ESD防護(hù)及消除

1、ESDESD防護(hù)防護(hù)及消除及消除介紹介紹 Leon Chen M2/ME/PE 2001/6/18 AU Optronics Corp. 1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電 5.靜電的防護(hù)與消除 AU Optronics Corp. 靜電現(xiàn)象最早被記錄是在公元前6世紀(jì),當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn) 絕緣物間互相磨擦后可以吸引微小物體,而進(jìn)一步 的研究則始于十六世紀(jì) AU Optronics Corp. 靜電的產(chǎn)生主要來自于兩種不同物質(zhì)的接觸及分離，當(dāng)兩種 物質(zhì) 接觸在一起時(shí)，電子會(huì)從一邊移動(dòng)至另一邊，當(dāng)兩物 質(zhì)分離時(shí)，電子離開的一邊便帶正電，而接收電子的一邊 帶負(fù)電。 +

2、+ + + - - - - - - - - 走路時(shí)其實(shí)就會(huì)產(chǎn)生 AU Optronics Corp. 根據(jù)物質(zhì)磨擦后產(chǎn)生正負(fù)電所排成之順序稱為磨擦帶電系列 (Turboelectric Series)，下表所示為其中之一例，根據(jù)此表， 當(dāng)兩種物質(zhì)磨擦?xí)r，表中較上位者會(huì)帶正電，位在較下位者帶負(fù)電。 空氣空氣鋁鋁金、鉑金、鉑 人的手人的手紙紙硫璜硫璜 石綿石綿木棉木棉人造絲人造絲 兔毛兔毛鋼鋼聚酯聚酯 玻璃玻璃木木明膠明膠 雲(yún)母雲(yún)母琥珀琥珀P(guān)UPU 尼龍尼龍蠟蠟聚乙烯聚乙烯 毛皮毛皮 硬質(zhì)橡硬質(zhì)橡 膠膠 聚氯乙聚氯乙 烯烯 鉛鉛銅、鎳銅、鎳矽矽 綢綢錫、銀錫、銀鐵弗龍鐵弗龍 (帶負(fù)電)(帶負(fù)電)

3、(帶正電)(帶正電) AU Optronics Corp. 可儲(chǔ)存于絕緣體或絕緣的導(dǎo)體上，當(dāng)電荷 增加時(shí)電壓便會(huì)上升 Q：電荷 (單位為庫侖) C：電容 (單位為法拉) V：電壓 (單位為伏特) C 為帶靜電物體之電容量, 電容量之大小依照物體 之大小與形狀決定 AU Optronics Corp. 設(shè)備設(shè)備電壓范圍（電壓范圍（KV） 皮帶傳動(dòng)設(shè)備60100 紡織機(jī)械1580 紙張?zhí)幚硐到y(tǒng)5100 油罐車25以上 輸送帶輸送帶45以上45以上 物體物體電電容量容量 小型手工具1020 3加侖桶3050 55加侖桶50100 人體100300 油罐車1000 AU Optronics Corp.

4、 A.固體摩擦與剝離時(shí)產(chǎn)生靜電 絕緣電阻高的物質(zhì)如塑料、橡膠及化纖類都很容易因磨擦與 剝離而產(chǎn)生靜電。事實(shí)上對(duì)地絕緣之導(dǎo)體一樣會(huì)儲(chǔ)存電荷， 下圖為 固體接觸與分離產(chǎn)生靜電的示意圖。 AU Optronics Corp. B.粉體粒子碰撞產(chǎn)生靜電 粉體粒子在管子內(nèi)高速流動(dòng)時(shí)會(huì)與管壁碰撞產(chǎn)生非常高之靜電， 在輸送帶、升降機(jī)、鼓風(fēng)設(shè)備中時(shí)亦很容易產(chǎn)生靜電，例如塑料 粉末、化學(xué)粉末、金屬粉末、煤碳粉塵、谷物及其粉塵、食 品粉末等 在制造過程中的輸送皆會(huì)產(chǎn)生靜電。 此外，塵埃、煙霧、水氣、雪、冰結(jié)晶體等與行進(jìn)中汽車的 撞擊摩擦也會(huì)在汽車上累積靜電。 AU Optronics Corp. C.感應(yīng)產(chǎn)生靜電

