IDL静电防护培训教材..ppt

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1、Prepared by:QSD/Jim wei Date:2011/06,静电防护,2,讲师介绍,姓名:魏新波(Jim)部门:品质系统部 职务:ESD 协调员 经历:USI资历 3年 联系方式:分机:82416 邮件:jim_,3,课程目的,为减少ESD 对USI 电子零件与USI 的制造环境的破坏进而增强USI 产品的可靠性,使相关人员了解ESD的相关标准与管控流程.,4,课程大纲,1.法规准则2.标准量测方法3.接地及连接系统4.人员接地5.保护区域6.静电敏感元件包装材7.标示8.设备验收参考方法9.问题讨论,1.法规准则,目前在电子行业用运最广泛的标准有两个:1.美国防静电协会(ESD

2、A):ANSI-ESD S20.202.国际电工委员会(IEC):IEC61340-5-1 在ESDA标准目录中非常详细的对ESD 材料的技术要求,静电敏感度及静电控制材料和产品的测试和评价方法.USI 在静电防护方面是采用:美国防静电协会 ANSI-ESD S20.20 的标准,进行编写了厂内的ESD防护作业办法,分别是:AG-0801-M015(ESD防护作业程序)AT-0801-M004(规格范围)CT-0601-M001(ESD稽核作业指导书)CT-0601-M023(高静电敏感等级元气特殊控管方案),1.法规准则,静电敏感度等级的区分:ANSI/ESD STM5.1-2007Huma

3、n Body Model(HBM)Component Level,1.法规准则,ESD DS5.2-2009Machine Model(MM)Component Level,1.法规准则,ESD DS5.3.1-2009Charged Device Model(CDM)Component Level,9,课程大纲,1.法规准则2.标准量测方法3.接地及连接系统4.人员接地5.保护区域6.静电敏感元件包装材7.标示8.设备验收参考方法9.问题讨论,2.标准量测方法,厂内ESD量测项目:1.静电电压的量测:用于发现静电源和静电隐患,防静电材料或设施产生的静电是否对元器件构成威胁.2.导电性及电阻量

4、测:用于量测接地状态的好坏和评价材料传导静电的能力.3.静电消散量测:用于量测防静电材料和设施泄放静电的速度.4.静电屏蔽的量测:用于量测防静电包装屏蔽静电场和静电放电的能力.5.环境温湿度量测:量测环境是否干燥,以及判断是否会让受湿度影响大的暂时防静电材料是否有可能失效.,2.标准量测方法-静电电压的量测,静电电压量测所使用的设备有:1.静电电压表:量测产品,防护物品表面静电压及表面摩擦静电电压,型号:FMX-003静电电压测试仪 静电场可测：+/-(0.00-0.0kV)标准测距：25mm+/-1mm 精确度：+/-10%反应时间：1秒 LCD显示更新：每秒5次,型号：Trek-541仪器

5、功能:量测ESD防护物品表面静电压及人 体/鞋装/地板系统静电压测量范围:01000 V 测量精度:5%量测距离:525 mm 反应时间:0.1 s,型号：Trek-520仪器功能:量测ESD防护物品表面静电压测量范围:01000 V测量精度:5%量测距离:525 mm,2.标准量测方法-静电电压的量测,静电电压量测方法:1.正确的校准归零2.量测设备正确的接地3.量测者使用时注意接地4.被测物体的周边的环境,量测活动会影响量测结果5.注意导体干扰.,2.标准量测方法-静电电压的量测,表面摩擦静电电压测试方法:测试标准：IEC61340-2-2、ESDA ADV11.2测试方法：摩擦过程不受外

6、界其他物体的影响；拿取工具（镊子、手套等）、工作台不影响测试的静电水平；静电能够保持一定的时间，以便能够读取数据以便能够读取数据.物体反复摩擦测试：既定的速度,方向,压力和摩擦时间 实际可能存在的材料作为测试材料,2.标准量测方法-导电性及电阻量测,导电性及电阻量测所使用的设备有:阻抗测试仪:量测ESD防护物品表面电阻及体积电阻,型号：19780 或 ACL-800测量范围:1.0 x 1031.0 x 1012输出电压要求:10V(106)电压输出精度:5%,2.标准量测方法-导电性及电阻量测,工作表面量测方法:1.点对点量测:2.点对点量测:,2.标准量测方法-导电性及电阻量测,2.标准量

