ESD静电防护基础技术ppt课件.ppt

ESD静电防护基础技术,目录：1、什么是静电2、静电是怎样产生的3、静电放电有那些危害4、静电防护5、防止静电放电产生的措施6、日常静电防护管理要求7、公司推行的 防静电措施,1. 什么是静电,1.1静电（含义）:在物体表面产生过剩或不足的静止电荷， 它是一种能量，存在于物体表面.,1. 什么是静电,1.2 ESD是英文“ELECTROSTATIC DISCHARGE”的缩写，意思指 静电放电。 静电放电：Electrostatic Discharge(ESD)具有不同静电电位的 物体由于直接接触或静电感应引起的物体间的静电电、 荷转移。 EPA=静电保护区域,1. 什么是静电,1.3 静电现象: A.严寒的冬天,当你脱下暖和的毛衣,你会听到嗶嗶啪啪聲. B.干燥的冷天,当伸手去开车门或窗户,会感到触电的感觉. C.当伸手去抚摸家里的猫时,你会发现猫竞然会生气发脾气. D.用笔在头皮上轻轻的摩擦,可以吸附一些细小的灰尘. E.用梳子梳头时,你会发现头发会随着梳子走动!,接触 电荷转移 偶电层的形成 电荷分离,2.1 静电的产生： 是正、负电荷在局部范围内失去平衡的结果，它是一种电能，留 在物体表面。 过程为：,2、静电的产生方式,1）直接接触（步行）,2）摩擦,3）电压差,2、静电的产生方式,2.2 静电的产生方式：,4）电解,5）温差,6）静电感应,2、静电的产生方式,静电此时产生,摩擦两个物体,POINT!在重复摩擦和剥离的制造现场工程中产生较多的静电。,2、静电的产生方式,静电此时产生,剥离接触的物体,POINT!在重复摩擦和剥离的制造现场工程中产生较多的静电。,主要是由人的行动（摩擦、行动、运动），包括人体与衣服、鞋袜等其它物体摩擦、接触、分离、静电感应或直接接触静电体而产生（要想使人体静电电位值降低，主要是通过降低人体对地电阻来实现的）。在一般的工业中，设备或物体上的静电位最高可达数万付以及数十万伏。,2、静电的产生方式,2.3 人体静电的产生：,2.4 人体带电方式：1）摩擦起电: 1. 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, 使人体各部分带电. 人体可以看作一个导体. 2. 脱衣帽手套等使物体与人体间或物体与物体间剥离起电,通过传导和感应使人体带电,2、静电的产生方式,2.4 人体带电方式：2）感应起电 当不带电的人体进入带电体的电场,静电感应而起电.3）传导起电 人体直接接触带电体,或与带电体发生静电放电 人在由静电的微尘粉体和雾状液粒空间活动,使带电微粒附着在人体及衣服上产生静电.,2、静电的产生方式,人体的典型静电电压,3. 静电的危害,3.1 静电吸附,由于静电的力学效应，车间的浮游尘埃会被吸附到芯片上，灰尘也可能附着、积存与芯片以外的物体上。即使极少量的、线度很小的灰尘粒子附着在芯片上也会严重影响半导体成品的制成率。,3. 静电的危害,3.2 静电对电子元器件的危害,静电对元器件的损害会导致其硬击穿，也可能会导致软击穿。硬击穿是一次性造成芯片介质击穿、烧毁等永久性的失效；软击穿是指ESD造成元器件的性能劣化或参数指标下降，因此软击穿比硬击穿隐患性大。,3. 静电的危害,3.3 静电对人体的伤害,3.4 静电的特点,A.靜电具有高电压,低电流,小电量和作用时间短的特点. B.静电受环境条件,特別是温度和湿度的影响特別大,静 电测量时线性差,瞬间现象多.,静电破坏：,ESD - Electro Static Discharge 静电放电（ 静电瞬间泄放）,4.1、静电的控制原理,将各种操作运行过程中产生的静电荷迅速泄露和耗散，静电泄露是通过替换电子生产过程中接触到的各类绝缘物而改用静电材料并使之接地来完成。,4、 静电防护,ESD - Electro Static Discharge 静电放电（ 静电瞬间泄放）,4.1、静电的控制原理,从防静电控制原理方面，我们可以将防静电材料分为三类：导静电类、静电耗散类和电磁屏蔽耗散复合类。