ESD器件測(cè)試方法.pptx

1、ESD test,Taditel (Changzhou) Automotive Electronics Limited,目錄 Contents,1 靜電與靜電放電 Electrostatic Charge and Electrostatic Discharge 2 靜電防護(hù)基本手段 Basic Technology of Electrostatic Protection 3 ESD管理與控制 ESD Management and Control 4 ESD靜電接地系統(tǒng) ESD Grounding System 5 防靜電地板 Floor Materials 6 防靜電臺(tái)墊 Worksurfac

2、es 7 移動(dòng)設(shè)備 MobileEquipment 8 操作工具 Hand-held Tool 9 防靜電工作服 Garments 10 防靜電鞋/鞋束 Footwear 11 防靜電手腕帶 Wrist Straps,1 靜電與靜電放電 Electrostatic Charge and Electrostatic Discharge,靜電（Electrostatic Charge）：靜止不動(dòng)的電荷Electric Charge at rest 電荷Electric Charge：得到或失去電子 An absence or excess of electrons 靜電放電（Electrostat

3、ic Discharge）：由于一個(gè)高電場(chǎng)引起的快速、自發(fā)的電荷轉(zhuǎn)移。The rapid and spontaneous charge transfer due to the high electric field.,1.1 常見(jiàn)的靜電產(chǎn)生方式Common ways of the generation of electrostatic,接觸分離起電（最常見(jiàn)摩擦起電）The Separation and Contact Electrification 靜電感應(yīng) ElectrostaticInduction 斷裂起電（分裂起電、破碎起電）Breaking Electrification 剝離起電

4、Stripping Electrification 離子濺射 Ion Sputtering 傳導(dǎo)帶電 Conduction Electrification 電容效應(yīng) Capacitance Effect,1.1.1 摩擦起電 Triboelectrification,影響摩擦產(chǎn)生的靜電的大小的因素 Factors that affect the electrostatic charge of the friction generated electrostatic： -互相摩擦的材料 Friction Materials ； -接觸的緊密程度 The TightnessofContact ；

5、-分離的速度 The Speed of Separation ； -接觸面的潔凈度 Surface Cleanliness ； -其他物理和化學(xué)因素 Other Physical and Chemical Factors：表面粗糙度、環(huán)境因素等,1.2 靜電序列Triboelectric series,玻璃 Glass 尼龍 Nylon 羊毛 Wool 絲綢 Silk 紙張 Paper 聚亞氨脂 Polyuerethane 棉花 Cotton 木材 Wood 硬橡膠 Hard Rubber 聚酯薄膜 Mylar 丙烯酸 Acrylic 聚酯 Polyester 鐵弗龍 Teflon,Posit

6、ive,Negative,1.3 影響帶電的因素The influencing factors of charged,物質(zhì)的性質(zhì) Nature of material 表面特性 Surfacecharacteristic 作用力的大小、速度、頻次、時(shí)間等 Actingforce 環(huán)境因素：溫度、濕度 Environmental factor：temperature, humidity 溫度升高，物質(zhì)活性增強(qiáng)，摩擦電壓增加；同時(shí)溫度升高的部分物質(zhì)的 導(dǎo)電性增強(qiáng)，易于消除靜電。 物體帶電歷史 History of charged objects,1.4 電子器件ESD敏感度分級(jí)試驗(yàn)?zāi)Ｐ虴lectr

7、onic devices ESD sensitivity classification test model,人體帶電模式-HBM: ESD STM 5.1 機(jī)器模型-MM: ESD STM 5.2 帶電器件模型-CDM: ESD STM 5.3.1 場(chǎng)感應(yīng)模型-FICDM,1.4.1 人體帶電模型HBM,人體是產(chǎn)生靜電危害的最主要靜電源之一。當(dāng)帶電的人體接觸或靠近ESDS元器件時(shí)，該元器件有可能被直接靜電放電或者強(qiáng)靜電場(chǎng)所損壞。 The charged human body is one of the main electrostatic source of ESD damage.,1.4.

