ESD原理介紹PPT課件

1、ESD靜電防護體系培訓,目錄,第一章 前言 第二章 ESD基本知識 第三章 ESD防護的基本技術手段 第四章 工廠ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范 第五章 常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例 第六章 結(jié)束語,前言,美國每年應靜電放電致使半導體器件損壞的損失達100億dollar，英國20億dollar，日本70%微電子產(chǎn)品報廢是因為靜電放電而造成。,第二章、ESD基本知識定義,ESD （Electrostatic Discharge） 中文含義：靜電放電 靜電：靜止未流動的電荷。能夠長時間停留在某些物料上。 放電:當兩個帶不同靜電電位的物件相互接近到某程度或接觸時，靜電從一個物件突然流放到另一物件上

2、的現(xiàn)象。 EPA （Electrostatic Protective Area） 中文含義: 能提供靜電保護的區(qū)域,靜電的產(chǎn)生,靜電產(chǎn)生的根本,質(zhì)子和電子的不平衡,靜電的產(chǎn)生途徑,接觸分離； 摩擦； 剝離； 斷裂； 傳導； 感應； 其他：熱電、光電、壓電；,靜電的產(chǎn)生,接觸分離帶電,靜電的產(chǎn)生,摩擦帶電,靜電的產(chǎn)生,+,+,+,物質(zhì)原有的電荷平衡被打破，兩邊帶上相反的電荷,剝離帶電,靜電的產(chǎn)生,物體斷裂成后，各部分會帶上不同的電荷,斷裂帶電,靜電的產(chǎn)生,一個不帶電的物體接觸帶電的物體會通過傳導帶上相同的電荷,傳導帶電,靜電的產(chǎn)生,接近,靜電傳遞,接地,離開,感應帶電往往會讓電子器件帶電，從而造

3、成損壞,感應帶電,靜電的產(chǎn)生,思考,我們的日常操作中有哪些動作會產(chǎn)生靜電?,靜電的產(chǎn)生,人的活動:走路,撕保護膜,取放物品, 移動的設備:推車,傳送帶, 使用不防靜電的物品:塑料制品,透明膠帶 -還有?,答案,常見靜電放電現(xiàn)象,雷電：電壓高達數(shù)億伏； 干燥環(huán)境下的靜電電擊：電壓可達數(shù)千伏； 冬天晚上脫毛衣時“啪啪”聲 絕大多數(shù)的靜電放電是我們看不到的,常見靜電放電現(xiàn)象,常見動作靜電壓,人體能夠感覺到靜電時一般電壓超過2000V。靜電不易感知的原因：電量小，放電時間短,靜電放電特點,高電位：可達數(shù)萬至數(shù)十萬伏，操作時常達數(shù)百至數(shù)千（人通常對3.5KV以下靜電不易感覺到）。 低電量：靜電流多為微安

4、級（尖端瞬間放電例外）。 作用時間短：微秒級。 受環(huán)境影響大：特別是濕度，濕度上升則靜電積累減少，靜電壓下降。,靜電放電危害,靜電的產(chǎn)生在工業(yè)生產(chǎn)中是不可避免的，其造成的危害主要可歸結(jié)為以下兩種機理： 其一：靜電放電（ESD）造成的危害： （1） 引起電子設備的故障或誤動作，造成電磁干擾。 （2） 擊穿集成電路和精密的電子元件，或者促使元件老化，降低生產(chǎn)成品率。 （3） 高壓靜電放電造成電擊，危及人身安全。 （4） 在多易燃易爆品或粉塵、油霧的生產(chǎn)場所極易引起爆炸和火災。 其二：靜電引力（ESA）造成的危害： （1） 電子工業(yè)：吸附灰塵，造成集成電路和半導體元件的污染，大大降低成品率。,靜電放

5、電危害,（2） 膠片和塑料工業(yè)：使膠片或薄膜收卷不齊；膠片、CD塑盤沾染灰塵，影響品質(zhì)。 （3） 造紙印刷工業(yè)：紙張收卷不齊，套印不準，吸污嚴重，甚至紙張黏結(jié)，影響生產(chǎn)。 （4） 紡織工業(yè)：造成根絲飄動、纏花斷頭、紗線糾結(jié)等危害。,靜電放電危害,靜電放電危害,靜電放電危害,靜電放電危害,靜電放電危害,器件靜電損傷少部分能夠在產(chǎn)品出廠前得到檢驗控制，大部分流入市場用戶，降低產(chǎn)品質(zhì)量和壽命，導致數(shù)量級增加維護成本，降低信譽！ 特別是無線產(chǎn)品中射頻器件，傳輸產(chǎn)品中的高速器件多次我受靜電損傷，嚴重影響產(chǎn)品的可靠性（可造成火箭或衛(wèi)星發(fā)射失敗，1967年7月29日美國Forrestal航空母艦上一架A4飛

