ESD防護及消除介紹.ppt

1、,InnoLux,ESD 防護及消除介紹,InnoLux,1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電 5.靜電的防護與消除,課程概要,InnoLux,靜電的產(chǎn)生,靜電的歷史背景 靜電現(xiàn)象最早被記錄是在西元前6世紀(jì),當(dāng)時發(fā)現(xiàn) 絕緣物間互相磨擦後可以吸引微小物體,而進一步 的研究則始於十六世紀(jì) 靜電的產(chǎn)生 一般未帶電荷的物質(zhì)原子中，帶負(fù)電的電子與帶正電的質(zhì)子數(shù)量 相同。不過，電子可能因機械、熱、或化學(xué)等因素而離開原子， 造成正負(fù)離子的產(chǎn)生。,InnoLux,靜電的產(chǎn)生,靜電的產(chǎn)生 靜電的產(chǎn)生主要來自於兩種不同物質(zhì)的接觸及分離，當(dāng)兩種物質(zhì) 接觸在一起時，電子會從一邊移

2、動至另一邊，當(dāng)兩物質(zhì)分離時， 電子離開的一邊便帶正電，而接收電子的一邊帶負(fù)電。,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,走路時其實就會產(chǎn)生靜電,InnoLux,磨擦帶電系列物質(zhì),根據(jù)物質(zhì)磨擦後產(chǎn)生正負(fù)電所排成之順序稱為磨擦帶電系列 (Turboelectric Series)，下表所示為其中之一例，根據(jù)此表， 當(dāng)兩種物質(zhì)磨擦?xí)r，表中較上位者會帶正電，位在較下位者帶負(fù)電。,InnoLux,靜電的儲存,電荷可儲存於絕緣體或絕緣的導(dǎo)體上，當(dāng)電荷 增加時電壓便會上昇,Q：電荷 (單位為庫倫) C：電容 (單位為法拉) V：電壓 (單位為伏特),C 為帶靜電物體之電容量, 電容量之大小依

3、照物體 之大小與形狀決定,Q,=,C,V,InnoLux,靜電的儲存,不同物體之電容值,不同設(shè)備之靜電電壓,Q = C V,InnoLux,產(chǎn)生靜電的情況,A.固體摩擦與剝離時產(chǎn)生靜電 絕緣電阻高的物質(zhì)如塑膠、橡膠及化纖類都很容易因磨擦與剝離 而產(chǎn)生靜電。事實上對地絕緣之導(dǎo)體一樣會儲存電荷，下圖為 固體接觸與分離產(chǎn)生靜電的示意圖。,InnoLux,產(chǎn)生靜電的情況,B.粉體粒子碰撞產(chǎn)生靜電 粉體粒子在管子內(nèi)高速流動時會與管壁碰撞產(chǎn)生非常高之靜電， 在輸送帶、升降機、鼓風(fēng)設(shè)備中時亦很容易產(chǎn)生靜電，例如塑膠粉末 、化學(xué)粉末、金屬粉末、煤碳粉塵、穀物及其粉塵、食品粉末等 在製造過程中的輸送皆會產(chǎn)生靜電

4、。 此外，塵埃、煙霧、水氣、雪、冰結(jié)晶體等與行進中汽車的 撞擊摩擦也會在汽車上累積靜電。,InnoLux,產(chǎn)生靜電的情況,C.感應(yīng)產(chǎn)生靜電 下圖說明靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶電荷的物體會在臨近的物體上造成 電荷的分離，靠近帶電荷物體會出現(xiàn)與該電荷不同極性之感應(yīng)電荷。 例如帶電之雲(yún)塊便會在大地、地上物、甚至飛行中之飛機感應(yīng)出 靜電，另外被搬運的物體如帶有電荷，則搬運車輛亦會感應(yīng)出靜電。,InnoLux,影響靜電產(chǎn)生及放電速率之因素,當(dāng)靜電荷產(chǎn)生時，此電荷可能馬上流失，亦可能儲存起來， 絕緣體或?qū)Υ蟮亟^緣之導(dǎo)體皆會儲存電荷。 靜電荷產(chǎn)生之速度及其放電之速度會依不同之情形改變， 下表為影響靜電荷產(chǎn)生及放電速率