8、2 機(jī)器模型MM,主要模擬機(jī)械臂、機(jī)械手等金屬部件帶電后對(duì)電子元器件的破壞與影響。 放電電阻要比人體模型小很多，因此破壞性更大。 Dischargeresistance of MM is more less than HBM. More destructive than HBM,1.4.3 帶電器件模型CDM,器件接觸帶電體或感應(yīng)帶電后，遇地放電從而造成傷害 A source of damage for the CDM is the rapid discharge of energy from a charged device,2 靜電防護(hù)的基本技術(shù)手段Basic Technology of

9、Electrostatic Protection,等電位連接 Equipotential Bounding 接地 Grounding 靜電中和 Electrostatic Neutralization 靜電屏蔽ElectrostaticShielding 增濕 Humidifying 材料控制 Material Control 人體靜電控制 The Human Body Electrostatic Control 防護(hù)區(qū)域（EPA）的設(shè)置 EPA Setting,2.1 等電位連接Equipotential connection,原理：讓可能接觸敏感器件的表面處于等電位，避免靜電放電發(fā)生 Th

10、eory: Equipotential connect the surface of every device that may touch the ESDS .,2.2 接地Grounding,原理 ：將產(chǎn)生的靜電通過(guò)接地電線泄放到大地，避免靜電的累積，從而避免靜電放電。 Theory: Discharge the electrostaticcharge through the grounding wire to the ground,2.3 靜電中和Electrostatic neutralization,原理：電離空氣產(chǎn)生正負(fù)離子，中和產(chǎn)生的靜電荷 Theory: Neutralize

11、static charges with positive and negative ions produced by ionize air,2.4 增濕Humidifying,原理 Theory：增加空氣濕度，可以增加空氣的導(dǎo)電性，減少靜電的產(chǎn)生和積累。,濕度控制只能作為ESD控制的“安全網(wǎng)”，不能作為主要的控制手段 Humidifying can not be the main control method,2.5 材料控制Material control,材料分類materials classification：導(dǎo)體conductor 1012 控制方法 Control method： -

12、1、選用不產(chǎn)生或少產(chǎn)生靜電的材料 -1、Use materials that produce less electrostatic charge -2、對(duì)材料表面進(jìn)行處理surfacetreatment -使用表面活性劑（抗靜電劑）use surfactant -增加表面光潔度 Increase surface smoothness -使用臺(tái)墊、地墊等 Use desk mat or ground mat -表面涂敷 Coating surface,2.6 人體靜電控制The human body electrostatic control,人體起電方式 The way of human bo

13、dy electrification -接觸分離起電 The Separation and Contact Electrification -感應(yīng)起電 ElectrostaticInduction -傳導(dǎo)起電 Conduction Electrification -吸附起電 adsorption Electrification 人體靜電的危害 The harm of human body electrostatic ： -危險(xiǎn)場(chǎng)所的點(diǎn)火源 ignitionsource -電子行業(yè)的ESD源 ESD source in electronics industry -二次傷害 secondary d

14、amage -靜電噪聲 electrostatic noise,2.7 靜電放電保護(hù)區(qū)域 EPA,電子工廠中靜電防護(hù)環(huán)節(jié)EPA include：來(lái)料檢驗(yàn)IPC、庫(kù)房Warehouse、元件裝配component assembly、焊接welding、設(shè)備安裝equipment installation、包裝運(yùn)輸packaging and transportation。 在EPA和非EPA之間轉(zhuǎn)移物料，需要采用ESD防護(hù) Material need ESD protection when transfer between EPA and no-EPA ； EPA應(yīng)有指示牌、界線標(biāo)，并按照標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一

