ESD知识培训教材(ppt 42页)

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,LITE,ON,ESD,訓練教材,*,LITE,ON,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,LITE,ON,ESD,訓練教材,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,E S D,内部训练教材,(A&B,级,),讲师,:,蒋小军,1,目录,:,第一部分,:ESD,基本原理介绍,第二部分,:,半导体的抗静电能力,第三部分,:,静电防护,序言,2,序言,在电子产品越来越细小,越来越复杂的今天,半导体,材料的质量要求也是越来越高,的,.,而静电对半导体的,破坏却因半导体的高集成化而变得更加容易,.,为了产品的质量和提升客户的满意度,我们必须在,静电的防护方面作出更有效的行动,来迖成我们的品,质目标,.,3,ESD,基本原理介紹,4,ESD,基本原理介绍,一 静电放电,(ESD),现象,严寒的冬天,当您脱下暖和的毛衣,您会听到哔哔啪啪声,握手或手接触,时,常被,电击,一下,是由于人身,带,了,静电,接触,时,突然放,电,所致,云,层,相互摩擦而,带,大量的,电,荷,相互放,电,形成能量巨大,的雷,电,对,地放,电则,可能形成雷,击,这些就是静电瞬间放电,(ESD),所主导产生的现象,ESD-,E,lectro,S,tatic,D,ischarge,5,ESD,基本原理介绍,二,.,静电的本质,物质由分子和原子组成,原子由原子核和电子组成,原子核带正电,电子带负电,.,自然条件下,正负电荷平衡,物体不带电,.,这类物体叫电中性物体,.,在某种条件下,正负电荷的平衡被打破,则物体带电,-,这种现象叫物体带电,.,所谓静电指对观察者而言,电荷静止不动或运动非常缓慢,.,动电则有电荷的快速运动和变化,.,6,ESD,基本原理介绍,三,.,静电起电,摩擦起,电,:,当两个,物体,产生摩擦时,摩擦表面的电子,会从,一种物体跑到另一,种,物体上,分离后,两个,物体的正,负电,荷失去平衡,得到,电,子的,带负电,失去,电,子的,带,正,电,.,感,应,起,电,:,当,有,强电场,(,大的,带电,体)存在,时,附近的物体被感,应,局部或整体,产,生,电,荷,这类带电称为感,应带电,.,静电可有,很多种方式,产,生,如物体,间,的摩擦,电场,感,应,介,质极化,带电颗,粒,粘,附等等,7,ESD,基本原理介绍,四,.,静电放电,当带电,的物体与一些,导,体等接触,时,或靠的很近,时,电,荷,会,找到一,途径,途,突然释,放掉,这,种,现,象叫,静电放电,.,静电,放,电,的,条件,是:,首先有,静电,存在,其次要有一定的途,径,.,静电,放,电,的原因和,条,件多种多,样,控制,静电,放,电,是在人,们,生活和工作中的各,个,方面所追求的.,8,ESD,基本原理介绍,ESD,基本原理介绍,五,.,静电产生原理,静电产生,1.,分离,2.,摩擦,9,ESD,基本原理介绍,五,.,静电产生原理,分离,摩擦等起电的过程,:,10,ESD,基本原理介绍,五,.,静电产生原理,分离,摩擦等起电的过程,11,ESD,基本原理介绍,五,.,静电产生原理,物质产生静电大小排列如下表，其中愈正性与愈负性物质互相摩擦产生之静电愈大,空气石棉,人手玻璃云母,头发尼龙,羊毛毛皮铅 丝绸铝 纸 棉花,钢 木材琥珀封蜡橡胶镍铜黄铜,纤维,聚酯,奥璐珞,聚,氨酯,聚,乙烯,聚,丙烯,硅,硅橡胶,12,ESD,基本原理介绍,五,.,静电产生原理,人体带电研究,摩擦起电,:,操作中的动作和肢体运动,由衣服,鞋子,与其他物体,地面摩擦,使衣服和,鞋子,带电,再通过传导和感应,使人体带电,.,感应起电,:,当不带电的人体进入带电的电场,静电感应而起电,.,传导起电,:,人体直接接触带电体,或与带电体发生静电放电,另人体在静电的微尘粉体和雾状液粒空间活动,使带电微粒附在人体及衣服上产生静电,.,13,ESD,基本原理介绍,五,.,静电产生原理,人体活动带电示意图,14,ESD,基本原理介绍,六,.,静电电压,典型静电电压,我们在经受,3000,伏的静电电压,!,15,ESD,基本原理介绍,六,.,静电电压,人体电容静电模型,16,ESD,基本原理介绍,六,.,静电电压,人体电容典型值,17,5500,11000,21000,用泡沫和包,装线,路板,400,700,2000,在,塑料管中取,IC,400,800,6000,移,动,凳子,3000,5000,12000,在塑料地毯上行走,7500,15000,35000,在地毯上行走,55%,40%,10%,相,对湿,度,电压,(,伏,),动,作,ESD,基本原理介绍,六,.,静电电压,人体的典型静电电压值,18,半导体的抗静电能力,抗静电能力之量测,(Human Body Model),依,MIL-STD-883,，,Method3015,，测试线路图,19,半导体的抗静电能力,电子元器件静电损伤的典型电压阀值,3807000,双极型晶体,2001000,E/D MOS,3003000,肖特基二极,50500,HMOS,3807000,DTL,2502000,CMOS,3002500,STTL,100,PROM,6801000,SCL,100300,GUAS FET,1401000,JFET,100200,MOSFET,3002500,ECL,301800,VMOS,耐,ESD,阀值,器件类型,耐,ESD,阀值,器件类型,20,半导体的抗静电能力,大体而言只要,100V,以上的静电压就可以对半导体产生伤害，故,ESD,之防护工作，我们不可不慎。