普通員工ESD培訓(xùn)教材PPT課件

1 ESD培訓(xùn) 東莞光順電子廠 2 靜電概念 ESD ElectrostaticDischarge ESD 的中文含意 靜電放電 因?yàn)殡娮赢a(chǎn)品生產(chǎn)中靜電放電是靜電危害最主要的部分 所以ESD成為靜電的防護(hù)代名詞 靜電 就是靜止不動(dòng)的電荷 電荷流動(dòng)之前的狀態(tài) 正負(fù)電荷在局部範(fàn)圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果 3 常見的靜電放電現(xiàn)象 雷電 電壓高達(dá)數(shù)億伏 干燥環(huán)境下的靜電電擊 電壓可達(dá)數(shù)千伏 絕大多數(shù)的靜電放電是我們看不到的 4 人們對(duì)靜電的感知 人體能夠感覺到靜電時(shí)一般電壓超過2000V 靜電不易感知的原因 電量小 放電時(shí)間短 5 一些常見動(dòng)作的靜電電壓 6 靜電產(chǎn)生的途徑 接觸分離 摩擦 剝離 斷裂 傳導(dǎo) 感應(yīng) 其他 熱電 光電 壓電 7 接觸分離帶電 不同物質(zhì)接觸分離都會(huì)產(chǎn)生靜電 分離帶電 8 摩擦帶電 摩擦可以看作反復(fù)的接觸分離過程 9 工作中因摩擦或接觸分離產(chǎn)生靜電的地方 工作中的人體走動(dòng) 取放物品都會(huì)產(chǎn)生靜電設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)也有摩擦或接觸分離的動(dòng)作 因此也會(huì)產(chǎn)生靜電移動(dòng)的設(shè)備如推車 也會(huì)因摩擦產(chǎn)生靜電 10 決定摩擦電壓的因素 接觸的程度 表面的均勻度 接觸壓力 磨力 分離速度等因素都會(huì)影響到摩擦電壓的大小 材料的不同摩擦電壓不同 環(huán)境溫度濕度的不同對(duì)摩擦電壓也有重大的影響 濕度越小摩擦電壓越大 11 剝離帶電 同種物質(zhì)的剝離和不同物質(zhì)間的剝離都會(huì)產(chǎn)生靜電 物質(zhì)原有的電荷平衡被打破 兩邊帶上相反的電荷 不干膠帶 膠貼 傳送帶等都會(huì)因?yàn)閯冸x帶電 12 斷裂帶電 物體斷裂成后 各部分會(huì)帶上不同的電荷 13 傳導(dǎo)帶電 一個(gè)不帶電的物體接觸帶電的物體會(huì)通過傳導(dǎo)帶上相同的電荷 14 感應(yīng)帶電 接近 靜電傳遞 接地 離開 帶電體產(chǎn)生電場 電場中的導(dǎo)體因電荷轉(zhuǎn)移而帶電 15 感應(yīng)帶電往往會(huì)讓電子器件帶電 從而造成損壞 16 工作場地容易產(chǎn)生靜電的動(dòng)作 人的活動(dòng)移動(dòng)的設(shè)備推車傳動(dòng)帶 17 工作場地中常見的靜電源 工作臺(tái) 漆 臘面 塑膠和乙烯樹脂等 地板 表面處理木料 臘面 乙烯樹脂等 椅子 玻璃纖維 塑膠 表面處理木料等 工作人員 衣物 頭發(fā) 鞋子 手套等 包裝 塑膠袋 氣泡包裝 海綿 盒子等 辦公用品 紙張 文件夾 文件袋 筆等 18 我們的工作環(huán)境存在許多靜電源 許多塑膠產(chǎn)品都是容易制造和價(jià)格低廉 電子產(chǎn)品中也需要采用許多絕緣體材料 在移動(dòng)和摩擦下 即使如金屬一般的導(dǎo)體也會(huì)產(chǎn)生 靜電 設(shè)備和人體舒適所需要的溫濕度要求環(huán)境有一定的 干燥 助長靜電的產(chǎn)生 ESD風(fēng)險(xiǎn) 19 靜電序列 空氣人類的手錫面動(dòng)物的毛玻璃頭發(fā)晴綸羊毛毛皮鋁綢子紙棉木材鐵銅銀金硫磺PVC 塑料 20 靜電序列 兩物體接觸分離或摩擦后 排在前面的帶正電 后面的帶負(fù)電 距離越遠(yuǎn) 摩擦電壓越高 人類認(rèn)識(shí)的不足 不同列表有所差異 循環(huán)現(xiàn)象 反向現(xiàn)象 應(yīng)用時(shí)不可作為硬標(biāo)準(zhǔn) 21 典型的工業(yè)靜電放電特性 放電時(shí)間 數(shù)納秒 數(shù)微秒 RC 放電電流量 數(shù)安培 I Q t 