15、定義Signpost and limit mark are necessary for EPA； 在EPA工作臺(tái)上 劃出操作區(qū)域，物料存放區(qū)和記錄填寫(xiě)區(qū)，確保靜電源遠(yuǎn)離敏感器件30厘米以上 The process required insulator must be more than 30cm from ESDS item； 所有非必要的絕緣體必須從EPA中移除All nonessential insulators shall be removed from the EPA。,3 ESD管理與控制 ESD Management and Control,靜電控制要求全員參與 ，對(duì)所有接觸敏感器

16、件的人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高人員的防靜電 意識(shí)。 ESD control requires all staff participation. Everyone who will touch ESDS need to be trained to improve the Anti-static consciousness 靜電控制管理和糾正的主要手段是稽查：?jiǎn)T工自查、周度稽查、月度稽查、季度稽查、年度稽查。 Audit is the main way of electrostatic control management 靜電控制水平的評(píng)估以控制措施的實(shí)施和管理為依據(jù)：硬件改善、操作規(guī)范、人員意識(shí)。 A

17、ssess of electrostatic control is according to implement and management of control measures,4 ESD靜電接地系統(tǒng)ESD Grounding System,ESD接地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： ESD S 6.1 ESD S 20.20 接地目的 Main Purpose of Grounding -安全 Safety -建立公共零電位點(diǎn) Establish point of common zero potential -Infinite “sink” for dissipating charges -Infinite

18、 “sink” for absorbing EMI Safety,4.1 EPA的接地與電氣安全 Grounding of EPA and Electrical Safety,4.1.1 EPA的接地安裝注意事項(xiàng) Installation Notes of Grounding of EPA,EPA接地系統(tǒng)包括Grounding of EPA include： -人體防靜電接地human body static electricity protection grounding -地坪防靜電接地 Floor static electricity protection grounding -操作裝置

19、和儀器防靜電接地 instrument static electricity protection grounding,4.1.2 電氣安全ElectricalSafety,EPA內(nèi)的人身安全是第一位的 Personal safety is the most important。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮防護(hù)區(qū)域內(nèi)可能存在的危害電壓電平和接地失效 The failure of grounding must be taken into consideration 。 必須采取多重保護(hù) Multi-protection is necessary。 作為一項(xiàng)附加的人身安全措施，用電設(shè)備可以使用GFCI（Gro

20、und fault circuit interrupters ） As an additional personal safety measure, GFCI can be used 。,4.2 防靜電接地 ESD S 6.1,aaa,4.2 防靜電接地 ESD S 6.1,在EPA 環(huán)境中使用的各ESD 技術(shù)因素（除二級(jí)技術(shù)因素外）的所有接地導(dǎo)體均應(yīng)連接到等電荷點(diǎn)。公共接地點(diǎn)可以是接線條、匯流排或其它方便使用的接線方 式。使用電阻計(jì)測(cè)量這些公共接地點(diǎn)，所得電阻值不能大于1ohm。 AllofthegroundingconductorsfromeachoftheESDtechnicalelem

21、ents(excludinglevel2technicalelements)usedwithinanEPAshallbeterminatedatthesameelectricallyequivalentpoint.Thecommonpointgroundmaybeaterminalstrip,busbaroranyotherconvenientconfigurationthatis,withinitself,electricallycontinuoustonogreaterthan1ohmmeasuredfrompointtopointwithanohmmeterasspecifiedinpa

22、ragraph6.1.1.SeeFigure1,Figure1AandFigure1B.,5 防靜電地板 Floor Materials,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) Test Standard： -ANSI/ESD STM 7.1 Floor Materials Characterization of Materials -ANSI/ESD STM97.1 -ANSI/ESD STM97.2,5.1 測(cè)試儀器 Test Equipment(refer to ESD S7.1 5.1),電阻測(cè)量?jī)x Resistance Measuring Meters 測(cè)試電極 Electrodes -柱狀，重量：2.27kg+

