靜電防護技術(shù)

1、靜電防護技術(shù)靜電防護技術(shù)什么是靜電 靜電是一種電能，他存留于物體表面，是正負電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果，是通過電子或粒子的轉(zhuǎn)換而形成的。 靜電現(xiàn)象是電荷在產(chǎn)生和消失過程中產(chǎn)生的電現(xiàn)象的總稱。如摩擦起電、人體起電等現(xiàn)象。靜電應(yīng)用 靜電噴涂 靜電紡織 精電分選 靜電成像 靜電復印靜電的危害 第一個阿波羅載人宇宙飛船中，由于靜電放電導致爆炸，使三名宇航員喪生； 火藥制造過程中由于靜電放電(ESD)，造成機毀人亡的事故時有發(fā)生； 在電子工業(yè)中，隨著集成度越來越高集成電路的內(nèi)絕緣層越來越薄，互連導線寬度和間距越來越小，其相應(yīng)耐擊穿電壓越來越低。集成電路耐擊穿電壓舉例 CMOS器件絕緣層厚度典型厚度約

2、為0.1m，耐擊穿電壓80100V VMOS器件絕緣層更薄，擊穿電壓30V。而在電子產(chǎn)品制造中以及運輸、存儲等過程中所產(chǎn)生的靜電電壓遠遠超過MOS器件的擊穿電壓，造成器件硬擊穿或軟擊穿（器件局部損傷）。制定防靜電標準 各國制定標準或規(guī)定 對靜電敏感元件的設(shè)計、制造、購買、入庫、檢驗、倉儲、裝配、調(diào)試、半成品與成品的包裝、運輸?shù)染邢鄳?yīng)規(guī)定 我國參照國際標準制定了軍用和企業(yè)標準，例如有航天部、機電部、石油部等標準電子產(chǎn)品制造中的靜電源 (1) 人體靜電人體靜電人以衣服、鞋、襪等物體之間的摩擦、接觸和分離等產(chǎn)生的靜電是電子產(chǎn)品制造中主要靜電源之一。人體活動產(chǎn)生靜電電壓約0.52kV?？諝鉂穸葘o電

3、電壓影響很大，在干燥環(huán)境中還要上1升個數(shù)量級。人體帶電后觸摸到地線，會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生不同程度的電擊感反應(yīng)。電子產(chǎn)品制造中的靜電源 (2) 工作服工作服化纖或棉織工作服與工作臺面、坐椅摩擦時，可在服裝表面產(chǎn)生6000V以上的靜電電壓。并使人體帶電，此時與器件接觸時，會導致放電，損壞器件。電子產(chǎn)品制造中的靜電源 (3) 工作鞋工作鞋橡膠或塑料鞋與地的絕緣電阻高達1013，當與地面摩擦時產(chǎn)生靜電，并使人體帶電。電子產(chǎn)品制造中的靜電源 (4) 包裝與運輸包裝與運輸樹脂、漆膜、塑料膜封裝的器件放入包裝中運輸時，其間表面與包裝材料摩擦能產(chǎn)生幾百伏幾百伏的靜電電壓，對敏感器件放電。電子產(chǎn)品制造中的靜電源

4、 (5) 包裝與儲物盒包裝與儲物盒用PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚丙乙烯)、PVR(聚氨酯)、PVC和聚酯、樹脂等高分子材料制作的各種包裝、料盒、周轉(zhuǎn)箱、PCB家等都可能因摩擦、沖擊產(chǎn)生13.5kV靜電電壓，對敏感器件放電。電子產(chǎn)品制造中的靜電源 (6) 普通工作臺面普通工作臺面普通工作臺面，受到磨擦產(chǎn)生靜電。電子產(chǎn)品制造中的靜電源 (7) 地面地面混凝土、打蠟拋光地板、橡膠板等絕緣地面的絕緣電阻高，人體上的靜電荷不易泄漏。電子產(chǎn)品制造中的靜電源 (8) 電子設(shè)備和工具電子設(shè)備和工具電烙鐵、波峰焊機、再流焊爐、貼片機、調(diào)試和檢測等設(shè)備內(nèi)的高壓變壓器、交直流電路都會在設(shè)備上感應(yīng)出靜電。

5、如果設(shè)備靜電泄漏措施不好，都會引起敏感器件在制造過程中失效。烘箱內(nèi)熱空氣循環(huán)流動與箱體摩擦、 CO2低溫箱冷卻箱內(nèi)的CO2蒸汽均會產(chǎn)生大量的靜電荷。靜電敏感元件(SSD) 對靜電反應(yīng)敏感的元器件稱為靜電敏感元器件(SSD) 主要指超大規(guī)模集成電路，特別是金屬化膜半導體(MOS電路) 根據(jù)靜電敏感程度分級，制定SSD分級表SSD分級表相對濕度與人體活動帶電關(guān)系人體帶電電位與電擊感度靜電防護原理 (1)靜電防護的核心是靜電防護的核心是“靜電消除靜電消除” 電子產(chǎn)品制造中，不產(chǎn)生靜電是不可能的。 產(chǎn)生靜電不是危害所在，其危害在于靜電積聚以及由此產(chǎn)生的靜電放電。 對可能產(chǎn)生靜電的地方防止靜電積聚。采取

6、措施，使靜電便產(chǎn)生，便泄放，將靜電電壓控制在安全范圍內(nèi)。 對已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉，即時泄放。靜電防護方法 (2)使用防靜電材料使用防靜電材料 不能采用金屬和絕緣材料做防靜電材料。 防靜電材料： (1) 表面電阻在1105.cm以下的所謂靜電導體 (2) 表面電阻在1105.cm 1108.cm的靜電亞導體。 (3) 常用的靜電防護材料是在橡膠中混入導電碳黑來實現(xiàn)的，其表面電阻控制在1106.cm以下。靜電防護方法 (3)泄漏與接地泄漏與接地 對可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生靜電的部位進行接地，提供靜電釋放通道。埋大地線建立獨立地線，接地電阻10(見GBJ179或SJ/T10694-1996) 將靜

