電子產(chǎn)品制造如何消除靜電與防止靜電

1、ESD Control *靜電就是靜止的電荷，就是物體表面有多余靜電就是靜止的電荷，就是物體表面有多余 的電荷（正電荷或負(fù)電荷）存在。的電荷（正電荷或負(fù)電荷）存在。靜電產(chǎn)生有三種方法：靜電產(chǎn)生有三種方法：N摩擦摩擦N相接觸的兩個物體發(fā)生分離相接觸的兩個物體發(fā)生分離N靜電感應(yīng)產(chǎn)生靜電靜電感應(yīng)產(chǎn)生靜電Page 1 結(jié)果：帶結(jié)果：帶正正的靜電荷的靜電荷結(jié)果：帶結(jié)果：帶負(fù)負(fù)的靜電荷的靜電荷相接觸的兩個相接觸的兩個物體發(fā)生分離物體發(fā)生分離Page 2）帶有靜電的物體靠近或接觸另一物體，只要它們之間存在電勢差，就會發(fā)生靜電荷傳遞。這種靜電荷傳遞過程我們稱之為靜電泄放靜電泄放。當(dāng)這種靜電荷傳遞的過程強度足夠

2、大，大到可以損壞我們的產(chǎn)品，我們就稱之為ESD事件事件。Page 3任何物體都可以產(chǎn)生靜電任何物體都可以產(chǎn)生靜電 ！Everything can be come Charged ！ 在在我們的工作區(qū)域所有物體都可以產(chǎn)生靜電我們的工作區(qū)域所有物體都可以產(chǎn)生靜電! 手推車，椅子，機械手，粘膠帶，周轉(zhuǎn)箱和其它物料輸送物品 人體，手套，凈化室用抹布，凈化室用太空服，普通衣服 工作臺表面，CRT電腦顯示器，手動工具，紙，筆記本，文件夾，筆 墻壁，地板，酒精瓶， ESD 包裝，非ESD 包裝 等等都可以產(chǎn)生靜電。Page 4 對于硬盤產(chǎn)品生產(chǎn)，表面電阻小于1x109Ohms 的材料是理想的ESD材料。3.

3、 Insulator 絕緣材料絕緣材料2. Dissipative 靜電消耗材料靜電消耗材料Conductive 導(dǎo)體材料導(dǎo)體材料105 Ohms / 1011 Ohms / 1 產(chǎn)生靜電少產(chǎn)生靜電少 2 靜電可以通過接地消除靜電可以通過接地消除 （但消除速度很快）（但消除速度很快） 3 可以接收的可以接收的ESD材料材料1 產(chǎn)生靜電較少產(chǎn)生靜電較少 2 靜電可以通過接地消除靜電可以通過接地消除 （消除速度適中）（消除速度適中） 3 理想的理想的ESD材料材料1 產(chǎn)生靜電很多產(chǎn)生靜電很多 2 靜電不能通過接地消除靜電不能通過接地消除 （消除速度特別慢）（消除速度特別慢） 3 非非ESD材料材料

4、Page 5Page 6人體對大于人體對大于的靜電才有感覺！的靜電才有感覺！但是但是磁頭磁頭PCB/PCC電路板電路板梳頭發(fā)梳頭發(fā)撕貼膠帶撕貼膠帶走路走路對于對于ESD我們應(yīng)該統(tǒng)一認(rèn)識，并加以提高我們應(yīng)該統(tǒng)一認(rèn)識，并加以提高ESD ESD 是是 隱隱 藏藏 的的 敵敵 人人Page 7聽到聽到5000V感覺到感覺到3000V看到看到8000V電子元件電子元件受損受損100-500V針對我們的針對我們的Arm產(chǎn)品產(chǎn)品,安全靜電電壓是安全靜電電壓是 !大量的靜電荷在存在電勢差的物體物體（人或機器）與產(chǎn)品產(chǎn)品之間快速快速傳遞，短時間內(nèi)產(chǎn)生很大的電流（遠遠超過產(chǎn)品可以承受的電流）重則損毀電路，造成產(chǎn)品