6、機上的導彈突然點火，造成7200萬美元損失，并造成134人傷亡，調(diào)查結(jié)果為導彈屏蔽接頭不合格，靜電引起著火，1969年底在不到一個月時間內(nèi)荷蘭、挪威、英國三艘20萬噸超級油輪洗艙時產(chǎn)生的靜電相繼引起爆炸 ESD失效帶來的影響： 對內(nèi)：金錢、時間不可估量 對外：信譽、用戶服務、顧客滿意度,第三章、ESD防護的基本技術手段,靜電缺乏管控的原因分析,人體能感覺出靜電存在的水平為 2,000 4,000 v，但有些敏感器件只須 100 v便能被損壞 大部分的靜電破壞是潛在的，并不能夠被馬上識別出 靜電破壞現(xiàn)象有較差的重復性, 并且不容易模擬 找出靜電破壞的證據(jù)和根源一般相當不容易，而且成本可能很高 缺

7、乏培訓和對問題的重視,How?,第三章、ESD防護的基本技術手段,等電位 接地 中和 靜電場屏蔽 濕度控制 材料選擇和工藝控制減少或避免靜電產(chǎn)生 敏感器件的標注 保護電路和結(jié)構設計提高抗靜電能力,第三章、ESD防護的基本技術手段,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: 臺墊、手腕帶等通過并聯(lián)到公共接地點，再連接到地線上,等電位：,第三章、ESD防護的基本技術手段,接地：,基本原理：將靜電通過接地線或接地裝置傳導泄放到大地,做法： 人體佩戴手腕帶，并接入ESD接地系統(tǒng) 穿防靜電鞋 周轉(zhuǎn)車用鐵鏈接地 非不銹鋼防靜電椅用鐵鏈接地,第三章、ESD防護的基

8、本技術手段,基本原理：絕緣體往往是易產(chǎn)生靜電，對絕緣體靜電的消除，用接地方法是無效的，通常采用的方法是離子中和（部分采用屏蔽），即在工作環(huán)境中用離子風機等，提供一等電位的工作區(qū)域。,中和（離子化）：,小型定點目標風機,做法： 離子風機、離子風槍、離子棒,第三章、ESD防護的基本技術手段,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： 使用屏蔽袋、屏蔽紙 使用防靜電包裝、靜電筐袋并密閉,第三章、ESD防護的基本技術手段,濕度控制：,做法： 控制濕度推薦在3080% 濕度在上述范圍內(nèi)越大越好,基本原理： 增加濕度減少靜電的產(chǎn)生，降低摩擦電壓,第三章、ESD防護的基本技術

9、手段,材料選擇和工藝控制降低靜電的產(chǎn)生：,基本原理： 通過選擇適當?shù)牟牧?，減少靜電 材料表面光潔，減少靜電,做法： 使用抗靜電材料。如：低帶電性材料、靜電耗散材料 使用抗靜電劑,第四章、ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范,ESD標志和標注,ESDS器件警示標志,ESDS保護標志,共同接地點標志,第四章、ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范,敏感元器件清單：,第四章、ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范,結(jié)論：,LCM廠的防護級別是1A（500V） LCD廠的防護級別是1B3A（1500V8000V）,意味著,EPA區(qū)域中不能有超過防護等級的靜電源 敏感元器件只有在規(guī)定的電壓值之下才能使安全的 我們要采取完整有

10、效的靜電防護措施才能保護我們的產(chǎn)品免受ESD損傷,現(xiàn)場有很多潛在的靜電源，怎么辦？,第四章、ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范,EPA區(qū)絕緣材料評估表（手指套摩擦）,評估吧,第四章、ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范,EPA區(qū)域中操作規(guī)范,1.穿戴合格的防靜電用品：防靜電服、防靜電鞋、防靜電手腕帶，為目前行業(yè)中最常見也是最重要的防護措施，每次進入EPA都進行手腕帶和鞋的檢測并通過檢測并記錄后方可進入，不合格反饋工藝員,不可兩只腳同時測試,手腕需緊貼皮膚，不要套在衣服或手套上,第四章、ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范,EPA區(qū)域中操作規(guī)范,2.防靜電區(qū)的工作人員有權有義務監(jiān)督外來人員按照要求進入EPA，對

11、于不符合要求的人員，可以拒絕其進入。 3.作業(yè)前，先目視檢查工作臺臺墊上的接地線（螺旋線、鱷魚夾）是否有脫落，必須保證接地良好,第四章、ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范,EPA區(qū)域中操作規(guī)范,4.靜電敏感器件打開包裝的操作只能在EPA中進行。未知ESD敏感度的器件當敏感器件處理。 5.在EPA區(qū)域內(nèi):搬運ESD敏感器件時，必須使用防靜電的包裝容器，例如：防靜電吸塑盤、防靜電周轉(zhuǎn)箱、防靜電泡沫盒等。離開EPA區(qū)域時：敏感器件必須用防靜電周轉(zhuǎn)箱或吸塑盤等容器搬運， 并且要加蓋搬運,第四章、ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范,EPA區(qū)域中操作規(guī)范,6.存放在貨架、地板上的靜電敏感器件，須使用密閉的防靜電包