7、電防護材料(如工作臺面墊、地墊、防靜電腕帶等)通過1M 電阻接到通向大地線的導體上(SJ/T10630-1995)。串聯(lián)1M 電阻是為了確保對地泄放5mA的電流。 軟接地：見以上。 硬接地：設(shè)備外殼和靜電屏蔽罩通常是直接接地。靜電防護方法 (4)理想的理想的EOS/ESD安全工作臺安全工作臺 IPC-A6100標準中推薦的防靜電工作臺階地方法靜電防護方法 (5)可接受的可接受的EOS/ESD安全工作臺安全工作臺 IPC-A6100標準中推薦的防靜電工作臺階地方法靜電防護方法 (6)導體帶靜電的消除導體帶靜電的消除 放電體上的電壓與釋放時間可用下式表示 UT=U0L1/RC式中UT T時刻的電壓

8、(V)U0 起始電壓R 等效電阻()C 導體等效電容(pf) 一般要求在1S內(nèi)將電壓降至100V以下的安全區(qū)，防止泄漏電流過大對SSD造成損壞。因此通常用1M限流電阻。 不小心觸及到220V工業(yè)電壓，也不會帶來危險。靜電防護方法 (7)非導體帶靜電的消除非導體帶靜電的消除 電荷不能在絕緣體上流動，不能用接地方法消除靜電。采用如下方法： (a)使用離子風扇產(chǎn)生正負離子，中和靜電源的靜電。 (b)使用靜電消除劑屬表面活性劑，擦洗儀器和物體表面。 (c)控制環(huán)境濕度提高非導體材料的表面電導率，使物體表面不易積聚靜電。 (d)采用靜電屏蔽對易產(chǎn)生靜電的設(shè)備采用屏蔽罩，將屏蔽罩接地。靜電防護方法 (7)

9、工藝控制法工藝控制法 為了在電子產(chǎn)品制造中盡量少的產(chǎn)生靜電，控制靜電和集聚，對已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉，即時釋放，應(yīng)從廠房設(shè)計、設(shè)備安裝、操作、管理制度等方面采取有效措施。靜電防護器材 人體防靜電系統(tǒng)：包括防靜電腕帶、工作服、帽、手套、鞋、襪等。 防靜電地面：防靜電水磨石地面、防靜電橡膠地面、PVC防靜電塑料地板、防靜電地毯、防靜電活動地板等。 防靜電操作系統(tǒng)：防靜電工作臺墊、防靜電包裝袋、防靜電物流小車、防靜電烙鐵及工具等。靜電測試儀器 靜電場測試儀：測試臺面、地面等表面電阻值。 腕帶測試儀：測量腕帶是否有效。 人體靜電測試儀：測量人體攜帶靜電量，人體雙腳之間的阻抗、腕帶、接地插頭、工作

10、服等是否防護有效，入門放電等。 兆歐表：測量所有導電型、抗靜電型及靜電泄放型表面的阻抗或電阻。電子產(chǎn)品制造中防靜電技術(shù)指標要求（1） 防靜電地極接地電阻10； 地面或地墊表面電阻值1051010；磨擦電壓100V； 墻壁電阻值5 104109 ； 工作臺面或墊表面電阻值106109；磨擦電壓100V；對地系統(tǒng)電阻106108； 工作椅對腳輪電阻106108； 工作服帽、手套磨擦電壓300V；鞋底100V；電子產(chǎn)品制造中防靜電技術(shù)指標要求（2） 腕帶連接電纜電阻10M；佩戴腕帶時系統(tǒng)電阻110M ；腳跟帶系統(tǒng)電阻0.5105108； 物流車臺面對車輪系統(tǒng)電阻106109； 料盒、周轉(zhuǎn)箱、PCB架

11、等物流傳遞器具表面電阻值103108 ； 包裝袋、盒磨擦電壓100V； 人體綜合電阻106108。靜電作業(yè)區(qū)要求 1級靜電敏感程度范圍：01999V 2級靜電敏感程度范圍：20003999V 3級靜電敏感程度范圍：400015999V IPC-610C規(guī)定的防靜電標志：靜電安全區(qū) 室溫為23 3； 相對濕度為4570%RH； 靜止在低于30%的環(huán)境內(nèi)操作SSD； 定期檢測地面、桌面、周轉(zhuǎn)箱等表面電阻值； 工作臺上禁止防止非生產(chǎn)物品； 操作時帶防靜電腕帶，每天測量腕帶是否有效； 測試SSD時應(yīng)從包裝盒、管、盤中取出一塊，測一塊，放一塊，不要堆在桌子上； 檢驗人員應(yīng)熟悉SSD的型號、品種、測試知識了解靜電保護的基本知識。SSD運輸、存儲、使用要求 運輸中不得掉落在地，不得任意脫離包裝； 存放SSD的庫房相對濕度：3040%RH； SSD存放過程中保持原包裝，若需更換包裝時，要使用具有防靜電性能的容器； 庫房里，放置SSD期間的位置上應(yīng)貼有防靜電專用標簽； 發(fā)放SSD器件應(yīng)用目測方法，在SSD器件的原包裝內(nèi)清點數(shù)量； 對EPROM進行鞋、擦及信息保護操作時，應(yīng)將寫入器/擦除器充分接地，要帶防靜電腕帶； 裝配、焊接、修板、調(diào)試等操作人員