5、不能使用；輕則使電路過熱受到損傷，影響產(chǎn)品的壽命和可靠性。被被ESD損毀的產(chǎn)品損毀的產(chǎn)品Page 8使電子元件受損的使電子元件受損的潛在缺陷潛在缺陷占占90% 在廠內(nèi)很難被發(fā)現(xiàn)在廠內(nèi)很難被發(fā)現(xiàn)電子元件電子元件即時失效即時失效只占只占10% 在廠內(nèi)可被發(fā)現(xiàn)在廠內(nèi)可被發(fā)現(xiàn)決定靜電產(chǎn)生多少的因素主要有：決定靜電產(chǎn)生多少的因素主要有：1 材料的導(dǎo)電性能材料的導(dǎo)電性能：導(dǎo)電材料和靜電消耗材料產(chǎn)生比較少的靜電，絕緣材料產(chǎn)生很多的靜電。2 環(huán)境相對濕度環(huán)境相對濕度對靜電的產(chǎn)生有很大的影響，相對濕度大（空氣潮濕）靜電產(chǎn)生就少，ESD的 問題就少。反之，相對濕度小ESD的問題就多。 3 ESD地板地板， ESD

6、安全的鞋安全的鞋（包括太空服）及腕帶腕帶 的使用對于降低人體產(chǎn)生的靜電也是非常 有效的。另外在地板上走動走動比不走動不走動產(chǎn)生更多的靜電。 1 在地 毯上走路2 穿普通鞋在ESD地板上走路（不使用腕帶） 3 穿ESD安全的鞋在ESD地板上（使用腕帶 ） 5 摩擦絕緣材料35000V 8000V 1500V10000V 4000V 200V50V 10V 0V環(huán)境相對濕度10-20%RH 40-50%RH 70-90%RH4000V 1500V 300VPage 9ESD 損壞的方式損壞的方式直接的方式直接的方式間接的方式間接的方式1. 金屬（小電阻）接觸金屬（小電阻）接觸帶靜電的物體接觸產(chǎn)品

7、(HBM)物體接觸帶靜電的產(chǎn)品 (CDM)2. 電路電路熱拔插帶電測試靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)不直接接觸不直接接觸電磁干擾（電磁干擾（EMI）不直接接觸不直接接觸Page 10 降降 低低 成成 本本 提提 高高 產(chǎn)產(chǎn) 品品 質(zhì)質(zhì) 量量 客客 戶戶 滿滿 意意 增增 加加 利利 潤潤Page 11Three fundamental principles三個基本的控制原理三個基本的控制原理- Ground/Bond all conductors ( 為所有導(dǎo)體進行接地處理。為所有導(dǎo)體進行接地處理。注意：人也是導(dǎo)體）注意：人也是導(dǎo)體）- Control Charges on Nonconductors (

8、 控制容易產(chǎn)生較多靜電絕緣材料控制容易產(chǎn)生較多靜電絕緣材料）- Use protective packaging for transit and storage ( 在產(chǎn)品運輸和存貯過程中使用在產(chǎn)品運輸和存貯過程中使用ESD防護包裝防護包裝）ESD 控制控制 = Man ( 人人 ) + Machine (機機 ) +Material (料料 )+Method(法法 )+ Environment( 環(huán)環(huán) )Man ( 人人 )-手腕帶手腕帶 ，ESD鞋鞋，ESD椅子椅子,衣服衣服 Machine ( 機機 )- 接地接地，控制靜電電流控制靜電電流- 消除消除 / 屏蔽屏蔽 電磁干擾和交流電場電

9、磁干擾和交流電場Material ( 材料材料 )- 使用導(dǎo)體材料使用導(dǎo)體材料- 盡量使用靜電消耗材料盡量使用靜電消耗材料- 使用使用 ESD地板，地板，ESD桌墊桌墊- 不用或盡量少用絕緣材料不用或盡量少用絕緣材料Method ( 方法方法 )- 預(yù)防預(yù)防 （創(chuàng)建ESD安全的環(huán)境）- 保護保護 （保護對ESD敏感的產(chǎn)品或零部件，避免金屬小 電阻接觸 ）- 屏蔽屏蔽 （對非ESD安全的物品進行法拉第或距離屏蔽 ）- 消除消除 （通過接地，離子化消除產(chǎn)生的靜電）Environment ( 環(huán)境環(huán)境 )- 溫度溫度 / 濕度控制濕度控制- 局部使用離子風(fēng)機局部使用離子風(fēng)機- 員工員工 ESD培訓(xùn)培