23、/-0.06kg（5 pound+/-2oz） -直徑：63.5+/-0.25mm（2.5 inches+/-0.1 inches） -硬度：50-70；電極本身的電阻小于1000ohms，在不大于10V的電壓下測(cè)試,5.1 測(cè)試儀器 Test Equipment(refer to ESD S7.1 5.1),實(shí)驗(yàn)室評(píng)估 Laboratory Evaluations： -1.010E6ohms，100v+/-5% -測(cè)量范圍：2.010E3ohms 1.010E10ohms -精度+/-10% 驗(yàn)收評(píng)估 Installed or Applied Material： -1.010E6ohms，1

24、00v+/-10% -測(cè)量范圍：2.010E3ohms 1.010E10ohms -精度+/-20%,5.2 電阻測(cè)試ROCEDURES(refer to ESD S7.1 6.2),接地電阻測(cè)試 Resistance to Groundable Point（ refer to ESD S7.1 6.2.1 ）： -使用70%以上的異丙醇清潔電極，自然晾干； -在驗(yàn)收測(cè)試前，地板、地墊、地板漆需要按照制造商的推薦進(jìn)行清潔； -在驗(yàn)證使用之中的地板、地墊和地板漆的符合性時(shí)，不需要進(jìn)行清潔，在使用條件下進(jìn)行測(cè)試； -在接地點(diǎn)，電極分別與測(cè)試儀連接，測(cè)試并記錄地面到接地點(diǎn)的電壓和電阻； -相鄰的地面

25、至少測(cè)5次，或者每500m2至少測(cè)試5次（取2者間測(cè)試次數(shù)多的），每5點(diǎn)中至少3點(diǎn)取在有明顯臟污的地方； 地板墊至少每2平方米取一個(gè)點(diǎn)。,5.2 電阻測(cè)試ROCEDURES(refer to ESD S7.1 6.2),點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻測(cè)試 Resistance Point- to-Point （ refer to ESD S7.1 6.2.2 ） ： -使用70%以上的異丙醇清潔電極，自然晾干； -在驗(yàn)收測(cè)試前，地板、地墊、地板漆需要按照制造商的推薦進(jìn)行清潔； -在驗(yàn)證使用之中的地板、地墊和地板漆的符合性時(shí)，不需要進(jìn)行清潔，在使用條件下進(jìn)行測(cè)試； -連接兩個(gè)電極，測(cè)試并記錄點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電壓和電阻； -

26、相鄰的地面至少測(cè)5次，或者每500m2至少測(cè)試5次（取2者間測(cè)試次數(shù)多的），每5點(diǎn)中至少3點(diǎn)取在有明顯臟污的地方； 地板墊至少每2平方米取一個(gè)點(diǎn)。,5.3 測(cè)試報(bào)告 Reporting of Test Results(refer to ESD S7.1 6.3),測(cè)量電阻值：RTG, PTP 測(cè)試電壓 test voltage 日期，測(cè)試時(shí)的溫濕度 test date, temperature, relative humidity at time of testing 實(shí)際環(huán)境處理的條件，測(cè)試設(shè)備，試樣底板 actual duration of condition, test equipmen

27、t used 測(cè)試的位置 specimen substrate to which the sample is applied 測(cè)試結(jié)果 test result,6 防靜電臺(tái)墊 Worksurfaces,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) Test Standard： -ANSI/ESD S 4.1 Worksurfaces Resistance Measurement -ANSI/ESD STM 4.2,6.1 測(cè)試儀器 Test Equipment(refer to ESD S4.1 6.1),歐姆表、電源電流表 Resistance Measuring Apparatus (Meter) ：+/-10% 材料評(píng)估

28、For material evaluation tests： -10E5ohms，電壓要求：100+/-10V 安裝后測(cè)試 For installed work surface tests： 電壓要求：100+/-10V 測(cè)試電極 Electrodes ： -柱狀，重量：2.27kg+/-0.06kg（5 pound+/-2oz） -直徑：63.5+/-0.25mm（2.5 inches+/-0.1 inches） -硬度：50-70；兩電極間電阻小于10kohms,6.1 測(cè)試儀器 Test Equipment(refer to ESD S4.1 6.1),溫濕度 Environmental