峰值功率 數(shù)KW IorV 產(chǎn)生的高頻電場 1MHz 1GHz 能夠在短至0 5nsec內(nèi)放電 22 ESD電子器件的破壞 即使是相當(dāng)小的靜電放電也可能損壞電子器件 ESDdamage Fieldfailure HBMsimulationfailure BipolarIC 靜電敏感器件的英文縮寫 ESDS 23 ESDS有多敏感 人體30v的靜電就會(huì)損壞一些敏感器件 一些器件自身10v靜電放電就可能損壞 24 ESD造成的破壞 半導(dǎo)體是最容易受到靜電破壞的器件 氧化層擊穿 界面過熱燒損 金屬熔化 常見的破壞有 以上的混合模式 25 Metallizationburnout ESD造成的破壞 靜電破壞前 靜電破壞后 26 60 75 EOS ESD 其他 30 50 EOS ESD ESD對(duì)電子業(yè)造成的損失 8 33 ESDalone 損失是巨大的 歐洲調(diào)查數(shù)據(jù) 其他 其他 美國ESD協(xié)會(huì)調(diào)查數(shù)據(jù) 日本調(diào)查數(shù)據(jù) 27 IC制造商 高速bipolarLSI 質(zhì)量改進(jìn)由22 達(dá)到100 IC制造商 NMOS LSI 制作質(zhì)量損失下降了50 并獲得800 的R O I PCBA組裝加工廠 13 的生產(chǎn)質(zhì)量改善 以及市場返修率下降了1 5 半導(dǎo)體制造商 低功率Schottky TTLICs 廢品率從2 6 降至0 21 ESD控制獲得的收益 28 ESD破壞的風(fēng)險(xiǎn) 微型化和更高度集成不利于靜電防護(hù) 1206 0805 0603 0402 0201 USA 3216 2012 1608 1005 0502 Japan 對(duì)靜電的破壞更加敏感 29 ESD破壞的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)逐級(jí)放大 30 缺乏管制意識(shí)的主要原因 1 人體能感覺出靜電存在的水平為2 000 4 000volts 但 敏感器件只須 100volts便能被損壞 大部分 1 000volts 2 大部分的靜電破壞是潛在的 并不能夠被馬上識(shí)別出 3 靜電破壞現(xiàn)象有較差的重復(fù)性 并且不容易模擬 4 找出靜電破壞的證據(jù)和根源一般相當(dāng)不容易 而且成本可 5 缺乏培訓(xùn)和對(duì)問題的重視 ESD破壞常被誤判為EOS損壞 能很高 31 ESD防護(hù)的基本技術(shù)手段 等電位接地中和阻值控制靜電場屏蔽濕度控制材料選擇和工藝控制避免產(chǎn)生靜電敏感器件的標(biāo)注保護(hù)電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高抗靜電能力 32 等電位 基本原理 讓可能接觸敏感器件的所有表面處于等電位狀態(tài) 避免靜電放電發(fā)生 做法 所有可能接觸器件的物體使用并聯(lián)連接 共同連接點(diǎn) 33 接地 基本原理 將靜電通過接地線或接地裝置傳導(dǎo)泄放到大地 做法 建立靜電接地系統(tǒng)使用靜電導(dǎo)電或靜電耗散材料并接入ESD接地系統(tǒng)人體佩戴手腕帶 并接入ESD接地系統(tǒng)人體穿防靜電鞋 34 中和 離子化 基本原理 電離空氣產(chǎn)生正負(fù)離子 中和靜電電荷 使用對(duì)象 絕緣體或靜電太大接地泄放太慢的情況 做法 離子風(fēng)機(jī) 離子風(fēng)槍 離子棒 35 電阻控制 基本原理 通過電阻控制 控制過強(qiáng)的靜電泄放或放電 同時(shí)保證人體安全 做法 靜電耗散材料的使用連接安全限流電阻 36 靜電場屏蔽 基本原理 屏蔽靜電場阻隔靜電放電電流通過敏感器件 做法 靜電屏蔽材料和屏蔽容器的使用絕緣材料和阻隔結(jié)構(gòu) 37 濕度控制 基本原理 增加濕度減少靜電的產(chǎn)生 降低摩擦電壓 做法 控制濕度在30 70 38 材料選擇和工藝控制避免產(chǎn)生靜電 基本原理 通過使用不產(chǎn)生或產(chǎn)生靜電小的材料 減少靜電材料表面光潔 