10、訓(xùn)- 管理管理Page 12- 處理對ESD敏感的產(chǎn)品必須在ESD安全區(qū)域（ ESD Safe Area)內(nèi)進行。 - 在ESD安全區(qū)域處理對ESD敏感的產(chǎn)品，必須依照ESD安全處理程序進行。 - 沒有進行必要的ESD防護，不允許進入ESD安全區(qū)域。 ESD敏感產(chǎn)品的處理工序依照產(chǎn)品的特點和可能 造成的ESD損壞劃分為四個ESD風(fēng)險等級：1A 級級 - 特別高的特別高的ESD風(fēng)險風(fēng)險1 級級 - 很高的很高的ESD風(fēng)險風(fēng)險2 級級 - 較高的較高的ESD風(fēng)險風(fēng)險 （ 以上級別只用行磁頭和硬盤生產(chǎn)工序）3 級級 - 高的高的ESD風(fēng)險風(fēng)險 （硬盤生產(chǎn)Drive Top Cover安裝到位以后 工

11、序PCCA / Hook up Die / IC 安裝，焊接及通電測試工序）4 級級 - 中等的中等的ESD風(fēng)險風(fēng)險 （PCCA ，Hook up 一般工序）Page 13靜電防護安全區(qū)域（ ESD Safe Area)兩種可用的接地系統(tǒng)兩種可用的接地系統(tǒng)LNE產(chǎn)品產(chǎn)品ESD墊子墊子機器或夾具機器或夾具ESD腕帶腕帶ESD地板地板ESD鞋鞋工作臺工作臺ESD凈化服凈化服LNE產(chǎn)品產(chǎn)品ESD墊子墊子機器或夾具機器或夾具ESD腕帶腕帶ESD鞋鞋工作臺工作臺ESD凈化服凈化服ESD接地銅排接地銅排ESD地板地板Page 14產(chǎn)品產(chǎn)品ESD墊子墊子機器或夾具機器或夾具ESD腕帶腕帶ESD鞋鞋工作臺工作

12、臺ESD凈化服凈化服ESD地板地板人體通過ESD凈化服、ESD鞋及ESD地板接地接地電阻通常在 1x10e8 1x10e9歐姆,這時人體的靜電電位在500V以下。人體通過ESD腕帶接地，接地電阻可以確保在 1x10e6 1x10e7歐姆，可以確保人體的靜電電位在10V以下。機器或夾具等金屬物體通過接地線接地，接地電阻通常小于10歐姆，可以將機器或夾具等金屬物體上產(chǎn)生的靜電隨時導(dǎo)向大地，減少靜電對產(chǎn)品的危害。Page 15針對我們的針對我們的Arm產(chǎn)品產(chǎn)品,安全靜電電壓是安全靜電電壓是 60%最大風(fēng)速。高度高度18-24 Inch產(chǎn)品區(qū)域Page 191） 在ESD安全的工位處理對ESD敏感產(chǎn)品

13、。2） 在處理對ESD敏感產(chǎn)品之前戴上腕帶，防靜電手套。3） 對所有金屬設(shè)備和工具進行接地處理。4） 讓ESD敏感產(chǎn)品與絕緣材料最少保持12英寸（約30公分）的距離。 （如果對產(chǎn)品進行了保護如：產(chǎn)品放在ESD包內(nèi)，放在 蓋上蓋子的ESD 安全 物料盒內(nèi)；如果對絕緣材料進行了屏蔽或使用了離子風(fēng)機，ESD敏感產(chǎn)品與 絕緣材料之間不受這個距離的限制。）5） 總是保持工作區(qū)域干凈整潔，拿走不必要的物料，特別是拿走不是生產(chǎn)必需 的普通塑料制品，紙制品及個人物品。6） 對ESD敏感產(chǎn)品可能接觸的設(shè)備部件， 測量設(shè)備接地，確保牢固有效安全。7） 不要用金屬物體接觸對ESD敏感產(chǎn)品的暴露的輸入電路，減少對ES