29、 Test Chamber ： -濕度：12+/3%RH，50+/-5%RH; -溫度：23+/-1C -濕度計(jì)：+/-3%RH 測(cè)試用表面 Support surface：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻大于10E12ohms,6.2 桌面電阻測(cè)試Resistance Test (refer to ESD S4.1 6.36.4),初裝后驗(yàn)證 Verification of Installed Worksurface： -測(cè)試前準(zhǔn)備 Preparation：使用70%以上的異丙醇清潔電極，15分鐘后測(cè)試； -接地電阻測(cè)試 Resistance to Groundable Point； -點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻測(cè)試 Resis

30、tance between two point on the surface； -測(cè)試報(bào)告Reporting test results：溫濕度、測(cè)量結(jié)果、測(cè)量?jī)x器的精度。 周期性驗(yàn)證 Periodic worksurface testing： -測(cè)試前準(zhǔn)備 Preparation ：清理桌面，但不要清潔； -接地電阻測(cè)試 Resistance to Groundable Point ； -點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻測(cè)試 Resistance between two point on the surface ； -測(cè)試報(bào)告 Reporting test results ：溫濕度、測(cè)量結(jié)果、測(cè)量?jī)x器的精度。,6.

31、2 桌面電阻測(cè)試Resistance Test(refer to ESD S4.1 6.36.4),推薦范圍 Resistance Guidelines： -接地電阻：10E6ohms to 10E9ohms -點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻：=10E6ohms,兩點(diǎn)間電阻過(guò)小可能對(duì)影響人身安全,7 移動(dòng)設(shè)備MobileEquipment,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) Test Standard ： -ANSI/ESD STM 12.1 Seating Resistive Measurement -GJB3007,7.1 測(cè)試儀器 Test Equipment(refer to ESD STM12.1 5.1 ),歐姆表、電源電流表

32、 Resistance Measuring Apparatus (Meter) ：+/-10%；測(cè)試電壓10+/-1V，100+/-10V 測(cè)試電極 Electrodes ： -柱狀，重量：2.27kg+/-0.06kg（5 pound+/-2oz） -直徑：63.5+/-0.25mm（2.5 inches+/-0.1 inches） -硬度：50-70；電極本身的電阻小于100ohms -金屬板：127mm254mm1.6mm 測(cè)試環(huán)境 Environmental Test Chamber ： -濕度：12+/3%RH，50+/-5%RH; -溫度：23+/-1C -濕度計(jì)：+/-3%RH,

33、7.2 電阻測(cè)試Resistant Test,靜電泄露電阻：10E9ohms,8 操作工具 Hand-held Tool,測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)Test Standard ：SJ/T 10694 電烙鐵測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)Electrical Soldering Test Standard ：ESD STM 13.1,8.1 烙鐵頭接地電阻測(cè)試（熱烙鐵頭Hot Iron）(refer to ESD STM 13.1),測(cè)試儀器 Test Equipment ： -測(cè)試電極 Electrodes ：厚度為0.062 inches（2.44mm），2oz（56.7g）,附銅的單、雙面印刷電路板； -連續(xù)電流源 Contin

34、uous Current Source ：10+/-0.1mA； -直流毫伏表 DC Millivoltmeter ：1060mV，精度1mV； -校準(zhǔn)電阻 Calibrating Resistance：2.0ohms+/-1%，=0.5watt； -直流毫安表 Dc Milliammeter ：1.020mA； -VOM（volt ohm meter）：0100+/-10% ohm,8.1 烙鐵頭接地電阻測(cè)試（熱烙鐵頭Hot Iron ）(refer to ESD STM 13.1),測(cè)試Procedure： -連接測(cè)試裝置 connect the test device，負(fù)極與UUT（un