静电耗散材料受到摩擦时，在其表面产生的电荷可以较快地扩散和泄露；导静电材料置于静电场所中，其表面累积的静电荷，必须将其接地才能将表面的静电荷泄露。这就是为什么要接地的原因。当接地时，织物上的静电除因导电纤维的电晕放电被中和，还可经由导电纤维向大地泄露，不接地时，则借助于导电纤维的微弱电晕放电。,4、 静电防护,ESD - Electro Static Discharge 静电放电（ 静电瞬间泄放）,4.2、静电防护的基本原则,1）避免静电的产生；2）疏导或中和所产生的静电；3）屏蔽静电场。,4、 静电防护,1）避免静电的产生,A、 潮湿法：水气本身会有导电现象，故可降低绝缘体表面的电 阻，达到静电防护的目的。,吹出口,湿度发生器,组装型空调追加湿度排出口设置,4、 静电防护,B 、抗静电涂布法：有静电溶液可喷于绝缘体表面降低其表面电 阻，达到静电防护的目的。但此中涂层，日久会脱落而渐渐 失去其效果，故必须考虑其有效期。,4、 静电防护,1）避免静电的产生,C 、内部静电剂法：就是在材料中加入具有导电性和吸湿性的物质，使其外 层具有轻微导电性。此方法不用考虑有效期，但成本高。本方法是静电 防护最好的办法，但在设计半导体的抗静电电路时，必须考虑到电路产 生热影响、反应时间、最大电压、能量传导、寄生电容等因子，故并 非随心所欲可以办到的。因此，还必须靠一些治标的方法。,导电盒,周转箱,4、 静电防护,1）避免静电的产生,2）疏导或中和静电法,a 、疏导法： 典型的疏导法就是佩带静电手环，是将人体产生的静电电荷由导线 进行传导出去。 通常静电环中会接一个1M左右的电阻来保护人员工作之安全,疏导法,静电手环,导电垫接地,4、 静电防护,b、中和法： 利用静电消除器来释放出正、负离子以中和消除静电效应。,中和法,离子风棒,中和法,离子风扇,高带电包材要除电,2）疏导或中和静电法,4、 静电防护,3）屏蔽静电场,此种方法是利用Farady Cage之原理使静电场被屏蔽在容器之外。防静电工作服是尽量减少静电场效应或者避免衣服带电（防静电服在穿戴过程中，静止头发外露、内穿衣服外漏等）。,地 面,导电轮,头发严禁外露,屏蔽法,导电地板,静电手环佩带严格遵守,作业者的脚必须着地,4、 静电防护,（图一）,4.3、静电标识：a、静电放电保护标识（图一）： 表示在组装成品或设备要提供静电放电保护措施 （用于工具或材料上具有控制ESD之功效。）,（图一）,（图二）,4.3、静电标识：b、静电放电敏感标识（图二）： 表示静电敏感区域或未进行静电对策不可以接触 （适用于告知电子零组件对ESD极为敏感，易遭ESD破坏）,（图三）,4.3、静电标识：c、敏感电子器件（图三）： 表示有此标识的器件在运输、储存过程中不能接近强电、 磁场、 磁场有辐射的场所。,控制静电的生成环境,防止人体带电,工艺控制措施,5、防止产生静电的措施,防静电材料的选用,1） 湿度控制。 在不导致器材或产品腐蚀生锈或其他危害限定条件下，尽量 加大湿度2 ）温度控制。 在可能条件下尽量降低温度，包括环境温度和物体接触温度3）地板、桌椅面料和工作台等应由防静电材料制成，并正确接 地4 ）静电敏感产品的运送传递和存储及包装与拆包装应采取静电 防护措施,控制静电的生成环境,控制静电的生成环境,A、 防静电工作区域的环境温湿度控制要求： 特级/一级EPA区域温度和湿度控制要求： 温度：1030 相对湿度(RH)：4575% 二级EPA区域温度和湿度控制要求： 温度：1030 相对湿度(RH)：3075%,控制静电的生成环境,B、 防静电工作区的建立： 选用静电导体材料构成的地面，如果是普通地面可在其上铺设防静电地垫，并实施有效的接地；并划分EPA静电防护区域。