5、 下圖說明靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶電荷的物體會(huì)在臨近的物體 上造成 電荷的分離，靠近帶電荷物體會(huì)出現(xiàn)與該電荷不 同極性之感應(yīng)電荷。 例如帶電之云塊便會(huì)在大地、地 上物、甚至飛行中之飛機(jī)感應(yīng)出靜電，另外被搬運(yùn)的物體 如帶有電荷，則搬運(yùn)車輛亦會(huì)感應(yīng)出靜電。 AU Optronics Corp. 當(dāng)靜電荷產(chǎn)生時(shí)，此電荷可能馬上流失，亦可能儲(chǔ)存起來， 絕緣體或?qū)Υ蟮亟^緣之導(dǎo)體皆會(huì)儲(chǔ)存電荷。 靜電荷產(chǎn)生之速度及其放電之速度會(huì)依不同之情形改變， 下表為影響靜電荷產(chǎn)生及放電速率之因素，其中濕度高低 影響物體表面之導(dǎo)電率，對(duì)靜電荷之流失有很大的影響， 因此在干燥或天冷水氣結(jié)凍時(shí)，靜電之累積速度便會(huì)加快。 靜電產(chǎn)生速度

6、 靜電產(chǎn)生速度 靜電放電靜電放電 速度速度 兩物體在磨擦帶電系列中的相對(duì)位置物體之導(dǎo)電率 兩物體之密著程度 相對(duì)濕度及溫度 相對(duì)濕度及溫度 物體間之摩擦係數(shù) 材料表面之水氣 兩物體分離之速度 結(jié)合速率 AU Optronics Corp. 不同濕度下的帶電狀況不同濕度下的帶電狀況 0 10 20 30 40 10%40%55% 下圖為人體在下的帶電狀況，由圖中可知 濕度對(duì)靜電之累積有很大的影響 10%10%40%40%55%55% 在地毯上走動(dòng)35,000V15,000V7,500V 在塑膠地磚上走動(dòng)12,000V5,000V3,000V 工作臺(tái)操作員6,000V800V400V 相對(duì)濕度(

7、% )相對(duì)濕度( % ) 動(dòng)作動(dòng)作 靜電值靜電值 (KV)(KV) 相對(duì)相對(duì) 濕度濕度(%)(%) (地毯上走動(dòng)) (塑膠地磚上走動(dòng)) (工作臺(tái)上動(dòng)作) AU Optronics Corp. 1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電 5.靜電的防護(hù)與消除 AU Optronics Corp. 1.(Electrostatic Discharge)： 簡稱ESD,即帶電荷物體上之電子的移動(dòng)所造成的放電現(xiàn)象。 2.(Electrostatic Induction)： 一帶電荷物體在一鄰近物體上造成之電荷分離現(xiàn)象。 3.(Static Grounding)： 為導(dǎo)引

8、物體中之電荷至大地以避免電荷累積所實(shí)施之接地。 4.(Electrostatic Neutralizer)： 產(chǎn)生游離空氣以中和物質(zhì)中電荷或提供一路徑引導(dǎo)電荷至大地之設(shè)備。 AU Optronics Corp. 空分子在電場中出現(xiàn)電子離開分子 , 造成正電荷分子與負(fù)電荷電子同時(shí) 存在之現(xiàn)象。 能造成可燃物質(zhì)起火燃燒、爆炸之最小靜電放電能量。 AU Optronics Corp. 1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電 5.靜電的防護(hù)與消除 AU Optronics Corp. 1.電視熒光幕靜電: 螢光幕因電子撞擊而累積大量的靜電 2.梳頭產(chǎn)生靜電: 因頭發(fā)