,电子元器件静电损伤的典型电压阀值,21,半导体的抗静电能力,损伤具有隐蔽性,:,人体,带电是电子产品静电损伤主因，几,KV,的人体静电，对人而言放电感受几乎没有，对元器件却是致命的,.,失效分析的复杂性,:,电子产品有精，细，小的特点，失效分析相当，静电损易于同其它损伤混淆。,电子产品静电损伤的特点,22,半导体的抗静电能力,损伤具有潜在性,:,有些元器件在损伤后并不马上表现出来，只是性能下降，并不马上失效。,损伤的随机性,:,只要电压超过或接近静电敏感电压阀值，就可能发生静电损，在生产的各个环节，包括成品运输等都可能产生,ESD,损伤。,电子产品静电损伤的特点,23,半导体的抗静电能力,电子产品静电损伤,的形态,A.,突发性完全失效,自身短路,.,幵路,功能丧失,参数变异,.,电压相关失效,:,介质击穿,PN,节反向漏电,.,功率相关失效,:,金属等烧断,硅片局部区域融化,PN,节边缘损伤等,这类失效占静损伤的,10%.,24,半导体的抗静电能力,电子产品静电损伤,的形态,B.,潜在性缓慢失效,带电体电位或能量较低,一次放电没有完全损伤失效,使器件内部轻度损伤,但有累计效应,使器件性能变坏,可能突然失效,难以检测和筛选,造成产品质量发生信赖性问题,.,25,半导体的抗静电能力,电子产品静电损伤,的形态,静电的累积破坏,负伤而行,负伤而行（,Walking Wounded,）,许多实验证实静电能使半导体负伤，但不致立即完全破坏其功能，而且有多数这些,负伤而行,的组件都能通过测试直到这些组件送到客户之后，随时会从,负伤而行,变成完全失效。,26,半导体的抗静电能力,电子产品静电损伤,的形态,静电的累积破坏,负伤而行,下面是一,ESD,累积破坏的试验,:(,应用,HBM,方式,),试验条件：,试验结果：,材料：,54s163,测试前,I=2.883A PASS,人体电容：,100pf,第一次,I=2.883A PASS,每次放电：,50V,第二次,I=2.890,A PASS,放电次数：,5,次第三次,I=2.890A PASS,测试点：,Vin=Pin2(A),第四次,I=,1.872mA,FAIL,GND=Pin8(B),第五次,I=,2.147mA,FAIL,27,半导体的抗静电能力,ESD,破坏分析,找出,PCB,上之故障组件,对故障组件进行基本电性量测,功能测试,参数测试,X-ray,做表层分析,去封胶（,Decapsulate,）检视内部,去除各层（玻璃层、铝层）层层检视,几种遭,ESD,破坏案例参考,28,半导体的抗静电能力,ESD,破壞,案例参考,横 切 面 放 大,(2,000),横 切 面 放 大,(10,000),29,静电防护,芯片设计的静电防护,(,治本方法,),对许,多集成,电,路,厂家在器件的,输,入/,输,出口上多,加,了一些防,静电保护电,路,使器件的防,静电,能力大大提高,为,了,减少保护电,路占的面,积,提高集成度,降低成本,各家有其,独,有的,技朮,对,通用集成,电,路,有相,应,的,国际,或企,业,的防,静电标,准.,防,护电,路是不能杜,绝静电损伤,的,错误,的理念:因,选,用高,损伤阀,值器件,故,ESD,防,护,可以放松!,30,静电防护,芯片设计的静电防护电路,输,入,电,路,31,静电防护,芯片设计的静电防护电路,输出电,路,32,静电防护,全方位,静电,放,电,防,护电,路的安排,33,静电防护,静电防护的基本原则,(,治标方法,),1.,避免静电产生,a),潮湿法,b),抗静电涂布法,c),内部静电剂法,2.,疏,导或中和所产生之静电,a),疏导,法,(,典型方法是配戴静电环,),b),中和,法,3.,摒蔽静电场,34,静电防护,常用静电防护材料及使用方法,1.,静电环,由伸缩拉环，内含,1Mega,10%,电阻之导线及接头所构,成,。配带静电环时必须注意到：,(a),静电环必须与手紧密接触，不可松脱或套于衣袖上,(b),与接地之间必须保持,1M,10%,之电阻,(c),接,头,必须固定妥当，,当接头未,接地,妥当时，不得碰触材料,(d),静电环中接一,1,M,之接地电阻，其目的是保护人员工作之安全。,35,静电防护,常用静电防护材料及使用方法,2.,抗静电材料,(,袋、管、管塞、盒等,),在材料上涂布抗静电液，使材料不会产生静电荷，或仅产生微量的静电荷,(,通常在,100V,以下,),。此类材料表面电阻要求在,10,12,/square,以下，静电消散时间,2sec,。使用此材料应：,(a),此材料仅能防止本身产生静电，而却无法防止静电场破坏,(b),表面涂层必须考虑其有效期,(c),一般工业界会将此类产品制成粉红色,36,静电防护,常用静电防护材料及使用方法,