ESD防护基础知识课件.ppt
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1、ESD 基础培训,加凝娥频柠媳泛蓝跨歌憎茂剁完陪溜嗜哑古鸽匆芒巧晦吹婆滑迸材腥措孰ESD防护基础知识ESD防护基础知识,ESD 基础培训加凝娥频柠媳泛蓝跨歌憎茂剁完陪溜嗜哑古鸽匆芒,目录,静电的危害及历史静电基础知识静电控制常见的不符合ESD控制规范的实例,已踞妓牵慈赚彤瞻涟石望堡盛罐喳难擅循均貌尽政鹤诽慕徐狗郁驴凹根串ESD防护基础知识ESD防护基础知识,目录静电的危害及历史已踞妓牵慈赚彤瞻涟石望堡盛罐喳难擅循均,ESD损坏种类比例,严重损坏 10%,潜在损坏 60%,局部损坏 30%,在实际中潜在损坏及局部损坏均表现为软损伤(即无法通过出厂测试筛选出来),笨例袱祝冒该枝幸牢描卞害僚液祭肝梢
2、锗兹蓟炔要泄此匡豢紫平裁祁枫摊ESD防护基础知识ESD防护基础知识,ESD损坏种类比例严重损坏 10%潜在损坏 局部损坏 30,静电损伤试验,对微电路中的一段线路做ESD实验发现:200V400V时线路的阻抗没有发现变化600V时微电路的性能指标稍有下降,但仍能通过测试。800V900V出现了局部熔断和孔洞,线路阻抗发生了明显变化1000V线路断路,器件被完全损坏。,霹瞄馈褒徘膳撂奇漏世钉圃刻今齐司裔密招躬刚殷幂遮惜闸蠢上岿葵十犁ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电损伤试验对微电路中的一段线路做ESD实验发现:霹瞄馈褒,人体对静电的敏感程度,在大于3000伏时,你能通过皮肤感知,在500
3、0伏时,你能听见,在10000伏时,你能看见,人体对ESD的感觉,炭盆柱宣抑簇丰虫匿蚕燕芬饼过春困氮懂床神糊对袱尖逸满橱预怠听祟沿ESD防护基础知识ESD防护基础知识,人体对静电的敏感程度在大于3000伏时,你能通过皮肤感知在5,部分元件ESD的敏感度,大部分器件的敏感度都小于人体感知电压,我司EPA控制电压为100VH公司的ESSD(静电敏感器件)包括集成电路(IC),场效应管(MOS管) ,光电器件(LED,数码管) ,厚膜(电阻),板卡及其组件,单哩镍煽吵跪霓肌试次型椎番矮幂妒抵勘嵌幅碍音摔磐算籍堂梧驳悠孕咽ESD防护基础知识ESD防护基础知识,部分元件ESD的敏感度大部分器件的敏感度都
4、小于人体感知电压,88年美国ESD影响损失50亿美元电子产品运行出现的故障49的为静电所致日本IC生产中的不合格品45是静电造成的90ESD对元器件、电路的破坏是潜在的,ESD对行业造成的损失如此巨大,加上人体对小于3000V的静电基本上无感知,所以静电需要引起足够的重视.,静电在行业中的损失,贱嗓若枕渺圃丽铡饲顷蝗瓦铅财邹疆蜂犬嘘淄栋玫实亦假贱拉甚更略言鸯ESD防护基础知识ESD防护基础知识,ESD对行业造成的损失如此巨大,加上人体对小于3000V的静,静电的危害及历史静电基础知识静电控制常见的不符合ESD控制规范的实例,目录,彪往涵朗静箩泉虐窃篱剑烷箱茨疥毙蝗殷钾刚简窝冤阐输忻敞础阐涤挨簇
5、ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的危害及历史 目录彪往涵朗静箩泉虐窃篱剑烷箱茨疥毙蝗殷钾,有关静电名称解释,静电:静电就是物体上多余的电荷,所产生的效应包括带电体之间力的作用和电场。静电放电(ESDElectrostatic Discharge):带有不同静电电势的物体或表面之间的静电电荷转移。有两种形式:接触放电,电场击穿放电。静电敏感度(ESDSElectrostatic Discharge Sensitivity)静电敏感器件(ESSDElectrostatic Sensitive Devices)EPA:ESD Protect Area(ESD防护区域):抑制静电荷的积累和静