9、與梳子摩擦而產(chǎn)生靜電 3.脫毛衣而產(chǎn)生靜電放電: 因衣服間的摩擦產(chǎn)生靜電而放電,可聽見“啪”的聲音, 若在黑暗中也可看見微弱的火光 4.摸門把、金屬(或車門)時(shí)有觸電現(xiàn)象: 此為大陸性氣候或干燥地區(qū)常見的現(xiàn)象, 因人在地毯 上行走與地毯摩擦,身上累積大量靜電,觸及金屬后 放電 AU Optronics Corp. 1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電 5.靜電的防護(hù)與消除 AU Optronics Corp. 工作上的靜電 ：Human Body ModeHuman Body Mode 帶電人體帶電人體接觸接觸敏感組件敏感組件所造成的放電所造成的放電( (

10、破壞破壞) ) AU Optronics Corp. 累積在人體之電荷透過接地導(dǎo)體放電，或外界物體上之電荷透過 人體對(duì)大地放電皆會(huì)產(chǎn)生放電電流，此電流會(huì)使人有觸電之感覺， 雖通常因帶電量少的緣故尚不足以對(duì)人體產(chǎn)生一次災(zāi)害，但可能 因觸電感導(dǎo)致人體出現(xiàn)不正常動(dòng)作而發(fā)生二次災(zāi)害。 靜電會(huì)使公司之產(chǎn)品受破壞、如 IC function fail 、Panel ESD defect.等。 AU Optronics Corp. 靜電放電所產(chǎn)生之火花可能引起易燃?xì)怏w、液體或粉塵之起火燃燒爆炸。 AU Optronics Corp. 1.靜電的產(chǎn)生 2.常用靜電名詞的定義 3.生活中的靜電 4.工作上的靜電

11、 5.靜電的防護(hù)與消除 AU Optronics Corp. AU Optronics Corp. 何謂及: 防止靜電災(zāi)害的最簡單有效的方法是將帶電體接地，使所 產(chǎn)生之電荷迅速地疏導(dǎo)至大地。 如果有兩個(gè)以上之帶靜電物體時(shí)，可將不同物體以導(dǎo)體連 接并加以接地，以減低不同物體間之電位差，來避免物體 間發(fā)生放電現(xiàn)象。(下圖說明接地及連接消除靜電的作用) AU Optronics Corp. 進(jìn)行及之注意事項(xiàng): 1.接地對(duì)于較大型的絕緣物體效果不大，因?yàn)殡x接地線接點(diǎn)較 遠(yuǎn)的地方電荷依然存在。此外如紙張、布匹、橡膠、石化 液體等皆較難以接地或連接方式解決靜電問題，必須使用 濕度控制或靜電消除器 等方法。

12、 2.對(duì)于有可能產(chǎn)生或感應(yīng)靜電荷的導(dǎo)體，不管體積之大小都應(yīng) 予以接地， 不可因體積較小而忽略之。 AU Optronics Corp. 進(jìn)行及之注意事項(xiàng): 3.靜電接地所需之接地電阻不需要很低，只要在1M以內(nèi)，對(duì) 靜電而言皆算有效之接地，為維持接地及連接電阻在任何 條件下皆不大于 10M ，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(氣溫20，相對(duì) 濕度50%)，接地及連接電阻 應(yīng)在1k 以下。 4.接地位置需選擇在易于確認(rèn)之地點(diǎn)，以便于維護(hù)及管理。 并避免因物體振動(dòng)或表面污染等因素使接地成斷路狀態(tài)，反 而會(huì)成為災(zāi)害的起因。 AU Optronics Corp. 進(jìn)行及之注意事項(xiàng): 5.原則上靜電接地的對(duì)象為對(duì)地絕緣之金屬

