ESD培训之静电产生分析

,*,XOCECO/PRIMA,*,Ruth,*,ESD每年在电子制造业造成的经济损失达数百亿美元。ESD防护是近年来进展起来的学科，世界各国的电子制造业都在加强争论，戴尔、惠普等大公司对厦华的评审中都有ESD防护的要求。,ESD培训是顺当实施静电防护的前提和根底，它对于静电的防护起着相当重要的作用，是静电防护的软件，对人员进展周期性的ESD培训是静电防护的重要组成局部，国内外大多数防静电把握大纲标准都对ESD培训内容有确定的要求。,周期性的ESD培训包括两个方面的内容，即初始的根底培训和为强化大纲要求所需要的连续培训，并且适用于各职能部门和要素。培训要求的调整依靠于所学习的课程，新进展的概念和新的标准，以及新的防护措施和测量仪器设备等。,培训对象：重点在领导治理人员，流水线治理人员和工程技术人员ESD专员等四种人，但内容和要求各不一样，对领导和治理人员除要求懂得静电安全治理要求外，对静电根本学问，防静电工作区的要求，静电敏感标记等也有所了解而对设计师，现场工程师，修理技术员等对静电就要全面的了解。,ESD,培训,前 言,请将手机置于振动或关闭,ESD,培训,ESD(,防静电,),培训教材,ESD,培训,主编：罗小江制作：王 艳,培训内容,三,.,静电防护,一,.,静电产生,四,.,生产使用环境静电系统构成,六,.,进入,EPA,人员的防静电要求,七.生产操作治理要求,八,.,静电防护包装操作要求,九,.,防静电包装件运输，存储要求,十,.,体系文件中防静电的要求,ESD,培训,二,.,静电危害,五,.,防静电工艺和设计文件,ESD,培训,静电产生,静电Electrostatic，是一种常见的物理现象，俗称静态的电，就是相对观看者为静止或缓慢变化的电荷；,静电是一种电能，它留存于物体外表；,静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果；,静电是通过电子或离子的转移而形成的。,1.,概念,静电现象是借助于静电荷的存在和正、负电荷的相互作用所消逝的现象，这种相互作用完全由电荷自身和它们的位置准备的，而不是由于电荷的运动。,一,.,静电产生,2.,静电产生,现代科学争论的结果说明：电效应、压电效应、导体或电介质的静电感应、电磁辐射等都可产生静电。,2.1 通常任何物体所带有的正负电荷是等量的，当与其它物体摩擦、接触、或由于机械作用分别时，因两种物体或同种物体摩擦起电序列不同，正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡，在一种物体上积聚正电荷，另一种物体上积聚负电荷，在各物体上产生静电，并在外部形成静电场。,2.2,静电是通过电子或离子的转移而形成。,2.3 静电电荷的数值主要取决于组成物体材料的尺寸、外形、成分和电性能。一些物体极易失去电子，而另一类物体会获得电子，获得电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。,ESD,培训,静电产生,静电产生,ESD,培训,静电产生,剥离,静电起因,解说,摩擦,接触起电：,在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分别，即可产生静电现象,感应起电：,当帶电物体接近不帶电物体时会在不帶电的导体的两端分別感应出负电和正电。,静电产生,ESD,培训,静电产生,当电荷没有适宜的路径释放，就会积聚在物体外表，产生静电压,静电积聚,绝缘体,（不能接地）,静电在我们生活、工作中并不生疏，时常遇到和接触过，特殊是在秋冬枯燥的季节里，人与人接触时会放电，人与线体接触时会被“麻电”，有触电的感觉。以前大家有穿化纤衣服，脱衣服时听到“啪啪”响，晚上还可看到火花。这些现象都是静电引起。我们知道，产生“啪啪”响声时放电需要大于2KV，“麻电”感觉大于3KV，产生火花大于5KV。