減少靜電靜電序列的應(yīng)用 做法 使用抗靜電材料使用抗靜電劑 39 ESD防護(hù)的安全性考慮 防止意外漏電等情況 安全電流 0 5mA限流電阻 1M 安全電阻的上限 109 靜電泄放的需要 漏電斷電保護(hù)器其他安全考慮 出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)容易脫開無腐蝕 無刺激等 40 ESDS器件警示標(biāo)志 ESDS保護(hù)標(biāo)志 共同接地點(diǎn)標(biāo)志 ESD標(biāo)志和標(biāo)注 41 接地點(diǎn)標(biāo)志 一般用于設(shè)備 可能含高電壓的EPA標(biāo)志 防靜電區(qū) EPA 標(biāo)志 42 可回收使用標(biāo)志 常用于包裝上 早期的靜電敏感器件標(biāo)志 現(xiàn)在還有少數(shù)產(chǎn)品在用 警示標(biāo)帶 可用于多種區(qū)域 43 ESD防護(hù)材料界定 ConductiveMaterials導(dǎo)電材料 表面電阻率小于1x105 square 或其體積電阻率小于1x104 CMStaticDissipativeMaterial靜電耗散材料 表面電阻率1x105 square 1x1012 square 或其體積電阻率1x104 CM 1x1011 CMAnti StaticMaterial抗靜電材料 能抑制摩擦生電的材料 摩擦電壓200V以下的材料 抗靜電材料沒有表面電阻率或體積電阻率的要求 44 ESD防護(hù)材料界定 InsulatingMaterial絕緣材料 表面電阻率大于1x1012或體積電阻率大于1x1011的材料 EIA 625 1994 ESDAADV1 0 1994 StaticShieldingMaterial靜電屏蔽材料 可防止元件遭受外界的靜電場破壞的一種防護(hù)屏障 表面電阻小于1 0 x103 的材料 45 ESD防護(hù)材料界定 46 建立防靜電工作區(qū) EPA EPA electrostaticdischargeprotectedarea 的含義就是靜電放電保護(hù)工作區(qū)EPA就是能夠提供器件保護(hù)條件的工作區(qū)域 47 保護(hù)區(qū)設(shè)置 涉及到敏感器件的場地就應(yīng)當(dāng)設(shè)置為保護(hù)區(qū) 常見的保護(hù)區(qū)有以下幾種情況 48 靜電防護(hù)的基本原則 原則一 靜電敏感器件打開包裝的操作只能在EPA中進(jìn)行 原則二 離開EPA的敏感器件必須使用屏蔽包裝或容器存放或運(yùn)送原則三 定期檢測所安裝和使用的靜電防護(hù)用品是否正常原則四 確保供應(yīng)商明白和遵守以上原則 49 進(jìn)入EPA的基本要求 穿戴合格的防靜電用品 防靜電服 防靜電鞋 防靜電手腕帶 并通過檢測后方可進(jìn)入防靜電區(qū)的工作人員有權(quán)有義務(wù)監(jiān)督外來人員按照要求進(jìn)入EPA 對(duì)于不符合要求的人員 可以拒絕其進(jìn)入 每次進(jìn)入EPA都進(jìn)行手腕帶和鞋的檢測 50 EPA中的工作規(guī)范 操作敏感器件之前一定要戴好手腕帶 并確保接好接地后再進(jìn)行操作 外來人員需工作區(qū)人員同意才能進(jìn)入工作區(qū) 進(jìn)行操作或檢查前必須戴好手腕帶 并接好地 使用離子風(fēng)機(jī)的工作臺(tái) 必須先開離子風(fēng)機(jī)再進(jìn)行操作 工作完畢后再關(guān)離子風(fēng)機(jī)桌面保持清潔 不必要的物品一律移出工作區(qū)不可避免的絕緣材料放入屏蔽袋或遠(yuǎn)離敏感器件30厘米以上在填寫記錄區(qū)填寫資料 51 桌面的處置 每天檢查接地扣是否正確接地 保證接地連接牢固使用耗散材料 避免過強(qiáng)的放電電流 有敏感器件操作的不銹鋼臺(tái)面必須鋪防靜電桌面墊 注意防靜電臺(tái)墊清潔劑必須得到ESD工程師的許可 本教材由華諾豐源提供 52 工作區(qū)靜電源的防范 注意可能產(chǎn)生靜電的絕緣材料 普通塑料包裝袋 文件袋 泡棉等塑料凳子筆 鍵盤 鼠標(biāo)CRT顯示器紙張 有可能是也有可能不是 