13、導(dǎo)體，且最好將不 同物體 加以連接之后再行接地。 6.如果設(shè)備本身已直接與大地接觸，則不用再另行接地。 此外，電氣設(shè)備的、及保護(hù)電磁感應(yīng) 之接地對(duì)靜電而言亦是接地，不需另作靜電接地。 AU Optronics Corp. 進(jìn)行之注意事項(xiàng): 1.接地導(dǎo)體需有足夠的機(jī)械強(qiáng)度且不易斷線或松脫，另外， 除非確定不會(huì)因不連續(xù)性造成接觸不良，最好不要使用 鏈子作為接地導(dǎo)體。 2.靜電接地導(dǎo)線應(yīng)用1.25mm2以上之導(dǎo)線， 固定設(shè)備:可使用一般之 600V級(jí) PVC絕緣電線， 移動(dòng)設(shè)備:可使用絕緣柔性電纜， 振動(dòng)頻繁的設(shè)備:可使用沒加絕緣之絞線或網(wǎng)線，以便于 觀察其是否斷線。 AU Optronics Co

14、rp. 進(jìn)行之注意事項(xiàng): 3.如果接地端子有可能被外物污染或銹蝕，最好使用蓋子加 以保護(hù)， 且接地端子裝設(shè)地點(diǎn)最好避開危險(xiǎn)環(huán)境。 4.一般設(shè)備用之接地電極及接地電阻在 10k以下 之地下金屬導(dǎo)體 (廠務(wù)應(yīng)定期確認(rèn)廠房之接地電阻)皆可作為靜電用接地電極，但 需注意是否有靜電電流以外之電流出現(xiàn)。 AU Optronics Corp. 進(jìn)行之注意事項(xiàng): 5.接地導(dǎo)線與帶電體的連接必須堅(jiān)固確實(shí)，如為固定設(shè)備時(shí)， 可以使用焊接、壓接端子、螺栓等方法連接， 應(yīng)避免將接地導(dǎo)體直接繞住或掛于被接地物上等不正確 之作法。 此外為確保接地效用，宜在被接地物上進(jìn)行多點(diǎn)接 地。 6.如接地對(duì)象為移動(dòng)性物體而不能施以經(jīng)

15、常性接地時(shí)，宜使用 連接及拆除均容易之接地，例如各種接地用夾子或鱷魚夾皆可。 AU Optronics Corp. 其它環(huán)境上應(yīng)注意之: 1.工作上須加防靜電桌墊 2.推車加鐵鏈 3.貨架接地 4.防靜電 Tary 盤 106109 AU Optronics Corp. 濕度控制及增加導(dǎo)電率: 有許多的絕緣物質(zhì)，例如紡織品、木材、紙張、混凝土等， 皆會(huì)受到周圍空氣之濕度而影響其濕氣含量，當(dāng)這些絕緣物 質(zhì) 表面含有之濕氣越高時(shí)，其導(dǎo)電率亦會(huì)越高。 通常在30%相對(duì)濕度以上時(shí)，大部份的絕緣體上所含有 的一層水份薄膜，可以提供靜電荷一個(gè)疏通路徑。 但當(dāng)相對(duì)濕度在30%以下時(shí)，此水份薄膜不存在， 靜電

16、荷一直產(chǎn)生但無法疏通，靜電問題便會(huì)出現(xiàn)。 因此在產(chǎn)品可容忍高濕度的地方， 為一有效解決靜電問題的方法。 AU Optronics Corp. 濕度控制及增加導(dǎo)電率: 增加局部地區(qū)的濕氣可使用蒸氣噴出蒸氣噴出的方式達(dá)成 (加濕器)， 如此較不會(huì)使整個(gè)區(qū)域的相對(duì)濕度皆大幅度地提高。 但是多大的相對(duì)濕度才能有效的解決靜電問題，則依環(huán)境及制 程而異，事實(shí)上亦很難決定其大小。一般而言，在常溫下， 60-70%的相對(duì)濕度應(yīng)可避免靜電問題的發(fā)生。 不過高濕度會(huì)影響產(chǎn)品、制程、及舒適度。故在考量各種條件 下， 。 PS.有些絕緣物，例如合成塑料及部份石化液體之表面導(dǎo)電率 受濕度之影響并不大，亦不適宜使用濕度控