7、测方法-导电性及电阻量测,2.标准量测方法-导电性及电阻量测,2.标准量测方法-导电性及电阻量测,2.标准量测方法-导电性及电阻量测,接地电阻量测:一般的万用表量测接地电阻可能受到谐波干扰.,ESD S6.1中的示意图,2.标准量测方法-静电消散量测,静电电压量测所使用的设备有:CPM(充电板测试仪):量测静电消散性材料静电消散时间,离子风扇/风枪性能检测,Tape剥离电压 型号：ME-268A测量范围:充电电压:01000 V 和 05000 V消散性能:1000 V100 V 和 5000 V500 V测试精度:10%反应时间:1 s,2.标准量测方法-静电消散量测,静电消散性材料静电泄放

8、速度测试方法:ANSI-ESD STM4.2-2006（静电材料消散特性测试）,2.标准量测方法-静电消散量测,Tape剥离电压的测试方法:ESDA-ADV11.2 中不干胶带剥离电压测试,2.标准量测方法-静电屏蔽的量测,静电屏蔽性能的量测主要用于屏蔽包装材料.在ANSI/ESD S541-2008 Packaging Materials for ESD Sensitive Items 中对静电屏蔽性能的要求是50 nJ.但在国内没有机构和测试仪器进行测量,所以在国内屏蔽包装材料的制造商都参考国军标:GJB-2605 中的电磁干扰衰减标准:25dB.在USI此项参数均参考供应商提供的测试报告

9、.,2.标准量测方法-环境温湿度量测:,环境温湿度量测:环境中相对湿度大的时候静电难以产生,绝缘材料表面阻值变小,静电容易释放.冬季相对湿度较小,容易产生静电.USI的温湿度管控标准是:温度:2030 湿度:30%70%RH如特殊管控,温湿度标准是:温度:2030 湿度:40%70%RH30%70%RH-参考ANSI S20.20 199940%70%RH-参考JEDEC 625,26,课程大纲,1.法规准则2.标准量测方法3.接地及连接系统4.人员接地5.保护区域6.静电敏感元件包装材7.标示8.设备验收参考方法9.问题讨论,3.接地及连接系统,ESD 接地的基本原则:ESD接地与保护地保持

10、等电位连接有利于元器件的保护.ESD接地要连接人体,因为要确保安全,避免任何漏电风险 接地系统选择应避免风险 接地走线应避免与强电一起防静电设施的接地要求接地连接线:美国:R1 Ohms 欧洲:R2 Ohms接地体:-静电接地:对地电阻10 Ohms(SJ/T10694)-交流工作安全接地4 Ohms-雷电保护接地10 ohms(GB50057)防静电设施的接地电阻-R1x109 Ohms(工作台,货架,地板,推车,坐椅等),3.接地及连接系统,USI所采用的接地系统是辅助接地系统:AC接地系统与ESD接地系统分开,3.接地及连接系统,电子行业中对接地线的要求:1:接地线不得接在电源的零线上,

11、不得与防雷地线共用.2:使用三项五线制供电,大地线可以作为防静电线使用(但零线,地线不能混接).3:接地主干线截面积不得小于100mm2.4:接地支干线截面积不得小于6mm2.5:设备和工作台的截面积不得小于1.25mm2多股裹塑导线.6:接地主干线的连接应采用钎焊.7:防静电设备连接端子应确保接触可靠,易装拆,允许使用各种夹 式连接,如锷鱼夹,插座等.摘录于SJT10533-1994 电子设备制造防静电技术要求,30,课程大纲,1.法规准则2.标准量测方法3.接地及连接系统4.人员接地5.保护区域6.静电敏感元件包装材7.标示8.设备验收参考方法9.问题讨论,4.人员接地,未做好ESD防护的

