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ESD教育訓練教材 訓練課程大綱壹.ESD（靜電放電）介紹貳.ESD防制之目的參.ESD基本知識介紹肆.ESD基本防護方法及傷害類別伍.ESD防制之設備儀器介紹與使用陸.ESD防制基本作業規範ESDESD ESD-Electrostatic Discharge-Electrostatic Discharge 靜電放電靜電放電處于不同靜電勢的物體之間的靜電轉移該靜電勢處于不同靜電勢的物體之間的靜電轉移該靜電勢是由于物體直接接觸或靜電場感應引起是由于物體直接接觸或靜電場感應引起.EPA EPA-ESD protected area ESDESD protected area ESD防護區防護區ESDSESDS-Electrostatic Discharge Sensitive -Electrostatic Discharge Sensitive Device Device靜電敏感零件靜電敏感零件可能在日常操作可能在日常操作,測試或轉移中被靜電場或靜電放電測試或轉移中被靜電場或靜電放電破壞的分離元件破壞的分離元件,集成電路或成品集成電路或成品.如如Pick up,ICPick up,IC等等.EOS-Electrical Over Stress EOS-Electrical Over Stress電壓過應力電壓過應力壹.靜電放電(ESD)介紹q靜電 原因:摩擦、剝離、感應.機制:物質因失去或得到電子而帶電 q靜電放電原因:電位不同物體間的電荷移轉不一定伴隨有電弧或火花發生q摩擦生電與靜電放電人體與地毯摩擦產生靜電放電後人體電荷平衡人體經接地後放電q剝離生電靜電放電模式q 人體放電模式 (Human-Body Model，HBM)q 機器放電模式 (Machine Model，MM)q 元件充電模式 (Charged-Device Model，CDM)人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動磨擦或其他因素在人體上已累積了靜電，當此人去碰觸到IC時，人體上的靜電便經由IC的腳(pin)而進入IC內，再經由IC放電到地上去。此放電的過程會在短到幾百毫微秒(ns,nanosecond,10-9sec)的時間內產生數安培的瞬間放電電流，電流會把IC內的元件給燒毀。機器放電模式(MM)的ESD是指機器(例如機器手臂)本身累積了靜電，當此機器去碰觸到IC時，該靜電便經由IC的pin放電。因為大多數機器都是用金屬製造的，其機器放電的等效電阻為0；由於機器放電模式的等效電阻為零，故其放電的過程更短，在幾毫微秒到幾十毫微秒之內會有數安培的瞬間放電電流產生，因此對元件的破壞力更大。此放電模式(CDM)是指IC先因磨擦或其他因素而在IC內部累積了靜電，但在靜電累積的過程中IC並未受傷。此帶有靜電的IC在處理過程中，當其pin去碰觸到接地面時，IC內部的靜電便會經由pin自IC內部流出來，而造成了放電的現象。此種模式的放電時間更短，僅約幾毫微秒之內，而且此放電現象更難以真實的被模擬。ESD三種模式比較q HBM與MM-人體、機器或環境帶電HBM是最古老且最常發生的模式，但並非最嚴重的 危害模式MM造成的故障與HBM類似，但電壓卻遠低於HBM ，速度亦較HBM快q CDM-元件帶電造成ESD故障的主要原因上升時間最快速，產生大電流，快速放電貳.ESD防制之目的q改善產品品質並減少及防制ESD對電子產品的損害。q藉由教育訓練的實行，降低產品不良的發生與耗損。q改善客戶產品損害，增加產品可靠度。q降低客戶抱怨，提昇信譽。參.ESD基本知識介紹影響靜電荷產生量的因素q 相對溼度q 物質材料(摩擦電序列)q 接觸的面積q 摩擦頻率 ESD ESD管制區域環境管制區域環境溫度必須控制在溫度必須控制在15-2715-27 C C 濕度必須控制在濕度必須控制在:30%-75%R.H:30%-75%R.H之間之間相對濕度需保持在相對濕度需保持在20%20%以上增加現場相對濕度可以以上增加現場相對濕度可以增大電荷流動性減少靜電放電可能造成的危害增大電荷流動性減少靜電放電可能造成的危害但過高的濕度可能引起諸如腐蝕設備內潮濕等問但過高的濕度可能引起諸如腐蝕設備內潮濕等問題題.ESD ESD靜電防護區必須張貼靜電防護區必須張貼“ESD“ESD防護區防護區”的標志標的標志標志的尺寸必須大于志的尺寸必須大于300mm x 150mm300mm x 150mm。