12、裝容器。若是使用防靜電吸塑盤、防靜電周轉(zhuǎn)箱、防靜電泡沫盒等 包裝容器， 必須加蓋存放。 若產(chǎn)品放置在 鋪有防靜電臺 墊并接 地的貨 架上，可以不用加蓋 7.使用離子風機的工作臺，必須先開離子風機再進行操作，工作完畢后再關離子風機。在工作中不可隨意關閉離子風機或調(diào)小風量。,第四章、ESD防護及EPA區(qū)域操作規(guī)范,EPA區(qū)域中操作規(guī)范,8.桌面保持清潔，不必要的物品 一律移出EPA（除了上述評估表中 的物品外）。不可避免的絕緣材料 要放入屏蔽袋帶入EPA區(qū)域 或遠離敏感器件30厘米以上，如： 過塑文件、過塑流程單等。 9.作業(yè)時撕下來的各種保護膜， 必須馬上放 在防靜電小黑盒里， 不能放在工作臺面

13、。 撕膜動作一定 要在離子風機下進行。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,這是一種常見現(xiàn)象：用防靜電屏蔽袋裝著的和沒裝的單板放在一塊，再將不防靜電的白色泡沫放在里面，而且單板有橫有豎，這樣不但靜電損傷器件，而且容易將一些器件碰掉。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,特別注意：白色氣泡袋不防靜電，而且還會產(chǎn)生很高的靜電，對單板存在很大的靜電隱患。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,沒拆包裝的拉手條經(jīng)常放置在裸露單板附近，造成ESD遺患。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,如果防靜電桌墊已接地，單板可以直接放在上面，但單板上面的文件夾和窗簾都可以產(chǎn)生很高的靜電，放在單板上直

14、接與元器件接觸很容易損壞器件。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,由于紙是一種特殊的材料，只有濕度一定的范圍時它才是靜電耗散材料，所以單板不能放在紙箱上面，更何況放在紙箱上的膠帶上面是萬萬不可的。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,單板不能放在不防靜電的椅子上。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,黃色不防靜電膠帶粘貼在防靜電工作臺上，當在此工作臺操作靜電敏感器件、單板時，存在ESD隱患。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,裝有單板的防靜電周轉(zhuǎn)箱不允許直接用拉伸膜纏繞。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,流水線單板底下不能放非防靜電材料。,第五章、常見的不符合靜電控

15、制規(guī)范的實例,無防靜電材料包裝的單板直接放置在非防靜電材料上，并且兩單板裸露疊放。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,拿取IC芯片時，應帶防靜電手腕帶和手套。,第五章、常見的不符合靜電控制規(guī)范的實例,拿板時應雙手戴好手套，不允許一只手戴手套另一只手裸露或用手套包裹單板后裸手拿握的現(xiàn)象。,第六章、總結(jié),我國已經(jīng)成為電子產(chǎn)品的加工基地，在珠三角、長三角集中了眾多的電子產(chǎn)品加工企業(yè)。目前這些企業(yè)的 ESD 控制工作絕大多數(shù)沒有按照美國標準建立ESD20.20 方案，工廠的 ESD 控制工作無非 是購買防靜電工作服和手腕帶這些簡單的 ESD 用品，距離 ESD 20.20 標準有很大的差距。很多

16、企業(yè) 在遇到國外的大客戶現(xiàn)場稽核時，往往在做了精心的準備之后，卻還是因為 ESD 問題被拒之門外。 ESD 技術水平的提高是整個電子行業(yè)的當務之急，ESD 體系標準的推廣和普及任務艱巨。需大家不懈努力。,TKS,常見靜電放電現(xiàn)象,雷電：電壓高達數(shù)億伏； 干燥環(huán)境下的靜電電擊：電壓可達數(shù)千伏； 冬天晚上脫毛衣時“啪啪”聲 絕大多數(shù)的靜電放電是我們看不到的,常見靜電放電現(xiàn)象,常見動作靜電壓,人體能夠感覺到靜電時一般電壓超過2000V。靜電不易感知的原因：電量小，放電時間短,靜電放電危害,（2） 膠片和塑料工業(yè)：使膠片或薄膜收卷不齊；膠片、CD塑盤沾染灰塵，影響品質(zhì)。 （3） 造紙印刷工業(yè)：紙張收卷

17、不齊，套印不準，吸污嚴重，甚至紙張黏結(jié)，影響生產(chǎn)。 （4） 紡織工業(yè)：造成根絲飄動、纏花斷頭、紗線糾結(jié)等危害。,靜電放電危害,第三章、ESD防護的基本技術手段,靜電缺乏管控的原因分析,人體能感覺出靜電存在的水平為 2,000 4,000 v，但有些敏感器件只須 100 v便能被損壞 大部分的靜電破壞是潛在的，并不能夠被馬上識別出 靜電破壞現(xiàn)象有較差的重復性, 并且不容易模擬 找出靜電破壞的證據(jù)和根源一般相當不容易，而且成本可能很高 缺乏培訓和對問題的重視,How?,第三章、ESD防護的基本技術手段,等電位 接地 中和 靜電場屏蔽 濕度控制 材料選擇和工藝控制減少或避免靜電產(chǎn)生 敏感器件的標注 保護電路和結(jié)構設計提高抗靜電能力,第三章、ESD防護的基本技術手段,基本原理：絕緣體往往是易產(chǎn)生靜電，