17、制法。 AU Optronics Corp. 濕度控制及增加導(dǎo)電率: 除了增加相對(duì)濕度以增加絕緣物之導(dǎo)電率外，亦可直接在絕緣物中 摻入導(dǎo)電性物質(zhì)，以提高泄漏電荷之能力。例如在化纖衣物中 織入金屬纖維，在橡膠中加入碳粉皆可增加導(dǎo)電率，其導(dǎo)電率 依照加入雜質(zhì)之多寡可隨意控制，通常1M-cm之電阻系數(shù)即已足夠。 不過直接在絕緣物中加入其它成份之物質(zhì)，必須以不影響絕緣物之功 能為前題。 此外，對(duì)絕緣物體表面進(jìn)行浸泡或噴灑吸水或?qū)щ娦晕镔|(zhì)亦可增加其 導(dǎo)電率，但皆需定期更新方可維持效果。 PS.PS.以以LCM/CellLCM/Cell制程之制程之 PanelPanel清洗機(jī)為例，就以水中加入清洗機(jī)為例，

18、就以水中加入 COCO2 2之方式之方式 來降低水的電阻值。來降低水的電阻值。 AU Optronics Corp. 靜電消除器: 靜電消除器是利用人為的方法把帶電體附近的空氣離子化，當(dāng)帶電體 碰到這些離子時(shí)，靜電荷可經(jīng)由已離子化之空氣傳導(dǎo)至大地，或者 吸引離子化空氣中相反極性之電荷加以中和。 一般而言靜電消除器可由離子產(chǎn)生方式區(qū)分為交流式與直流式兩種。 AU Optronics Corp. 靜電消除器: 目前較常用的靜電消除器種類有加電壓式靜電消除器、自放電式 靜電消除器(金屬梳)、放射線式靜電消除器，下表為這三種靜電 消除器的特性及適用對(duì)象，其中加電壓式及自放電式靜電消除器 皆是利用電暈放

19、電之方式產(chǎn)生離子化空氣。 特點(diǎn)特點(diǎn)適用對(duì)象適用對(duì)象 標(biāo)準(zhǔn)型 消除能力強(qiáng)，種類多紙、布、羊毛、底片 送風(fēng)型 消除範(fàn)圍較遠(yuǎn)較廣管內(nèi)、局部地點(diǎn) 防爆型 不會(huì)引起易燃物著火易燃物存在之環(huán)境 直流型 正負(fù)離子產(chǎn)生比例可控 制 產(chǎn)生特定極性電荷之製 程 簡單、便宜、易安裝， 但消除能力受帶電體影 響 布、紙、傳動(dòng)皮帶、底 片、橡膠、粉體 沒有電暈放電問題，有 放射線問題，消除能力 較低 密閉空間 自放電式 放射線式 種類種類 加電壓式 AU Optronics Corp. 靜電消除器: 不同靜電消除器因應(yīng)使用埸合之不同而有不同之使用條件， 目前廠內(nèi)使用之桌上型或臺(tái)燈型之離子吹風(fēng)機(jī)，主要須注意 使用距離須大于 30cm。 30cm 30cm AU Optronics Corp. 導(dǎo)電性地板: 在易燃及易爆之環(huán)境下，使用導(dǎo)電性地板或地板覆蓋物，并將人體 及各個(gè)導(dǎo)體設(shè)備與地板連接，可以避免因靜電的持續(xù)累積導(dǎo)致危險(xiǎn)。 這種地板之材料應(yīng)使用較不會(huì)發(fā)生火花的物質(zhì)，例如導(dǎo)電性橡膠、 鉛、以及其它導(dǎo)電性復(fù)合材料。此種地板1m間之電阻應(yīng)小于1