5、之因素，其中濕度高低 影響物體表面之導(dǎo)電率，對靜電荷之流失有很大的影響， 因此在乾燥或天冷水氣結(jié)凍時，靜電之累積速度便會加快。,InnoLux,影響靜電產(chǎn)生及放電速率之因素,下圖為人體在不同相對濕度下的帶電狀況，由圖中可知 濕度對靜電之累積有很大的影響,靜電值(KV),相對 濕度(%),(地毯上走動),(塑膠地磚上走動),(工作臺上動作),InnoLux,課程概要,1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電 5.靜電的防護與消除,InnoLux,常用靜電名詞的定義,1.靜電放電(Electrostatic Discharge)： 簡稱ESD,即帶電荷物體上之電子

6、的移動所造成的放電現(xiàn)象。,2.靜電感應(yīng)(Electrostatic Induction)： 一帶電荷物體在一鄰近物體上造成之電荷分離現(xiàn)象。,3.靜電接地(Static Grounding)： 為導(dǎo)引物體中之電荷至大地以避免電荷累積所實施之接地。,4.靜電消除器(Electrostatic Neutralizer)： 產(chǎn)生游離空氣以中和物質(zhì)中電荷或提供一路徑引導(dǎo)電荷至大地之設(shè)備。,InnoLux,常用靜電名詞的定義,5.游離化(Ionization)： 空氣分子在電場中出現(xiàn)電子離開分子 , 造成正電荷分子與 負(fù)電荷電子同時存在之現(xiàn)象。,6.最小點火能量(Minimum Ignition Ener

7、gy)： 能造成可燃物質(zhì)起火燃燒、爆炸之最小靜電放電能量。,InnoLux,課程概要,1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電 5.靜電的防護與消除,InnoLux,日常生活中常見的靜電現(xiàn)象,1.電視螢光幕靜電: 螢光幕因電子撞擊而累積大量的靜電 2.梳頭產(chǎn)生靜電: 因頭髮與梳子摩擦而產(chǎn)生靜電 3.脫毛衣而產(chǎn)生靜電放電: 因衣服間的摩擦產(chǎn)生靜電而放電,可聽見“啪”的聲音, 若在黑暗中也可看見微弱的火光 4.摸門把、金屬(或車門)時有觸電現(xiàn)象: 此為大陸性氣候或乾燥地區(qū)常見的現(xiàn)象, 因人在地毯 上行走與地毯摩擦,身上累積大量靜電,觸及金屬後 放電,InnoLux

8、,課程概要,1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電 5.靜電的防護與消除,InnoLux,ESD的來源,1.HBM：Human Body Mode 帶電人體接觸敏感元件所造成的放電(破壞) 2.MM：Machine Mode 帶電物體接觸敏感元件所造成的放電(破壞) 3.CDM：Charged Device Mode * 敏感元件本身在帶電情形下接地所造成的放電(破壞),InnoLux,靜電在工作上所引起的問題,1.靜電電擊： 累積在人體之電荷透過接地導(dǎo)體放電，或外界物體上之電荷透過 人體對大地放電皆會產(chǎn)生放電電流，此電流會使人有觸電之感覺， 雖通常因帶電量

9、少的緣故尚不足以對人體產(chǎn)生一次災(zāi)害，但可能 因觸電感導(dǎo)致人體出現(xiàn)不正常動作而發(fā)生二次災(zāi)害。 2.產(chǎn)品品質(zhì)： 靜電會使公司之產(chǎn)品受破壞、如 IC function fail 、Panel ESD defect.等。,InnoLux,靜電在工作上所引起的問題,3.火災(zāi)及爆炸： 靜電放電所產(chǎn)生之火花可能引起易燃?xì)怏w、液體或粉塵之起火燃燒爆炸。 4.絕緣設(shè)備破壞： 靜電之放電現(xiàn)象可能使設(shè)備絕緣受到破壞，引發(fā)進一步的災(zāi)害。,InnoLux,課程概要,1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電 5.靜電的防護與消除,InnoLux,防止靜電產(chǎn)生之方法,1.環(huán)境方面的預(yù)防對策