,例子,ESD,培训,静电产生,摩擦,带电,物质,Positive(,正,),:,石棉,Acetape,玻璃,头发,尼龙,羊绒,丝绸,纸,(,中性,0)(,中性,0),棉,木材,蜡,Nikel,丙烯,聚脂,PVC,橡胶,:,Negative(,负,),3.,静电特性,静电具有,高电位,，,低电量,(,毫库仑,mc,：,10,-9,c),，,小电流,(uA,：,10,-6,A),和,作用时间短,(us,：,10,-6,S),，静电测量时复现性差，表现为,瞬态的现象,多。,ESD,培训,静电产生,？摩擦起电是否会在一样的材料中发生？,固然会，例如撕开的聚乙烯塑料袋能产生一万伏以上静电电压。,属一次放电现象,4.,静电放电敏感器件,ESD,培训,静电产生,按,SJ/T10630-1995,电子元器件制造防静电技术标准所规定,II级静电敏感度的元器件2023-3999V,I级静电敏感度的元器件1-1999V,III级静电敏感度的元器件4000-15999V,ESD,培训,静电产生,元器件类别,条件及说明,1,微波器件,包括肖特基二极管，点接触二极管，频率大于,1GHX,的二极管,2,分立,MOS,场效应管,包括,VMOS,及,VDMOS,管等,3,表面声波（,SAW,）器件,4,结型场效应晶体管,5,电荷耦合器件,6,精密稳压二极管,7,运算放大器,包括双极性型工艺及,MOS,工艺,8,超高速集成电路,包括,EC,、,LHCMOS,、,FAST,等工艺,9,其他集成电路,包括,CMOS,、,PMOS,、,NMOS,、,TTL,等,10,薄膜电阻器,11,混合电器,使用,I,级静电静电敏感元器件组装的混合电路,12,可控硅,T,A,100,Ia0.175A,I级静电敏感度的元器件1-1999V,ESD,培训,静电产生,II级静电敏感度的元器件2023-3999V,元器件类别,条件及说明,1,分立,MOS,场效应管,包括,VM,、,OS,、,VDMOS,等,2,结型场效应晶体管,3,运算放大器,包括双极工艺和,MOS,工艺,4,超高速集成电路,5,其他集成电路,包括,CMOS,、,PMOS,、,NMOS,、,TTL,等,6,精密电阻网络,包括,ECL,、,HCMOS,、,FAST,等工艺,7,合电路,使用,II,级静电敏感元器件组装的,8,低功率双极工艺晶体,Pr,100mW Ic,100mA,5.,生产环境中的静电源,ESD,培训,静电产生,5.1,静电的主要来源,静电的电荷易留存在绝缘材料上。由于这些绝缘体上载有的静电荷不易分布在物体的全部外表上或传导到另一个接触中的物体上，或从物体外表泄放掉。所以所产生的静电电压电平是特殊高的。要求在EPA静电防护工作区，不允许存放如纸皮、一般塑料袋之类的绝缘物体。,ESD,培,训,静电产生,5.2,电子装配生产中的静电源,5.2.1 工作服，穿用一般工作服与工作台面，工作椅摩擦时在衣服外表可产生静电电压，并使人体带电。,5.2.2,工作鞋，一般鞋子为橡胶或塑料鞋底，其绝缘电阻高达,10,13,以上，行走时与地面摩擦时产生静电荷使人体和所穿服装带静电。,5.2.3,工作台，生产中拿放工具时受到摩擦产生静电。,5.2.4 各种包装容器，生产中使用各种聚乙烯PE，聚丙烯PP，聚苯乙烯PS，聚氨脂CPUR，ABS，聚脂树脂等高分子合成材料制成的包装箱，元件盒都可因摩擦、冲击产生静电。,ESD,培,训,静电产生,5.5.5,地板、水泥板、水磨石、塑料地板等都可摩擦产生静电。,5.5.6,某些工具、仪器设备、电烙铁、贴片机、波峰焊机和某些设备内的高压变压器，交直流电路都可感应出静电电压。,压缩空气冲击绝缘外表时也会产生静电。,ESD,培,训,静电产生,人在下面工作场所活动，典型的静电压产生强度,来 源,湿度,10-20%RH,湿度,65-90%RH,地毯上行走,35000,伏,1500,伏,聚乙烯聚地板上行走,12000,伏,250,伏,工作椅上,穿普通工作服,的人员,6000,伏,100,伏,聚乙烯封套（作业指导书）,7000,伏,600,伏,工作台面上拿起塑料袋,20000,伏,1200,伏,有泡沫垫的工作座椅,18000,伏,1500,伏,ESD,培,训,静电产生,现场测试和有关资料说明，在未实行有效的静电防护措施的状况下：,在整机组装和修理过程，当操作者以手工方式插装印制板组件时，其手上的静电压可达140-160V,进展锡焊作业时，手上静电为160-450V,当操作者从坐椅站起来，皮肤上电压可高达,1000V,员工在工作台操作自然动作摩擦会产生形成,400-600V,电势,假设他们在翻开或包装泡沫衬底纸箱或气泡塑料袋，其身体外表上的静电荷积存可能到达2.6KV。