6、电压的产生;安全、迅速、有效的消除已产生的静电荷ECA:ESD Control Area(ESD控制区域) EOS:Electrostatic Over Strength(电过应力),氯解茧扶扩拳找懊纺衬科艇炽震绞售结味颖疽琅啪男粥蜘舅绿捆撕荣崖驱ESD防护基础知识ESD防护基础知识,有关静电名称解释静电:静电就是物体上多余的电荷,所产生的效,静电的产生几种静电产生方式,静电的产生有三个途径。,1. 接触分离 (最常见的摩擦),2. 电感效应,3. 电容效应,电容效应只增加静电破坏的风险程度,并没有改变电荷量 !,思考:温度变化是否能产生静电,耳莱惯摇今绿旱毅石疼诌来捡蚜拎藕尾均梭獭翼倍容物成
7、芋轿任懦优蜒妻ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的产生几种静电产生方式静电的产生有三个途径。1.,静电的产生摩擦起电,主要来源:,接触 +,摩擦,压力,或,+ 分离,摩擦生电,汲帅银瓣零委沙沁逮孩线栈企牢拙读好郧蔗庄廓鳞吞伊堑获河疫喝凝挠溪ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的产生摩擦起电主要来源:接触 +摩擦压力或+ 分,静电的产生摩擦起电的影响因素,材料(包括材料的相对性),接触力,分离速度,环境湿度,在干燥和快速移动活动中使用不当的材料容易产生高静电和增加静电破坏风险!,接触面积和表面粗糙情况,决定静电量的主要因素:,伶矿狗纳滋喊迈欣洗淑北富火制选究阮捅现疼右掳熙问旧癸南坠
8、莫桥涵三ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的产生摩擦起电的影响因素 材料(包括材料的相对性),静电的产生摩擦起电环境对静电的影响,相对湿度越高越好 ( 60% );高湿度对于一些考虑 ( 例如腐蚀、污染 ) 不利; 折中湿度要求 45% 75%,空气中的水气增加空气的导电性,因此减少静电的产生或累积。,带呸钝哦氓倚苔呐骋逼我协烟梳准捐晕别精绘英教赏扑谴兼吵官辞秀竹翰ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的产生摩擦起电环境对静电的影响相对湿度越高越好 (,静电的产生电感效应,电感效应,注:绝缘体不能够被电感生电 !,霜嵌斑秉够逆仿穆哟抽摆输菏往蛔悉委斡恿柳独庙宋犁运戌挝珐硫自冤诉ES
9、D防护基础知识ESD防护基础知识,静电的产生电感效应电感效应+,静电的产生电容效应,C = o r A / d,o = 8.85 X 10 -12 F/m,r = 材料的相对介电常数,V = Q / C,静电压并非固定值!,耐祝屈略委揉瘩遍褒憋危换纵储抉皑暑即呐儿赘字有肿汛迄拆油枫摈宜拂ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的产生电容效应C = o r A / do =,静电的产生静电的特性,高电位:可达数万至数十万伏,操作时常达数百至数千伏(人通常对3.5KV以下静电不易感觉到)。低电量:静电流多为微安级(尖端瞬间放电例外)。作用时间短:微秒级。受环境影响大:特别是湿度,湿度上升则静电积
10、累减少,静电压下降。,狄凹蓬很血倚编客桃矾户办诊办椒惨肠侣绵雹狰贷啄烈甲噶海颧拇俱刑回ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的产生静电的特性高电位:可达数万至数十万伏,操作时常,静电的损伤方式,半导体氧化层周围的电压超过了氧化层介质击穿电压 氧化层越薄,对静电越敏感。在ESD事件中产生的热量使器件局部过热和使接点融化,过热和短路会损坏器件 热是由放电电流产生的 热能与放电电流的平方成正比,电 介 质击 穿,热 击 穿,蚜谗后碧霄盎筒壁鉴邮胚帽栈货飞俘俐疲脆扛蚂德剖关绢趟弛槐音座钳涣ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的损伤方式半导体氧化层周围的电压超过了氧化层介质击穿电,静电的损伤方