10、： 如使用導(dǎo)電性地板、導(dǎo)電地磚、濕度控制、機臺接地、 靜電消除器、靜電毯等方法。 2.人體方面預(yù)防對策： 將人體的靜電維持在電位，便可防止人體產(chǎn)生靜電放電，如 導(dǎo)電服、導(dǎo)電環(huán)(靜電環(huán))等。 3.包裝材質(zhì)方面的預(yù)防對策： 如使用防止帶電之包裝袋、防止帶電之空氣袋或薄膜等方法。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,何謂接地及連接: 防止靜電災(zāi)害的最簡單有效的方法是將帶電體接地，使所產(chǎn)生之電荷 迅速地疏導(dǎo)至大地。 如果有兩個以上之帶靜電物體時，可將不同物體以導(dǎo)體連接並加以接地， 以減低不同物體間之電位差，來避免物體間發(fā)生放電現(xiàn)象。 (下圖說明接地及連接消除靜電的作用),InnoLux,環(huán)境預(yù)防,進行接地及連接

11、之注意事項: 1.接地對於較大型的絕緣物體效果不大，因為離接地線接點較遠(yuǎn)的地方 電荷依然存在。此外如紙張、布匹、橡膠、石化液體等皆較難以 接地或連接方式解決靜電問題，必須使用濕度控制或靜電消除器 等方法。 2.對於有可能產(chǎn)生或感應(yīng)靜電荷的導(dǎo)體，不管體積之大小都應(yīng)予以接地， 不可因體積較小而忽略之。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,進行接地及連接之注意事項: 3.靜電接地所需之接地電阻不需要很低，只要在1M以內(nèi)，對靜電而言 皆算有效之接地，為維持接地及連接電阻在任何條件下皆不大於 10M ，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(氣溫20，相對濕度50%)，接地及連接電阻 應(yīng)在1k 以下。 4.接地位置需選擇在易於確認(rèn)之地點，

12、以便於維護及管理。 並避免因物體振動或表面污染等因素使接地成斷路狀態(tài)，反而 會成為災(zāi)害的起因。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,進行接地及連接之注意事項: 5.原則上靜電接地的對象為對地絕緣之金屬導(dǎo)體，且最好將不同物體 加以連接之後再行接地。 6.如果設(shè)備本身已直接與大地接觸，則不用再另行接地。 此外，電氣設(shè)備的設(shè)備接地、避雷接地、及保護電磁感應(yīng) 之接地對靜電而言亦是接地，不需另作靜電接地。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,進行設(shè)備接地之注意事項: 1.接地導(dǎo)體需有足夠的機械強度且不易斷線或鬆脫，另外， 除非確定不會因不連續(xù)性造成接觸不良，最好不要使用 鍊子作為接地導(dǎo)體。,2.靜電接地導(dǎo)線應(yīng)用1.25mm

13、2以上之導(dǎo)線， 固定設(shè)備:可使用一般之 600V級 PVC絕緣電線， 移動設(shè)備:可使用絕緣柔性電纜， 振動頻繁的設(shè)備:可使用沒加絕緣之絞線或網(wǎng)線，以便於 觀察其是否斷線。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,進行設(shè)備接地之注意事項: 3.如果接地端子有可能被外物污染或鏽蝕，最好使用蓋子加以保護， 且接地端子裝設(shè)地點最好避開危險環(huán)境。,4.一般設(shè)備用之接地電極及接地電阻在 10k以下 之地下金屬導(dǎo)體 (廠務(wù)應(yīng)定期確認(rèn)廠房之接地電阻)皆可作為靜電用接地電極，但 需注意是否有靜電電流以外之電流出現(xiàn)。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,進行設(shè)備接地之注意事項: 5.接地導(dǎo)線與帶電體的連接必須堅固確實，如為固定設(shè)備時，

14、可以使用銲接、壓接端子、螺栓等方法連接， 應(yīng)避免將接地導(dǎo)體直接繞住或掛於被接地物上等不正確之作法。 此外為確保接地效用，宜在被接地物上進行多點接地。,6.如接地對象為移動性物體而不能施以經(jīng)常性接地時，宜使用 連接及拆除均容易之接地，例如各種接地用夾子或鱷魚夾皆可。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,其它環(huán)境上應(yīng)注意之接地: 1.工作上須加防靜電桌墊 2.推車加鐵鍊 3.貨架接地 4.防靜電 Tary 盤,106109,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,濕度控制及增加導(dǎo)電率: 有許多的絕緣物質(zhì)，例如紡織品、木材、紙張、混凝土等， 皆會受到周圍空氣之濕度而影響其濕氣含量，當(dāng)這些絕緣物質(zhì) 表面含有之濕氣越高時，其導(dǎo)