35、ite under test）的接地點(diǎn)連接，UTT保持“開(kāi)”，溫度為工作溫度 -檢查測(cè)試裝置 check the test device：用導(dǎo)線和2ohms的電阻測(cè)試，誤差為4%； -清潔烙鐵頭 clean the iron，觸碰電極的鍍錫區(qū)，讀書(shū)穩(wěn)定時(shí)記錄； 計(jì)算1mV=0.1ohms； Spec：=2.0ohms,8.2 烙鐵頭接地電阻測(cè)試（冷烙鐵頭Cold Iron ）(refer to ESD STM 13.1),測(cè)試儀器 Test Equipment ： -歐姆表Ohmmeter ：12ohms，精度+/-10% -校準(zhǔn)電阻 Calibrating Resistance ：2.0oh

36、ms+/-1%，=0.5watt 測(cè)試 Procedure： -校準(zhǔn)歐姆表 calibrate the ohmmeter ，讀數(shù)應(yīng)在1.82.2ohms -測(cè)試?yán)予F頭和接地點(diǎn)之間的電阻，記錄measure the resistance between iron and ground and record the value -更換歐姆表的表筆極性測(cè)試，記錄change the polarity of the pens of the ohmmeter and test again. Write down the value -Spec：=2.0ohms,8.3 烙鐵頭電壓和電流測(cè)試 The Te

37、st of Voltage and Current(refer to ESD STM 13.1),測(cè)試儀器 Test Equipment : -測(cè)試電極 Electrodes ：厚度為0.062 inches（2.44mm），2oz（56.7g）,附銅的單、雙面印刷電路板； -電壓表或者VOM，10Mohms輸入電阻，精度+/-10%，量程1020mV； -GFI（接地錯(cuò)誤斷路器）,如果測(cè)試電流，則需要使用在線開(kāi)關(guān)盒； -電流表：精度+/-10%，量程110mA,8.3 烙鐵頭電壓和電流測(cè)試The Test of Voltage and Current(refer to ESD STM 13.

38、1),電壓測(cè)試 Voltage Test： -連接電壓表的負(fù)極到接地點(diǎn)，接入電源達(dá)到工作溫度，將電壓表設(shè)定到交流mV檔，清潔烙鐵頭，將正極與烙鐵頭相連，穩(wěn)定時(shí)讀取數(shù)據(jù)并記錄。 -如果需要測(cè)試直流電壓，重復(fù)上述步驟，記錄。 -Spec：=20mV。 電流測(cè)試 Current Test： -連接測(cè)試線路，測(cè)試?yán)予F頭開(kāi)路時(shí)的電流。 -打開(kāi)電烙鐵到工作溫度，連接烙鐵頭和測(cè)試電極，測(cè)量電流。 -Spec：=10mA（AC）,8.4 其他手持工具表面點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻測(cè)量Point-to-point Resistance Measurement of Other Hand-held Tool,9 防靜電工作服 G

39、arments,測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) Test Standard ： ANSI/ESD STM2.1 For the Protection of Electrostatic Discharge Susceptible Items Garments,9.1 測(cè)試儀器 Test Equipment (refer to ESD STM2.1 5.1),電阻測(cè)量?jī)x Resistance Measuring Apparatus (Meter)：兆歐表、電源和電流表，精度+/-10%，開(kāi)路電壓100+/-10V DC 測(cè)試電極 Electrodes： -柱狀，重量：2.27kg+/-0.06kg（5 pound+/-2oz） -直徑：63.5+/-0.25mm（2.5 inches+/-0.1 inches） -硬度：50-70；兩電極間電阻小于10kohms。 溫濕度 Environmental Test Chamber： -濕度：12+/3%RH，50+/-5%RH; -溫度：23+/-1C -濕度計(jì)：+/-3%RH 測(cè)試用表面 Support Surface：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻大于10E13ohms,9.2 防靜電工衣測(cè)試 Procedure(refer to ESD STM2.1 5.3),袖對(duì)袖電阻測(cè)試