静电概论王小盒整理

王小盒教育整理,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.,什么是静电,2.,静电的发生原理,3.,静电的危害,4,.,静电防止对策,5,.,静电测试方法,作成者：王小盒,2009.07.15,静电基础概论,目录,1,1.,什么是静电,?,英语是,Electrostatic,-.,附着在物体,不移动的电,.,-.,固着在大体中,静止在一个场所的电,.,-.,摩擦异类物质或接触物分离过程中发生,.,-.,附导体得、失电子,出现附导体表面带的电,.,Electrostatic Discharge,相互不同电位的两种物体间,直接接触或电磁场的引导出现电荷交换的现象,.,Electrical Over Stress,当,外界电流或电压超过器件的最大规范,条件时，器件性能会减弱甚至损坏。,区别,损坏现象,持续时间,产生机理,分类,通常导致电晶体级别的损坏。,短的,EOS,脉冲损坏看起来像,ESD,损坏,其可见性不强损坏位置不易发现,损坏的现象包括金属线熔化、发热、高功率、閂锁效应,事件持续时间在微秒,纳秒级,事件持续时间在微秒,秒级,. (,也可能是毫微秒,),ESD,属于,EOS,的特例，有限的能量,由静电荷引起,典型地由电源和测试设备产生,ESD,EOS,ESD & EOS,对比,静电,?,静电放电（,ESD),?,特点：,静电的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短，一般都,在微秒或,纳,秒量级完成的,。,过度电性应力,（,EOS,）,?,车间常见,EOS,情形：,电源,(AC/DC),干扰、电源杂讯和过电压,;,由于测试程式切换（热切换）导致的瞬变电流,/,峰值,/,低频干扰很短的,EOS,脉冲导致的损坏与,ESD,损坏相似,;,测试程式开关引起的瞬态,/,毛刺,/,短时脉冲波形干扰,;,来自其他设备的脉冲信号干扰，即从其他装置发送的脉冲,;,2.,静电的发生原理,静电起电原理,静电起电包括,使正、负电荷发生分离的一切过程,，如通过固体与固体表面、固体与液体表面之间的,接触、摩擦、碰撞,，固体或液体表面的,破裂,等,机械作用产生的正、负电荷分离,。也包括,气体的离子化、喷射带电以及在粉尘、雪花和暴风雨中的带电现象,。,摩擦起电,分离起电,感应带电,电子云,摩擦起电的原因：,不同物质的原子核束缚电子的本领不同。,当两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它就容易失去电子，使跟它相摩擦的物体得到电子；,物体失去电子带正电，得到电子带负电。,Positive(,阳,):,Asbestos,（石棉）,Ace,tape ,玻璃,头发,尼陇,羊毛,(Wool) ,丝绸,纸,(,中性,0),棉,木,Wax ,钠,硬朔板,Polyester,（涤纶）,PVC,（聚氯乙烯）,橡胶,:,Negative(,阴,),束缚电子能力,2.,静电的发生原理,-,带电电位,静电发生方法,带电电位,(V)/,状态湿度,1020%,6595%,35,000,走在地毯上面的动作,1,500,12,000,走在朔料地板面的动作,250,6,000,反复在椅子上的起,坐动作,100,2,000,朔料管,Tube,内部的,IC,100,26,000,朔料包装解除情况,3,000,14,500,插在泡沫塑料上的,IC,1,500,根据季节相对湿度变化,冬季,(,干季,),季节,湿度状态,冬季,春,秋季,(,干季,),夏季,(,干季,),春,秋,夏季,(,雨季,),10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%,不同的电位对人体的影响,带电电位,(V),1,000V,2,000V,4,000V,8,000V,10,000V,12,000V,人体的感觉及程度,完全感觉不到,手指有感觉,没有痛感,麻感,从手心到肘部有麻痛感,手与全身痛感及电流通过感觉,强列的电流冲击,手全部受重击痛感,带电电位,(V),微弱放电音发出,可看到放电发光,放电发光时间长,不同动作在不同湿度下的起电电位,一般车间湿度管理,30%-60%,我们公司,40%-60%,3.,静电的危害,-,击穿原理,Condenser,带电造成的破损,焊锡时受热冲击破损,设计时没有考虑静电防止,瞬间过电流破损,因,PCB,变形破损,接地不安全造成破损,外力冲击破损,因检查,JIG,的破损,铬铁破损,涌动电流造成的破损,半导体破损原因,半导体破损原理,两物体的摩擦,Ground,形成,急,放电,急 