiàn)象。靜電的許多功能已經(jīng)應(yīng)用到軍工或民用產(chǎn)品中，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電分離、靜電復(fù)印等。然而，靜電放電ESD（Electro-StaticDischarge）卻又成為電子產(chǎn)品和設(shè)備的一種危害，造成電子產(chǎn)品和設(shè)備的功能紊亂甚至部件損壞?，F(xiàn)代半導(dǎo)體器件的規(guī)模越來(lái)越大，工作電壓越來(lái)越低，導(dǎo)致了半導(dǎo)體器件對(duì)外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。ESD對(duì)于電路引起的干擾、對(duì)元器件、CMOS電路及接口電路造成的破壞等問(wèn)題越來(lái)越引起人們的重視。電子設(shè)備的ESD也開(kāi)始作為電磁兼容性測(cè)試的一項(xiàng)重要內(nèi)容寫(xiě)入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

防止靜電放電造成的損害就是靜電保護(hù)！

靜電術(shù)語(yǔ)及定義①靜電：物體表面過(guò)?；虿蛔愕撵o止的電荷

②靜電場(chǎng)：靜電在其周圍形成的電場(chǎng)

③靜電放電：兩個(gè)具有不同靜電電位的物體，由于直接接觸或靜電場(chǎng)感應(yīng)引起兩物體間的靜電電

荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場(chǎng)的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。

④靜電敏感度：元器件所能承受的靜電放電電壓靜電術(shù)語(yǔ)及定義⑤靜電敏感器件：對(duì)靜電放電敏感的器件

⑥接地：電氣連接到能供給或接受大量電荷的物體，如大地，船等.

⑦中和：利用異性電荷使靜電消失

⑨防靜電工作區(qū)：配備各種防靜電設(shè)備和器材，能限制靜電電位，具有明確的區(qū)域界限和專門(mén)標(biāo)記的適于從事靜電防護(hù)操作的工作場(chǎng)地靜電對(duì)電子工業(yè)的影響

集成電路元器件的線路縮小，耐壓降低，線路面積減小，使得器件耐靜電沖擊能力的減弱，靜

電電場(chǎng)（StaticElectricField）和靜電電流（ESDcurrent）成為這些高密度元器件的致命殺手。同時(shí)大量的塑料制品等高絕緣材料的普遍應(yīng)用，導(dǎo)致產(chǎn)生靜電的機(jī)會(huì)大增。日常生活中如走動(dòng)，空氣流動(dòng)，搬運(yùn)等都能產(chǎn)生靜電。人們一般認(rèn)為只有CMOS類的晶片才對(duì)靜電敏感，實(shí)際上，集成度高的元器件電路都很敏感。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)生的熱量使元件受傷，雖然仍能工作，但使用壽命已經(jīng)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，極難預(yù)測(cè)和防護(hù)。靜電對(duì)電子元器件的危害及防護(hù)原理

電子元器件按其種類不同，受靜電破壞的程度也不一樣，最低的100V的靜電壓也會(huì)對(duì)其造成破壞。近年來(lái)隨著電子元器件發(fā)展趨于集成化，因此要求相應(yīng)的靜電電壓也在不斷減弱。人體平常所感應(yīng)的靜電電壓在2-4KV以上，通常是由于人體的輕微動(dòng)作或與絕緣物的磨擦而引起的。也就是說(shuō)，倘若我們?nèi)粘Ｉ钪兴鶐У撵o電電位與IC接觸，那么幾乎所有的IC都將被破壞，這種危險(xiǎn)存在于任何沒(méi)有采取靜電防護(hù)措施的工作環(huán)境中。靜電對(duì)IC的破壞不僅體現(xiàn)在電子元器件的制造工序當(dāng)中，而且在IC的組裝、遠(yuǎn)輸?shù)冗^(guò)程中都會(huì)對(duì)IC產(chǎn)生破壞。要解決以上問(wèn)題，可以采取以下各種靜電防護(hù)措施：

1、操作現(xiàn)場(chǎng)靜電防護(hù)。對(duì)靜電敏感器件應(yīng)在防靜電的工作區(qū)域內(nèi)操作；

2、人體靜電防護(hù)。操作人員穿戴防靜電工作服、手套、工鞋、工帽、手腕帶；

3、儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中靜電防護(hù)。靜電敏感器件的儲(chǔ)存和運(yùn)輸不能在有電荷的狀態(tài)下進(jìn)行。

要實(shí)現(xiàn)上述功能，基本做法是設(shè)法減少帶電物的電壓，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的安全值以內(nèi)。即要求下式中的電荷（Q）與電阻（R）要小，電容量（C）要大。

V=I.RQ=C.V式中V：電壓，Q：電荷量I：電流C：靜電容量R：電阻

當(dāng)然電阻值也不是越低越好，特別是在大面積場(chǎng)所的防靜電區(qū)域內(nèi)必須考慮漏電等安全措施之后再進(jìn)行材料的選取。靜電的防護(hù)

一.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)面接地等二.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。三.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。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。靜電防護(hù)的基本原則自然界的所有物質(zhì)都是由原子組合而成，原子中的質(zhì)子（正電荷）與電子（負(fù)電荷）存在于我們生活中每個(gè)角落，可以這樣說(shuō)：靜電是無(wú)處不有，無(wú)時(shí)不在，時(shí)時(shí)刻刻存在在我們生活中的一切周圍。在靜電防護(hù)過(guò)程中打算將靜電完全消除是困難的，但是我們可以采取防護(hù)措施，將靜電的產(chǎn)生與積聚控制在最小的限度之內(nèi)，經(jīng)過(guò)科學(xué)家和工程技術(shù)人員多年的研究和實(shí)踐，結(jié)果表明得出兩個(gè)防護(hù)靜電危害的基本原則：

①在靜電安全區(qū)域內(nèi)使用或安裝靜電敏感元件。

②用靜電屏蔽容器運(yùn)送靜電敏感元件。防靜電性能的檢測(cè)周期防靜電性能的檢測(cè)周期及注意事項(xiàng)防靜電臺(tái)墊、地板、工鞋、工衣、周轉(zhuǎn)容器等應(yīng)少每月檢測(cè)一次。防靜電手腕帶、風(fēng)槍、風(fēng)機(jī)、儀器等應(yīng)每天檢測(cè)一次。檢測(cè)時(shí)，須考慮受檢場(chǎng)所的溫度、濕度等因素。⑥電源供電系統(tǒng)要改裝用變壓器進(jìn)行隔離，地線要可靠，防止懸浮地線，接地電阻小于10歐姆

⑦產(chǎn)品測(cè)試時(shí)，在電源接通的情況下，不能隨意插拔器件，必須在關(guān)掉電源的情況下插拔。

⑧凡ESD敏感型器件不應(yīng)過(guò)早地拿出原封裝，要正確按操作，盡量不能摸ESD敏感型器件管腿。

⑨用波峰焊接時(shí)，焊料和傳遞系統(tǒng)必須接地。B、在防靜電要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，下列防靜電工藝要求也是常常需要的。

①凡ESD敏感型整機(jī)進(jìn)行高低溫試驗(yàn)或老化試驗(yàn)時(shí)，必須先對(duì)工作場(chǎng)地及高低溫箱進(jìn)行靜電位測(cè)試，其電位不能超過(guò)安全值，否則，要進(jìn)行靜