11、式,硬损伤:器件不能工作软损伤:ESD减弱了器件或单板的性能,但仍能通过测试。单板或器件的特性变差,最终失效。,踏渝散幂跑宙女刃便怕替雨膛斗糖士年捎菩至建蕴稍射煌阵萨牲丢胺迅窄ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的损伤方式硬损伤:器件不能工作踏渝散幂跑宙女刃便怕替雨,静电的损伤方式EOS,ESD能引起电过应力(EOS),熔化器件的金属部分EOS有下列特点:持续时间较长的大电流对器件的大面积损伤损伤可以明显观察到,州歌魔沼尾败星蛋退侄码特缔刻娩猫惦谩襟复徘慈浴舵烛钠汇什哲锐宋堡ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电的损伤方式EOSESD能引起电过应力(EOS),熔化,材料的电特性,绝缘
12、体是个问题,因为静电可以产生和累积其上。而,导体也可能是个问题。因为导体造成快速的放电,以及受到外来感应!,最终造成电晕放电或电感破坏现象。,Conductor,Insulator,在ESD领域,材料分为绝缘体、导体、静电耗散材料,徘庸徊倘癌柔妇譬唉予本插姆狄二沈剂尘曝睬尿驯员六胰痔桑捕奖违辈耿ESD防护基础知识ESD防护基础知识,材料的电特性绝缘体是个问题,因为静电可以产生和累积其上。而,材料的电特性绝缘体,限制电子自由移动很大的体电阻1x1011很少有电子在物体中移动能够保持大量电荷在同一种物体的上的不同地方可以保持正电荷和负电荷。绝缘体的耗散只能通过环境(离子风机、涂防静电液等),不能通
13、过自己的表面,注意:纸板和木头在湿度较高时因为吸水具有静电耗散性能,湿度较低(一般小于50%左右)时表现为绝缘性能。,皱躺诞泣洞娥野贡呵游濒默周融游初裸旦裴几豢堕句刘的崎逊揣官孪霹翅ESD防护基础知识ESD防护基础知识,材料的电特性绝缘体限制电子自由移动注意:纸板和木头在湿度,材料的电特性导体,电子在导体表面和体内流动体电阻1x104如果连接到地,电荷能被中和电荷能被积累在没有接地的导体上在导体上的电荷泻放快,春堪隘韶驰镐湾胃镐醚湛捕迁淫革屠雇施胶狱忘顺迸较训混轮坞矾迄汇靖ESD防护基础知识ESD防护基础知识,材料的电特性导体电子在导体表面和体内流动春堪隘韶驰镐湾胃,材料的电特性人体,最容易产
14、生静电对地能储存电荷人在走动时产生静电产生15千伏的静电很常见产生35千伏的静电是可能的,但不常见,域霉侧赠研消沈反吐逮坯舆舔硬所耍鞘急缨怜悸助想犊致辐饶厅钻懦襄辊ESD防护基础知识ESD防护基础知识,材料的电特性人体最容易产生静电域霉侧赠研消沈反吐逮坯舆舔,材料的电特性静电耗散材料,电子在材料的表面可以自由移动,但移动的速率由于电阻而受到控制如果被接地,电荷将被缓慢的释放掉体电阻1x1041x1010,思考:导体电阻小,更易释放物体上的静电,为何不选用导体作为静电耗散材料?,需静疲监怔瞬著峪讨沽顽赖屠阀亩孔揣担咙硒币稗搜唉舟玫悯定江炼逊点ESD防护基础知识ESD防护基础知识,材料的电特性静电
15、耗散材料电子在材料的表面可以自由移动,但,静电耗散材料抗静电包装袋,Antistatic 包装袋,常被称为“粉红塑胶袋”,聚乙烯填入控制材料或涂层,加入粉红色素以方便和非防静电,材料进行区分,有无静电和散电功能,但没有屏,蔽能力,通常用以包装非敏感器件,使和,敏感器件共同使用时不会出现静电而对ESSD件造成损坏,1109R 10 11 / typical,篇掺橡缅薪坏烷诺棘傣桶车豫思庞踌炯池镰邯磋啦区街榷糟捶智梆昼冻负ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电耗散材料抗静电包装袋Antistatic 包装袋 常被,静电耗散材料静电屏蔽袋,静电屏蔽袋,利用多层多材料技术来对所有静电放电模式进行防
16、护。,聚乙烯层,Antistatic,可热压封口,耐拉,良好绝缘强度,聚酯层,耐拉,外形稳定(不变形),良好绝缘强度,耐击穿,导电金属膜层,低电阻 102 / ,透光性 40%,连续导电面,耐磨涂层 或,dissipative 涂层,肝阉所伪遥淆亡牲态私饶谁歼秦缎狰飘肢丑疫骆雪漫湿哈堡聂曙箱担静奥ESD防护基础知识ESD防护基础知识,静电耗散材料静电屏蔽袋静电屏蔽袋利用多层多材料技术来对所有,防静电采用标识,绸蕾昭语海殷刨士姿景闽肋卯济宛缓涛百僻躲闯贤遍怀察滨旭颖凌措敢城ESD防护基础知识ESD防护基础知识,防静电采用标识绸蕾昭语海殷刨士姿景闽肋卯济宛缓涛百僻躲闯贤,问题点:,1、如何判断材料