电流发生,热 发生,绝缘皮破损,半导体不良,阳、阴电荷发生,中性化,电阻少的方向移动,急电力发生,内部排线融化,SiO,2,破损,吸尘（缩短寿命）,放电破坏（完全破坏）,放电产生热（潜在损伤）,放电产生电磁场（电磁干扰）,常见静电对电子产品,损害的四种形式：,3.,静电的危害,-,击穿电压,功率场效应管,电可编程只读存储器,PN,结场效应管,运放,互补金属氧化物半导体,振荡器二极管,膜式电阻,双极面结型晶体管,振荡器晶体管,部品别击穿电压,击穿电压,(V),VMOS,301800,EPROM,100,JFET,1407000,OP-AMP,1902500,CMOS,（,micom IC),2503000,SCHOTTKY DIODE,3002500,FILM RESISTER,3003000,BIPOLAR TRANSISTOR,3007000,SCHOTTKY TTL,10002500,各种电子部品静电器敏感度,部品,Type,只需要,10V,的,ESD,就可毁坏,IC,内部的某些极小零件和迹线,基本要求,4,.,静电防止对策,-,基本措施,创造没有静电的作业场所,-,正确接地等,防静电对策有效实行确认,半导体的保管方法及运营方法防静电进行,作业者防静电教育,防静电对策定期点检,-,工程进行、,PQC,进行等,具体措施,通过各种设备及人体的接地,预防取极中发生伤害,.,产,品,自,身,内,性,强,化,制,造,工,程,的,对,策,通过回路保障对,ESD,内性强化,做到被害的最少化,.,设计方面,latch up,现象,4,.,静电防止对策,-,接地,人员接地（腕带（,0.81.2,）, 10,6,；鞋对地电阻, 10,9,）,设备和工具接地：, 1.0 ,环境：地面、货架、活动设备对地电阻,1 10,9,车间接地电阻,大地接地方法,工程接地方法,接地,铜板,接地线,1,接地 板,:,其它金属物质,1m,与避雷针隔离,2m,以上,埋入地下,.,铜板,:,厚度,0.7mm,以上,面积,900,以上,埋设深度,: 750mm,以上,铜棒,:,直径,8mm,以上,埋设深度,: 900mm,以上,2,接地线规格,铜线,:,直径,2.6mm,以上, Al,线,:,直径,3.2mm,以上,朔料套管,:,内压,600V,承受,3,接地种类,1,种接地,:,人体静电用接地,10,以下,3,种接地,:,设备 及 电源接地, 100,以下,4.,接地主干线的连接方式应采用钎焊。,设备,A,设备,B,设备,C,设备,D,设备,A,设备,B,设备,C,设备,D,设备,A,设备,B,设备,C,设备,D,地线接地方法,NG,OK,OK,从接地电阻测定部位到接地线末端电阻,区分,SPEC,备注,部品盒,10,36,H/S (Heat Sink) Assy,包含,周转箱,10,36,水平,/,垂直 周转箱,地面,10,36,导电性材质,防静电垫,10,610,10,11,的情况,1,周内废弃,/,替换,C/V,带,10,312,包装资财,100V,以下,工作服,/,防静电鞋,/,防静电手套,100V,以下,4,.,静电防止对策,-,日用品,静电手环,（,Wrist,strap,）,Wrist Strap Checker,的电阻一般区分为,3,种范围,800K10M,表示,Wrist Strap,正常动作,10M,以上,Band,松动造成接触不良或,Cord,的端子,Band,污染,800K,以下,Wrist Strap,内装的,1 M,电阻破损快速放电造成,Spark,或,Noise,.,因此在电阻范围内修理好或交换,.,测定条件：佩戴手环并在作业前测定。,点检频度：,:,1,次,/,日,(,作业开始前,),判定基准：,测定仪的点检结果显示,“,Ok”,测定方法：万用表或者静电测试仪,保护电阻要一周测定一次,(1M10%),Wrist Strap,的内侧带必须与皮肤直接接触。,(,不能佩戴在衣服袖或手套上,),Wrist Strap,的内侧带不能佩戴松动。,铗子一定要去人体接地线连接。