典型的典型的ESD電壓電壓認識靜電放電靜電之產生靜電壓(kV)相對溼度20%相對溼度80%在乙烯基材質的地板走動120.25在人造地毯上走動351.5坐離發泡椅墊181.5拿起聚乙烯塑膠袋200.6在地上滑動苯乙烯材質的箱子181.5移除PC板上的Mylar 膠帶121.5PC板上的收縮膜163作動真空吸錫器81噴電路冷凝噴霧劑155溫度:21材料的影響材料的影響認識靜電放電所有材料皆可摩擦生電 正正(Positive)鋼(Steel)空氣(Air)木(Wood)人手(Hands)橡膠(Rubber)玻璃(Glass)金(Gold)毛髮(Hair)多元脂(Polyester)石英(Quartz)聚胺脂(Polyethylene)尼龍(Nylon)聚乙烯(Polyethylene)羊毛(Wool)聚丙烯(Polypropylene)絲綢(Silk)乙烯基(Vinyl)鋁(Aluminum)矽(Silicon)紙(Paper)鐵弗龍(Teflon)棉(Cotton)負負(Negative)導電材質導電材質認識靜電放電防制105/square 1012/square導電材質(Conductive Materials)電流可輕易穿過或流過的材質電流可輕易穿過或流過的材質 兩個導體接觸時,電荷會快速移轉 可使用接地的方式來中和靜電荷 表面電阻率小於表面電阻率小於1 105/square或其體積電阻率小於或其體積電阻率小於 1 104-cm的材料的材料(EIA-625,MIL-263B,ESD ADV 1.0)帶電時電荷會分布於表面帶電時電荷會分布於表面 受材料形狀、附近的接地或帶電物體影響 需特別注意因感應而產生靜電的情況 可使用Field meter量測材料上的靜電壓靜電消散材質靜電消散材質/靜電屏蔽材質靜電屏蔽材質認識靜電放電防制105/square 1012/square 靜電消散材質(Static Dissipative Materials)穿過或流過材料的電流量由材料的表面電阻率或 表面電阻來決定 表面電阻率至少為1105/square且小於11012/square,或 其體 積電阻率至少為1104-cm且小於11011-cm (ESD ADV 1.0,EIA-625-1994,MIL-263B)與另兩種材料以電阻值的範圍作為區別靜電屏蔽材質(Static Shielding Material)可防止元件遭受外界靜電場破壞的一種保護屏障可防止元件遭受外界靜電場破壞的一種保護屏障 (EIA-625)絕緣材質絕緣材質認識靜電放電防制 105/square 1012/square 絕緣材質(Insulative Materials)可防止或限制電流穿過或流過的材料可防止或限制電流穿過或流過的材料 最主要的靜電源 表面電阻率大於11012/square或其體積電阻率大於 11011-cm的材料(EIA-625-1994;ESDA ADV 1.0-1994)電阻非常大,很少電子可以流經表面或穿過材料 可能同時在表面的不同位置上出現正負電荷 以Field meter量測的結果僅能當作參考 在EPA中應儘量避免使用 人體對ESD的感覺 At 3000Volts,You Can Feel.At 5000Volts,You Can Hear.At 10000Volts,You Can See.日常生活中的靜電量 人體走動 3.5kv人體離開座位 10kv人脫夾克 15kv投影機滑動 10kv 以上會因濕度不同而有變化肆.ESD基本防護.接地接地 GroundingB.中和中和 NeutralizationC.屏蔽屏蔽 Shielding 接地系統q主要目的：將靜電防護設施接地，提供一個路徑 使靜電消散材料、導電材料及個人接地設備在同 一個電位上，減少ESDS元件受到破壞。(ESD S6.1)q人員安全防護：考慮人員碰觸電源時，通過人體 的電流。故接觸人體的接地系統必須要有限流電 阻(靜電環)。qESD Ground(Soft Ground)靜電放電接地 能夠使靜電產生源(人或物)藉由此路徑到接地的端點、排線、金屬線或其他接地系統。(EIA-625)qGround(Hard Ground)實接地 藉由電子線路或特殊設備和大地(Earth)連接的導電接點 ，和大地間具零電位差。q接地線用導體 接地用導體需要有足夠的機械強度、耐腐蝕且不會發生 斷線之電線或金屬導體。ESDESD傷害類別傷害類別Catastrophic Failure:致命傷害.元件死亡.廠內可驗出.只占ESD傷害的10%Latent/Walking Wounded 潛伏傷害.元件仍可用,但不知何時出問題,可能事后被退貨.最花錢的ESD損害.占ESD傷害的90%.伍.ESD防制之設備儀器介紹與使用q 表面阻抗測試器q 靜電壓測試器q 離子風扇q 靜電環測試器q 靜電環表面阻抗測試器表面阻抗測試器功能功能:檢測工作表面靜電消散功能是否符合規範，以減少敏感元件受到ESD破壞校驗頻率校驗頻率:1次/年操作步驟操作步驟:1.將測試設備置於欲量測之位置2.施以適當之壓力3.按下綠色鈕4.進行表面阻抗檢測並記錄讀值靜電壓測試器靜電壓測試器功能功能:檢測環境&工作區域之靜電壓值 是否低於敏感材料規範校驗頻率校驗頻率:1次/年靜電環測試器靜電環測試器功能功能:檢測作業員所戴之靜電環功能是否正常(可接受的範圍800k歐姆至9M歐姆)校驗頻率校驗頻率:1次/季操作步驟操作步驟:1.