,撕起封箱胶带的动作可产生,20KV,ESD,培训,静电产生,生产工作场所的静电源,类别,静电荷源,工作台表面,油漆或浸漆表面，普通塑料贴面，普通乙烯工树脂表面，,塑料玻璃,表面,地板,塑料及普通地板革，抛光打腊木地板，普通乙烯树脂，,地瓷砖,，,灌封混凝土,地板,工作服、帽、鞋,普通涤纶、合成纤维及尼龙面料，塑料及普通胶底鞋,操作工具及设备,普通塑料盒、架、瓶、盘用品及纸制品，普通泡沫塑料，一般电动工具，,吹风机,，压缩机，喷射设备，蒸发设备,椅子,1,普通油漆木椅,2,乙烯基或玻璃纤维椅,ESD,培训,静电产生,包装和操作,1,普通塑料口袋、罩、封皮，胶带，封箱胶带，皱纹胶纸,2,普通泡沫容器、泡沫材料,3,普通塑料包装容器（,袋、,管、盒、周转箱），托盘、塑料转运盒、元件存储器具，纸质包装,容器,4,拉伸和收缩薄膜包装操作,泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料,组装、清洗、测试和维修区,1,喷雾清洗器,2,普通塑料焊料吸管,3,带有不接地焊头的烙铁,4,溶剂刷子（人造硬毛）,5,用液化或蒸发来清洗或干燥,6,烘箱,7,低温喷雾,8,热喷雾枪或热吹风机,9,喷砂,10,静电复印机,11,阴极射线管（示波器或显示器）,ESD,培训,静电产生,5.3,活动的人体是最主要的静电源,5.3.1 摩擦接触起电：产生静电缘由在于所穿衣服与外界介质之间、各层衣服之间、鞋底与地板之间频繁接触、分别、摩擦，而使衣服及鞋子带电，并依据介质上的电荷流散规律开头由局部渐渐流散至整个外表，到达平衡后形成服装上确定的静电压。又由于人体本身是良导体，服装的带电会通过与人体接角触和静电感应，而使人体皮肤周身带电，形成带静电人体。人体皮肤上的静电是导致静电放电事故最常见的缘由。,带电人体,与其它物体之间存在电位差，到达确定值时，产生静电放电。,ESD,培训,静电产生,5.3.2 人体静电感应起电：由于人体是导体，所以当人接近已带静电的物体或人时，人体两侧会感应出正负电荷。假设接触接地金属，可将其中一种电荷移向大地，而人体便带有另一种电荷。例如，当已带静电的人在未带电的背后走过时，会使后者背上感应出与前者异号电荷。而手上感应出同号的电荷。当被感应的人触及接地导体而放掉其中一种电荷后，人身体上只带有与原带电者异号的电荷。,5.3.3 迁移起电：人体与其他带静电体接触，带电体局部电荷移向人体使人体带电。,5.3.4,吸附起电,：悬浮的带电微粒灰尘或离子灰尘等吸附着在人体上，使人体带电。,ESD,培,训,静电产生,5.4,人体产生静电规律,5.4.1,活动的速度快，则起电速率越大，饱和带电量越大，所带静电电位越高。,5.4.2 人的服装外表电阻率越大，人的饱和带电量越大。因电阻率越大，静电不易流散和泄放的缘由。,5.4.3,人体对地绝缘电阻越大，则人的饱和带电量越大，带电电位越高。,5.5.5 环境空气的相对湿度越小；越枯燥，人体饱和带电量越大。因湿度大，服装表层形成薄薄的水膜层，使其电阻率降低，从而增加静电沿服装泄漏。,ESD,培,训,静电产生,5.5,靜,电损伤,彩电越来越多使用微电耗、低电压、高电磁灵敏度的电路和器件，如使用CPU、EPROM、CMOS等，而这些器件门限电压均较低，假设受到250V、100V或更低的ESD电势即可能受到损伤或损坏。,0.1um,电介质层的击穿电压约为,100V,。,ESD,培,训,静电产生,靜,电损伤,的典型,电压阀值,器件,类,型,靜,电,破,坏电压,(,V),器件,类,型,靜,电,破,坏电压,(,V),VMoS,30,1800,OP-AMP,190,2500,M0