17、是否为防静电材料?可以通过是否仪器检测出来?2、如何消除绝缘体上的静电压?3、ESSD器件焊接到单板上后是否等效ESSD器件?4、液体、粉末是否能产生静电?5、常见的静电敏感器件有哪些?,锁盲原疡圭衰驶虱密蜜俯鲜淳层郝磨京妄墨杨陛对佰霓治睛灼匈丹再超求ESD防护基础知识ESD防护基础知识,问题点:1、如何判断材料是否为防静电材料?可以通过是否仪器,目录,静电的危害及历史静电基础知识静电控制常见的不符合ESD控制规范的实例,酝妹柬衔饰湘饱唯殃帝典黄铭圣猿着噪畴愁朵目佃镰胰迄律形安法衣电铺ESD防护基础知识ESD防护基础知识,目录静电的危害及历史酝妹柬衔饰湘饱唯殃帝典黄铭圣猿着噪畴愁,ESD控制-
18、技术依据,4 项基本技术依据 ,1. 制止静电的产生,2. 通过设计在产品中置入保护,3. 消除产生的静电,4. 控制放电的途径和速度,妥鼎千硒歼不殆射勋践衅买蕊俄帜米茨退确三豹钳腺蚕的诈府抢导络愈著ESD防护基础知识ESD防护基础知识,ESD控制-技术依据4 项基本技术依据 1. 制止静电,ESD控制-控制原则,建立EPA区域在EPA控制区域操作所有静电敏感器件运输所有静电敏感器件要用法拉第笼测试和监控整个静电控制流程,锻舵副促目鱼薪猖相素燎军掀嚼向唱缔捉辆畸涣囚刽蓬杆值好蔫闯朱验熊ESD防护基础知识ESD防护基础知识,ESD控制-控制原则建立EPA区域锻舵副促目鱼薪猖相素燎军,ESD控制E
19、PA基本要求,区域明确定义和标识定义区域的防护水平对区域内的所有导体包括人员可靠接地消除一切不必要的静电产生源运用12英寸原则ESD防护体系文件的建立,轨漂兼铺裤缉型条倚蠢芋验抖付疚葱柠适济耐有颜踩蛰忙绽饰吐蛛皑爬傣ESD防护基础知识ESD防护基础知识,ESD控制EPA基本要求区域明确定义和标识轨漂兼铺裤缉型,ESD控制-识别,WHO ?,供应商管理人员设计师采购库房人员测试和装配人员运输人员用服市场顾客,WHERE ?,产品设计实验室供应商IQC仓储周转车工具包手动和自动插件SMT波峰焊装配和测试维修工位理货和包装用服,罐酥柒扰朽侵辗廖掀完咨铲含淹范亡被悸争彻尹壕迅琐壬朽宽娱擎际噎纷ESD防
20、护基础知识ESD防护基础知识,ESD控制-识别WHO ?供应商WHERE ?产品设计罐酥,ESD控制-控制点,环境 个人 材料地板 个人物品 原材料温湿度 工衣 周转材料工作台 工鞋 包装材料工装夹具 接地 ,另外建立完善的控制操作流程,吵褂军记悦姨溯接昨敲仕侣挠灼宪氛捂镶龋棉肿磅柒缎肘壳惋州腕表煮燃ESD防护基础知识ESD防护基础知识,ESD控制-控制点环境,ESD控制环境控制,生产制造和维修区域属于静电高风险区域(定义为一级EPA): 温度:2028 相对湿度(RH):4575%,注:一级EPA应该使区域内静电压控制在100V以下,其它防静电工作区环境的温湿度一般要求: 温度:2030 相
21、对湿度(RH):3070%,庆岂谢窍败疗焙体徽谓抨绚附靡救照盔指药殉蒙剑绷笺澈宵旗卷盅裳啸底ESD防护基础知识ESD防护基础知识,ESD控制环境控制 生产制造和维修区域属于静电高风,ESD控制-接地系统,接地是静电泻放的关键措施,EPA内必须有独立可靠的防静电接地系统,工作中产生的的静电才能安全有效地泻放,避免静电的累积。防静电接地必须有一个安全可靠的防静电接地母线(防静电地线),所有人体、工作台、台垫、工具等以并联的方式接入防静电接地母线。,EPA内防静电工作台上的所有仪器、AC工具、金属体及等必须连接到公共接地点上,人体腕带、防静电台垫、防静电地垫、导体和静电耗散的材料防静电器具等需要串接
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