檢查測試器接地線是否確實接地2.將靜電環依正常操作程序配戴3.按下測試鈕4.狀態意義綠燈&蜂鳴 器響OK紅燈NG靜電環測試器靜電環測試器自主檢測方式自主檢測方式:在不接地情況下，做自主檢測在不接地情況下，做自主檢測 此三項測試均此三項測試均 PASS，即測試器，即測試器“OK“手按測試鈕亮紅燈HIGH夾 1M 電阻，電阻Touch 測試鈕&手按測試鈕亮綠燈GOOD夾子 Touch 測試鈕&手按測試鈕亮紅燈LOW靜電環靜電環型式：粘帶式、金屬、紡織品、鬆緊帶式安全性：必須要有限流電阻(通常為1M,1/4W)來保護人體安全.陸.ESD防制基本作業規範q 教育訓練及認證 各單位須有一固定之ESD負責人，並經過公司安排之教育訓練及認證，負責安排每日的測試工作與記錄，並作每月之自主檢查。各單位視各自情況安排內部教育訓練並應附有檢定之記錄。所有於靜電安全工作區域作業之人員，均需通過教育訓練及檢定。q ESD管制標誌及標籤EPA:Electro Static Protected Area 說明：表一（部份）技術要求實施流程或方法建議範圍接地連接系統設備接地(R)1.0 ohm AC阻抗輔助設備接地1.0 ohm AC阻抗等電位連接1.0 109 ohm共同接地點(R)1.0 ohm AC阻抗個人接地靜電環系統(坐/站)35 106 ohm地板-鞋系統35 106 ohm或100伏特保護區工作表面1.0 109 ohm,200伏特靜電環靜電環(R)0.8 106 ohm1.2 106 ohm靜電鞋1.0 109 ohm靜電地板1.0 109 ohm靜電周轉箱靜電周轉箱1107/sq 離子風扇50伏特 offset說明：表一（部份）架子1.0 109 ohm移動設備1.0 109 ohmAC電源工具1.0 ohm使用電池的工具1.0 1012 ohm溼度溼度3075%RH接地阻抗接地阻抗20 靜電衣1.0 1051.0 1011 ohmESD包裝(R)導電1.0 104 ohm靜電消散1.0 104 to 1.01011 ohm遮蔽50nJq靜電手環/腳環 Wrist strap/heel strap 1M 20%through strapq靜電消散桌墊/地板 靜電消散型工作表面對地電阻值 between 105 and 109/sq 導電型工作表面對地電阻值 between 103 and 105/sq 導電地板其接地之電阻值 between 2.5104 and 5106/sq q靜電消散紡織物品靜電防護衣、帽 -surface resistivity 105 1011/sq 靜電鞋 -900k/sq35M/sq 靜電鞋測試儀靜電鞋測試儀靜電鞋測試儀接地電阻測試儀接地電阻測試儀接地銅柱接地銅柱共有三個接地銅柱共有三個成三角形分布成三角形分布接地線分布圖接地線分布圖三角形地樁三角形地樁工廠接地線與三角形地樁接合點1.對于每一個戴靜電環的人都應提供一個接地點對于每一個戴靜電環的人都應提供一個接地點接地連接點的導點部件應由絕緣材質包裹接地連接點的導點部件應由絕緣材質包裹.2.配戴靜電手環時應注意腕帶須系緊配戴靜電手環時應注意腕帶須系緊,保証腕帶與皮保証腕帶與皮膚充分接觸膚充分接觸.3.配戴靜電腳環時應注意腳腕帶須系緊配戴靜電腳環時應注意腳腕帶須系緊,保証腳腕帶保証腳腕帶與皮膚充分接觸與皮膚充分接觸4.靜電帽須全部包住頭發靜電帽須全部包住頭發.5.靜電服裝的穿戴應可以直接或間接與皮膚接觸靜電服裝的穿戴應可以直接或間接與皮膚接觸.工作台的接地線沒有作標識正确的接地點和標正确的接地點和標識標簽識標簽,未接接地線未接接地線ESD共同接地點標簽工作人員作業時卷起靜電衣袖使毛衣外露。COB推車沒有安裝接地裝置無法消散靜電塑料棧板阻抗過大COB棧板不再使用塑料棧板。COB人員必須穿靜電鞋不可以穿防塵鞋。靜電鞋必須與地面接觸。所使用的泡膜阻抗不可大于1012歐姆。停放的PCBA必須加蓋以屏蔽靜電。靜電環檢測操作手冊要換成新的操作手冊。COB室要增加EPA標識不允許用手直接觸摸不允許用手直接觸摸IC只可以拿只可以拿PCBA的邊緣。的邊緣。EPA區域用的插頭要用三頭的。目檢PCBA人員未佩戴靜電手環.目檢PCBA人員未佩戴靜電手環.進入EPA區域人員未作任何的靜電防護.正确的防護裝備PCBA未用防靜電隔板EPA區域人員未穿靜電鞋正确的裝備手環未戴好,松松的,與人體接触不好.手環鱷魚夾未接在地線的銅線上.機臺未用靜電箱裝,紅色及藍色箱子均不防靜電正確標示的防靜電周轉箱靜電防護區域靜電防護區域中英文標示牌中英文標示牌 防靜電的導電串珠防靜電的導電串珠ESD接地回路阻抗接地回路阻抗20演讲完毕，谢谢观看！
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