12、人员是最大的静电源:人是可以产生静电的.,4.人员接地,人体能耐受多高的静电呢？,试验证明：人体带静电5万伏时没有不适的感觉，带上8万伏高压静电时依然面带微笑，10万伏（最高试验过12万伏）时也没有生命危险！,4.人员接地,对人员防护要做到HBM100V主要的控制方法有以下几点:,4.人员接地,特殊强调几点:1:静电手环:人员接地安全电阻为1M,目的是为了防止设备漏电对人体造成伤害.人体安全电流为0.5mA,工厂中一般的动力电源为380V,根据I=U/R 换算可知:R=U/I=380V/0.5mA=760 K,故人体安全电阻设计为1M,完全可以满足人员安全要求.2:静电手套/手指套:是否佩带静

13、电手套/手指套与ESD的管控没有直接的关系,相反作业人员所佩带的静电手套/手指套未达到ESD的规格标准,反而会对元气件造成ESD的损伤.3:静电鞋的穿着与测试:在进入车间时,有要求量测人穿着静电鞋的系统阻值,主要是为了满足人员在走动过程中HBM100V的要求.,35,课程大纲,1.法规准则2.标准量测方法3.接地及连接系统4.人员接地5.保护区域6.静电敏感元件包装材7.标示8.设备验收参考方法9.问题讨论,5.保护区域,静电敏感区域(EPA):未进行ESD防护的元气件必须在EPA内处理.工厂中的EPA规划,5.保护区域,EPA中ESD工作站：使用必要的防静电设施，能够防止敏感器件在其中操作受

14、到ESD损伤的工作台或区域。,5.保护区域,5.保护区域,5.保护区域,保护区域内使用的其他防护物品:,41,课程大纲,1.法规准则2.标准量测方法3.接地及连接系统4.人员接地5.保护区域6.静电敏感元件包装材7.标示8.设备验收参考方法9.问题讨论,6.静电敏感元件包装材,材料的阻值分类:ANSI/ESD S541-2008 Packaging Materials for ESD Sensitive Items,6.静电敏感元件包装材,对与包装的要求主要分为厂内周转和出厂包装厂内周转的总体要求:1.材料的要求:-低带电性:摩擦电压小-静电消散材料和导电材料,接触元气件的材料阻值不可太小2.

15、放置-进行敏感元气件操作时容器应处于接地状态.3.运送-如地板是防静电的,可采用推车接地.-如地板是非防静电的,则按照跨区域的要求.,6.静电敏感元件包装材,6.静电敏感元件包装材,出厂包装的总体要求:1.材料的要求:-低带电性:摩擦电压小-静电消散材料和导电材料,接触元气件的材料阻值不可太小-屏蔽包装或封闭包装2.标示:-敏感器件标示-材料标示3.其他:-其他保护要求:化学性保护,物理性保护,密封方式,印刷-客户要求,6.静电敏感元件包装材,47,课程大纲,1.法规准则2.标准量测方法3.接地及连接系统4.人员接地5.保护区域6.静电敏感元件包装材7.标示8.设备验收参考方法9.问题讨论,7

16、.标示,静电敏感区域警示标志,非ESD防护区域标示,49,课程大纲,1.法规准则2.标准量测方法3.接地及连接系统4.人员接地5.保护区域6.静电敏感元件包装材7.标示8.设备验收参考方法9.问题讨论,8.设备验收参考方法,在设备初期评估时,需考虑ESD相关要求.ESD主要参数:1.设备金属部分接地阻值10 Ohms2.设备表面非金属部分表面摩擦静电电压100 V3.设备/治具金属裸露部分的交流漏电电压0.5 V(严格要求)特别注意厂内自制的测试治具或外包供应商制作的治具.,51,课程大纲,1.法规准则2.标准量测方法3.接地及连接系统4.人员接地5.保护区域6.静电敏感元件包装材7.标示8.设备验收参考方法9.问题讨论,9.问题讨论,Cost,Effectiveness&Team-Up,