, 对设备，静电垫必须进行可靠接地，半成品包装采用防静电屏蔽，如使用防静电EPE袋、使用内层为铝箔的包装袋，以防止接近有电物体时产品感应上静电；,防止人体带电,1、人体实施的防静电方法：1）、佩戴防静电腕带 2）、穿戴防静电服装、衣、帽3）、佩戴防静电手套、指套4）、进行离子化,防止人体带电,2、消除人体静电,消除人体静电积累的有效方法是将人体接地，即减少人体的对地电阻， 使人体电位不超过规定 的安全值，减少人体对地电阻的基本方法是穿防静电鞋和铺设防静电垫。1）工作桌面，地面铺设防静电垫；2）穿防静电衣、防静电鞋、戴测试OK的静电环，使用良好防静电垫，静电环到地之间串一个1M 限 流电阻（作业过程中双脚必须着地）；3） 2KV作为人体静电电击的门限电压，限流电阻的选择应保证通过人体的电流小于 5 MA，则限流电阻的限值取 1M ，这样可以避免静电电击和人体触及动力电源电击。,防静电材料选用,使用静电导体材料和低电阻耗散材料,A、使用表面电阻率106109ohm/m2之间的材料，这种材料对产生的静电易安全释放，如绿色防静电台垫。,防静电材料选用,使用静电导体材料和低电阻耗散材料,B、对表面电阻率高的材料，现在工业中将其在制造过程中加入像碳这样的导电颗粒，以减少其表面电阻率到103105ohm/m2，如我们使用的黑色防静电元件盒、托盘、周转箱、黑色静色垫等，这种材料在生产中即会产生静电，也可以将其接触的物品上的静电安全释放。,防静电材料选用,使用静电导体材料和低电阻耗散材料,C、我们使用的绿色静电垫和防静电流水线皮带，就由两层构成，绿色层为绝缘层，背面黑色或中间夹层为导体层，经过科学试验，在这种合格材料上工作，产生静电量最小；,防静电材料选用,以物质的抗导电性来区分材质：, 导电性 (Conductive)材质： 表面电阻系数在 105 /square 以下； 静电衰减性(Static Dissipative)材质： 表面电阻系数介于106 109 /square ； 抗静电性(Anti-Static)材质： 表面电阻系数介于109 1012 /square ； 绝缘体 (Insulator)材质： 表面电阻系数介于 1012 /square以上。,1、制定并实施防静电操作程序2、使用防静电周转运输盘、盒、箱及其他容器、小推车3、使用防静电工具（烙铁、吸银器等）4、采用防静电包装,工艺控制措施,工艺控制措施,工艺规程,静电防护的基本原则： SSD意思指静电敏感器件， 是英文 “STATICSENSITITY DEVICE” 的缩写。,SSD,工艺控制措施,工艺规程,a、所有SSD及其部件的操作都必须在静电安全工作台上进行；b、在进行操作前检查是否做好静电防护措施；c、贮存、运输SSD及其部件时，应妥善进行防静电包装。,SSD,a、在防静电区域的明显位置应安置防静电警示标志，如：,图一,图二,图三,工艺规程,b、为提高人员的防静电意识，防止因标识不清发生不符合静电安全的操作与静电危害，要求防静电区域（EPA或ECA）、防静电设施、器材等防静电物品，以及静电敏感器件及组件等有关包装上应标注有醒目的ESD标识，以便提醒员工采取合适的ESD防护措施，减少静电风险，提高产品质量。,工艺规程,c、在厂房内应配备温度计和湿度计，并每天上下午各作一次记录。电气保护接地电阻要求不大于4欧姆。防静电接地母线与大地之间电阻要求不大于4欧姆（防静电接地不得接在电源零线上，也不得与防雷地线共用,工艺规程,d、设施的接地线宜采用黄绿色或黄色线，连接点应该采用螺钉、焊接、双线交绕的紧固连接方式，保证连接点连接可靠、接触电阻小，禁止使用鳄鱼夹、挂接等不可靠的连接方式。,工艺规程,1）所有进入EPA区域的人员都要穿防静电衣、帽、防静电工鞋，防 静电工衣、帽、 工鞋或防静电鞋套应按规定穿着整齐。严禁防 静电工衣不扣纽扣或拉链拉不到位等行为；戴工帽时，要求将头 发全部裹入帽子内。 2）进入防静电区域的所有人员每天上岗前应使用腕带测试仪对所 配发的防静电腕带进行测试，并做好测试记录。,6、日常静电防护管理要求,3）进入防静电区域的所有人员每天上岗前应使用人体综合电阻测试 仪对自身人体综合电阻进行测试，并做好测试记录。 