,1.,静电手环佩带方法：,2.,静电手环测定基准：,保护电阻,1,内装,(,人体逆流防止,),保护电阻,(1M),上面,(,绿色,),下面,(,黑色,),接地处理,4,.,静电防止对策,-,日用品,防静电台垫,Conductive Mat,表面电阻应达到,10,6,以上, 10,10,(20 RH=65%),上层是绿色,下面是黑色的,2,层或,3,层,layer,构成,.,绿色,(,上层,): Static dissipative,材质的耐湿性材质,一定电阻维持,黑色,(,中层,):,含有碳元素,. Conductive,材质,黑色,(,下层,):,橡胶成份,缓和冲击,绝缘,.,1.,防静电台垫放置方法：,2.,防静电台垫测定基准：,防静电,Table,垫盖在作业台,/,部品保管,Rack,上后连接接地,Mat,的,厚度,: 3mm 6mm,Mat,的大小比作业台大,50mm,承诺,.,分离的各,Mat,内装,1 M,电阻,Cord,使用的,1,种接地,.,Mat,铺在地面使用时电阻与地面电阻同一管理,.,(,地面材使用规格定为,25,0001,000,000 - UL,NFPA,AMCR),防静电台垫表面电阻基准：,10,6,10,10,为了测定表面电阻测定仪底部的,Probes,，要,使材料的表面产生摩擦,。,Ohms per Square, Surface Resistivity Indicator,上的灯亮了以后读出,LED,上显示的数值即可。,另外：,10,3,10,12,Conveyor Belt,PUSH,4,.,静电防止对策,-,其他用品,通过摩擦发生的静电,快速向空气中放电，防止静电,.(,普通,100V),这种原理,BOX,自体有一定的电阻（静电分散材质,:10 109 ,）,引导自然放电,.,使用,Antistatic,材质,外部出现电,磁场变化也不会受影响,防止了静电的发生,.,Stick,内部是特殊化学处理的半导体（抗静电添加剂）表面做成的,不能重复使用超过,4,次,.,多次使用后表面的添加剂膜容易被,IC,腿刮掉。,.,防静电海绵、周转箱等,IC Stick,朔料袋,加湿器,通过加温提高空气的相对湿度,降低表面电阻直达到物体放电能力,.,相对湿度根据现场,一般,60%-70%,设定适合,.,5,.,静电测试方法,-,接地电阻,接地电阻测定法,E Green,P Yellow,C Red,Rx,Push button SW,测试顺序,:,1),把,E,端子接到建筑物的,Earth Line,2) P/ C,端子从,E,端子开始分别插在约,5 m 10 m,支点以后,3) B / V / ,选择电钮放在,。,4),按下,Push s/w,，转动调节电阻的拨号盘把指针调整到,“,0 ”,。,5),这时拨号盘的刻度读出来的数值就是接地电阻值。,接地电阻基准,- 1,项接地：,10 (1,次,/ 6,个月,),- 3,项接地：,100 (1,次,/ 6,个月,),铜线基准,:,直径,2.6mm,接地电阻测定仪,5,.,静电测试方法,-,表面电压,ESD Checker,使用方法,测试方法：,按下,Power,按钮电源开启，此时为测定准备状态。,从测定仪发出的两束激光,聚集为一个点,照到被测物体时，在这个位置确认测定值。,被测物与测定仪要成,直角状态,时测定。,被测部位一定要在,摩擦状态下测定,。,防静电基准：,100V,以下,激光发光部位,激光发光部位,5,.,静电测试方法,-,烙铁泄露电压,GND,Multi meter,在有电源的状态下测定,*,防止因烙铁漏电引起的半导体破坏及热化,*,烙铁必须接地,测定接受电源的烙铁,Tip,最尖端和接地线之间的,AC Voltage,或泄露电阻,按照泄露电压,(0.01V,AC,),或电阻值,(10,以下,),基准管理,1,次以上,/ 1,天,用,Scope,测定时要满足,3V,以下,泄露电压, GND,电阻中至少管理一个项目,烙铁泄露电压测定方法,具体测定方法,使用方法及顺序,1.Power,电源,ON,2.CH,选择,:CH1,或,CH2,注意,:,要选择插测试线的端子对应的,CH,3.MEAS,（范围）按键,.,4.,选择要测定的项目,(,每按钮时自动跳一个档,),号按钮，转换,Page.,*,泄露电压测定基准是,Peak to Peak.,和,按钮利用放在,Peak to Peak,按,号,OK,按钮,.,按,Scope,钮 用,Scope,成测定条件,按,Clear Menu,钮 ，会成测定画面的条件,.,9.,接触在要测定的,Point,上，泄露电压值会在测定值位置上出现,.,10.,测定值位置上出现的值是泄露电压值,.,社内管理,Spec,是,3V,以下,.,*,测定时注意事项,-,确认测试,Probe,上的条件,(X1,X10),和,Scope,上的设定值是否一致,(VERTICAL,部,MENU,选择后确认,Probe Type,),5,1,1,2,3,2,3,4,4,7,6,6,5,5,6,9,7,8,8,9,测定值,显示处,10,10,11,11,5,.,静电测试方法,-,一般泄露电压,