15、電率亦會越高。 以玻璃為例，50%相對濕度時的導(dǎo)電率為20%相對濕度時的1000倍。 通常在30%相對濕度以上時，大部份的絕緣體上所含有 的一層水份薄膜，可以提供靜電荷一個疏通路徑。 但當(dāng)相對濕度在30%以下時，此水份薄膜不存在， 靜電荷一直產(chǎn)生但無法疏通，靜電問題便會出現(xiàn)。 因此在產(chǎn)品可容忍高濕度的地方， 濕度控制為一有效解決靜電問題的方法。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,濕度控制及增加導(dǎo)電率: 增加局部地區(qū)的濕氣可使用蒸氣噴出的方式達(dá)成 (加濕器)，如此 較不會使整個區(qū)域的相對濕度皆大幅度地提高。 但是多大的相對濕度才能有效的解決靜電問題，則依環(huán)境及製程而異， 事實上亦很難決定其大小。一般而言

16、，在常溫下，60-70%的相對濕度應(yīng)可避免靜電問題的發(fā)生。 不過高濕度會影響產(chǎn)品、製程、及舒適度。故在考量各種條件下， 一般LCM廠所用之濕度為 55% 70% 。 PS.有些絕緣物，例如合成塑膠及部份石化液體之表面導(dǎo)電率受濕度 之影響並不大，亦不適宜使用濕度控制法。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,濕度控制及增加導(dǎo)電率: 除了增加相對濕度以增加絕緣物之導(dǎo)電率外，亦可直接在絕緣物中 摻入導(dǎo)電性物質(zhì)，以提高洩漏電荷之能力。例如在化纖衣物中 織入金屬纖維，在橡膠中加入碳粉皆可增加導(dǎo)電率，其導(dǎo)電率 依照加入雜質(zhì)之多寡可隨意控制，通常1M-cm之電阻係數(shù)即已足夠。 不過直接在絕緣物中加入其他成份之物質(zhì)，必須

17、以不影響絕緣物之功能為前題。 此外，對絕緣物體表面進行浸泡或噴灑吸水或?qū)щ娦晕镔|(zhì)亦可增加其導(dǎo)電率，但皆需定期更新方可維持效果。 PS.以LCM/Cell製程之 Panel清洗機為例，就以水中加入 CO2之方式 來降低水的電阻值。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,靜電消除器: 靜電消除器是利用人為的方法把帶電體附近的空氣離子化，當(dāng)帶電體 碰到這些離子時，靜電荷可經(jīng)由已離子化之空氣傳導(dǎo)至大地，或者 吸引離子化空氣中相反極性之電荷加以中和。 一般而言靜電消除器可由離子產(chǎn)生方式區(qū)分為交流式與直流式兩種。,直流式,交流式,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,靜電消除器: 目前較常用的靜電消除器種類有加電壓式靜電消除器、

18、自放電式 靜電消除器(金屬梳)、放射線式靜電消除器，下表為這三種靜電 消除器的特性及適用對象，其中加電壓式及自放電式靜電消除器 皆是利用電暈放電之方式產(chǎn)生離子化空氣。,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,靜電消除器: 不同靜電消除器因應(yīng)使用埸合之不同而有不同之使用條件， 目前廠內(nèi)使用之桌上型或檯燈型之離子吹風(fēng)機，主要須注意 使用距離須大於 30cm。,30cm,30cm,InnoLux,環(huán)境預(yù)防,導(dǎo)電性地板: 在易燃及易爆之環(huán)境下，使用導(dǎo)電性地板或地板覆蓋物，並將人體 及各個導(dǎo)體設(shè)備與地板連接，可以避免因靜電的持續(xù)累積導(dǎo)致危險。 這種地板之材料應(yīng)使用較不會發(fā)生火花的物質(zhì)，例如導(dǎo)電性橡膠、 鉛、以及其他導(dǎo)電性複合材料。