4）接触ESSD及组件之前应戴好防静电腕带，防静电腕带接入防静 电地线系统，要保证腕带与皮肤接触良好，在戴腕带处皮肤上不 得涂护肤油、防冻油等绝缘物质；不能只戴指套操作静电敏感器 件、或者用手套/工衣包裹单板后裸手拿单板。,6、日常静电防护管理要求,5）操作时不得裸露叠放单板，不能将非防静电的胶带粘帖在防静电 工具或设备上。6）工作时注意检查环境，保证严重的静电源 （例如：非防静电拉伸膜/塑料袋，非防静电海绵/泡沫等） 远离静电工作区域1m以上； 工作区域内不可避免的静电源 （如：显示器、非防静电物料包材等）远离静电敏感器件、单板、 组件等至少30CM以上。,日常静电防护管理要求,7）更换工作服应在指定地点进行，不允许在生产现场穿、脱工作服。8）工作服外部严禁携带除工卡和笔之外的金属物件，防静电鞋内不 得垫鞋垫或粘胶带。,日常静电防护管理要求,9）所有操作ESD敏感部品或单板的人员或有可能接触ESD敏感部品 或单板的人员都应该进行ESD培训。 同时为确认防静电培训的效果，参加ESD培训的员工需要通过防 静电指示的考核（认证）。10）所有连接电源主线的设备、仪器、工具等，都必须可靠地和电源 系统安全地线相连接。单相电源插头插座必须使用具有接地芯的 三芯插头插座，且仪器工具、设备的外壳都要加强接地线，采用 紧固连接。,日常静电防护管理要求,7、公司推行实施的防静电措施及相关要求,1、公司防静电用品 2、静电衣、帽的穿戴标准 3、公司推行的静电措施,7、公司推行实施的防静电措施及相关要求,静电衣、静电鞋、静电帽、静电手环、静电凳、防静电手指套、静电手套、离子风扇、静电皮、导电盒、周转箱等等！,1、我公司的主要防静电用品,静电手环,导电盒,静电衣,静电鞋,离子风扇,静电凳,编号,静电帽,离子风扇定位、定量,静电皮,静电手套、手指套,静电衣拉链没有拉标准,衣服从静电衣里露出来,衣领不可外漏,NG,NG,NG,2、静电衣、帽的穿戴相关标准,穿静电衣时需将人体各部位完全屏蔽,纽扣全部扣上方为OK,戴静电帽时需将头发全部放进帽子内屏蔽方为OK,静电衣拉链必须拉到离衣口10cm以内屏蔽方为OK,10cm,衣袖挽起过高,NG,NG,NG,头发外漏,衣服从静电衣里露出来,相关不合格图片,公司推行的静电措施,7、6F生产入口风淋设备清洁静电衣表面所携带的灰尘,8、物料车导电轮的使用,9、除电器的使用（离子风扇）,12、静电皮的铺设使用并定期点检（测试标签不可损坏）,11、导电地板的使用，并定期进行点检,10、空调实施调节生产区域内温湿度调节，环境影响降低,静电手环测试：,将静电手环戴在任一手腕上，紧贴皮肤，将静电手环插头插进点检仪器插孔内（或用测试仪器鳄鱼夹夹住手环插头），用手按按钮， 绿色灯亮并有鸣声则表示静电环良好OK，红色灯亮则表示NG，,测试方法：,静电手环测试：,常见异常有以下可能：a、电池电量过低b、连接线断裂 c、静电手环腕带太松稍稍拉紧。 经测试的静电手环须在静电手环测试表上按姓名记录，OK的打 勾，NG的打叉并交管理人员换性能良好的静电手环。,测试方法：,人体综合电阻测试：,测试方法：,人体综合电阻测试：,1）点检人员将两脚分别放在仪器的两块金属电极板上，用 手按下金属按钮，此时二极管发光。根据发光管（仪器 面板只是说明）所标识的电阻值来判断人体综合电阻是 否符合静电要求。2）当人体电阻在103104 时，与其对应的二极管发红光， 此时表示人体电阻过小，且所穿静电鞋不符合静电安全 要求。此时会有报警,测试方法：,3）当人体电阻在105 108 时，与其对应的二极管发绿光 表示人体所穿静电鞋等符合静电安全要求。4）当人体电阻109 时，与其对应的二极管发红光，表示 人体所穿静电鞋等不符合静电安全要求。注：每天上班前点检，测试不通过人员进行记录，并听负责 人协调处理重测OK后方可进入生产区域。 测试时轻巧快速，不能用力过大以免损坏仪器。,人体综合电阻测试：,测试方法：,防静电目的：,保护人体、设备及制品、部品安全,避免因静电放电造成产品批量不良或品质隐患；提升产品品质，降低资源浪费。,谢 谢！,