因此首先要有ESD協(xié)管員評(píng)估有時(shí)黑色的包裝材料也可能是絕緣材料 53 防靜電桌面墊 確保工作界面靜電足夠小和工作表面接地而設(shè)計(jì)靜電泄放電流控制容易接地摩擦電壓小壽命長 耐磨損耐熱 抗常規(guī)腐蝕 多層結(jié)構(gòu) 面層為耗散材料 下層為導(dǎo)電材料面層一般為內(nèi)混式抗靜電劑制成 可能對(duì)酒精 丙酮等非極性清洗劑敏感 54 設(shè)備和工具 設(shè)備要有良好的故障及安全接地防靜電工作區(qū)中設(shè)備的按鈕 按鍵 手柄等部位使用防靜電材料或進(jìn)行防靜電劑處理有直接接觸敏感器件的金屬面 應(yīng)加添防靜電臺(tái)墊 并接地 55 周轉(zhuǎn)用品 敏感器件的周轉(zhuǎn)容器使用靜電耗散或?qū)ъo電材料EPA內(nèi)容器接地 軟接地 移出EPA的容器屏蔽措施 須加蓋或?qū)盈B形成封閉空間 56 移動(dòng)設(shè)備 接地桌面墊的使用 注意接地和相互間的連接 注意接地的吊鏈不要斷開 57 人體靜電的泄放途徑 1 人體接地 站立狀態(tài)通過防靜電鞋 腳束帶經(jīng)防靜電地板接入接地系統(tǒng)坐姿通過手腕帶 經(jīng)共同接地點(diǎn)接入接地系統(tǒng)2 屏蔽 防靜電服 防靜電帽 58 手腕帶 所有與靜電釋放敏感產(chǎn)品和設(shè)施有直接接觸的人員在加工中或在成品處理中必須佩戴腕帶 作業(yè)員在每班開始前必須用腕帶測試儀檢查其連續(xù)使用性 并在ESD日檢表上作記錄 發(fā)現(xiàn)有不合格的須立即進(jìn)行更換 直到檢測合格為止 59 佩戴防靜電手腕帶注意事項(xiàng) 1手腕帶必須貼緊皮膚 不要戴在衣服或手套上 2皮膚干燥的員工 如果測試失敗 可在再次測試前 在戴手腕帶處抹一些專用皮膚霜 以增加皮膚的導(dǎo)電性 60 手腕帶測量儀的使用 基本原理 測量配戴后的對(duì)地電阻LOW設(shè)置750K HIGH設(shè)置10M 100M 通常為10M 61 防靜電服 屏蔽作用防止衣物產(chǎn)生的靜電場通過與身體的接觸 將靜電通過人體 手腕帶 防靜電鞋泄放到大地 防靜電服的技術(shù)要求 1 布片之間相互導(dǎo)通2 與人體有效接觸3 覆蓋內(nèi)部衣物 62 工衣的穿著和檢測 工衣的穿著扣好衣扣 保證覆蓋內(nèi)部衣物 保證袖口松緊完好 并避免內(nèi)部衣物露出袖口 工衣的檢測兆歐表檢測測試平臺(tái) 保證阻值 1 1012 檢測袖對(duì)袖及衣襟點(diǎn)對(duì)點(diǎn)阻值 63 防靜電鞋 每天在人體綜合阻值測量儀上檢測穿戴后能否達(dá)到要求洗滌后 或被酒精丙酮等溶劑浸漬后檢測電阻值是否符合要求 腳束帶 防靜電鞋套佩戴時(shí)導(dǎo)電帶一定要通過緊貼皮膚與人體連接 64 防靜電鞋的檢測 人體綜合阻值測量儀StaticShoes WristStrapTester基本原理 測量對(duì)地電阻LOW設(shè)置750K HIGH設(shè)置10M 100M 通常為10M 鞋的測量應(yīng)當(dāng)左右腳分開 65 線路板的持拿 正確的持拿方法如圖所示 66 ESDS產(chǎn)品的運(yùn)輸 存放和操作器具 1 在運(yùn)輸和存放ESDS產(chǎn)品時(shí)應(yīng)使用防靜電袋 防靜電貨架 防靜電推車和防靜電周轉(zhuǎn)容器 2 防靜電貨架必須鋪墊防靜電墊 并接地 3 運(yùn)輸用的防靜手推車和轉(zhuǎn)運(yùn)車的表面必須覆蓋上防靜電墊 每層之間相互連接 4 推車的輪子必須是導(dǎo)電輪或使用金屬鏈條拖地接地 67 防靜電包裝袋 屏蔽袋 防潮袋 最安全的包裝袋 導(dǎo)電袋 一般為永久性防靜電材料 暫時(shí)性防靜電材料制成的包裝袋 需要定期評(píng)估 注意 防靜電包裝袋應(yīng)標(biāo)注防靜電標(biāo)志 以示區(qū)別 68 防靜電材料的種類 防靜電材料按防靜電有效性時(shí)間長短分為 永久性防靜電材料 暫時(shí)性防靜電材料 暫時(shí)性防靜電材料一般使用表面噴涂防靜電劑或材料混入防靜電劑制成 有效性從幾個(gè)月到二年不等 永久性防靜電材料一般使用填充添加炭粉 碳纖維 金屬及金屬氧化物等工藝制成