14、D敏感產(chǎn) 品不必要的接觸。8） 服從ESD敏感區(qū)域，ESD安全紀(jì)律要求。9） 如果你對ESD有不清楚的可以聯(lián)系本地ESD控制部門。Page 20“Q” : 在產(chǎn)品或零部件，工具或其它物體（包括人體）上的 靜電荷靜電荷 （通常是由于摩擦或者是靜電感應(yīng)產(chǎn)生的）“M” : 與產(chǎn)品或零部件暴露的輸入電路進行小電阻的金屬聯(lián)接金屬聯(lián)接?！癊SD” : 短時間內(nèi)的大電流損壞產(chǎn)品或零部件，造成 ESD損壞損壞沒有金屬聯(lián)接: Q + M = ESD 沒有ESD損壞沒有靜電荷 : Q + M = ESD 沒有ESD損壞沒有靜電荷和沒有金屬聯(lián)接: Q + M = ESD 沒有ESD損壞用這個公式來幫我們理解如何解決

15、ESD問題Page 21消除金屬聯(lián)接（消除金屬聯(lián)接（M）: Q + M = NO ESD 避免金屬聯(lián)接的方法：設(shè)計工具，使暴露的電路不能接觸工具的金屬表面在工具的表面使用ESD消耗材料（ESD墊子等）暴露的電路好好好好不好不好Page 22 為導(dǎo)體進行可靠的接地為導(dǎo)體進行可靠的接地（對固定金屬導(dǎo)體：接地電阻 10 ohms ,對移動導(dǎo) 體，ESD材料或不可以接地的導(dǎo)體：接地電阻 1X109 歐姆。） 減少或消除摩擦、撕粘膠帶等等所有可以產(chǎn)生靜電的操作。減少或消除摩擦、撕粘膠帶等等所有可以產(chǎn)生靜電的操作。 如有必要，使用離子風(fēng)機消除絕緣材料上的靜電。如有必要，使用離子風(fēng)機消除絕緣材料上的靜電。

16、從工位上拿走不是生產(chǎn)必須的絕緣材料。從工位上拿走不是生產(chǎn)必須的絕緣材料。 對于生產(chǎn)工藝必須的絕緣材料和對于生產(chǎn)工藝必須的絕緣材料和ESD敏感的產(chǎn)品，保持安全距離（敏感的產(chǎn)品，保持安全距離（12英寸英寸 以上）。以上）。減少或消除靜電荷減少或消除靜電荷 （Q）: Q + M = NO ESDPage 23 很多人首先試著只是控制 Q ( 靜電荷靜電荷 ) 但消除M ( 金屬聯(lián)接金屬聯(lián)接 ) 通常是最廉價的，最容易的，從長期來說也 是最有效的解決辦法。 聰明的做法是把控制 Q ( 靜電荷靜電荷 ) 和消除M ( 金屬聯(lián)接金屬聯(lián)接 ) 結(jié)合起來這取決于在每個工藝過程中哪一種方法最容易，最廉價。 你必

17、須不斷改善和優(yōu)化你的工藝過程，否則ESD的問題將繼續(xù)困 惑著你!Q + M = ESDPage 24 電子元器件就像雞蛋，電子元器件對ESD十分敏感就像雞蛋從高處落下很容易摔壞。 電子元器件帶有靜電就像一個被舉高的雞蛋 不是高度摔破了雞蛋，而是高度的突然改變（摔下雞蛋）摔破了雞蛋。 不是高的靜電電壓損壞了電子元器件，而是靜電電壓的突然改變損壞電子元器件不是高的靜電電壓損壞了電子元器件，而是靜電電壓的突然改變損壞電子元器件。 金屬聯(lián)接造成的靜電電壓的突然改變等同從高處摔下雞蛋。如果超過這一高度摔下如果超過這一高度摔下(靜電泄放靜電泄放)雞蛋雞蛋( 電子元器件電子元器件 ) 將被摔破將被摔破(損壞

18、損壞)高度（靜電荷的多少）搬運雞蛋搬運雞蛋( 電子元器件電子元器件 ) 越過障礙物，越過障礙物， 如何保證雞蛋如何保證雞蛋( 電子元器件電子元器件 ) 不被摔破不被摔破(損壞損壞) ？Page 25第一種解決方法第一種解決方法降低降低障礙物的高度，障礙物的高度， 相當(dāng)于傳統(tǒng)的 ESD 控制思路 只是控制靜電荷和電壓，去除絕緣材料、使用接地、離子風(fēng)機等等如果超過這一高度摔下如果超過這一高度摔下(靜電泄放靜電泄放)雞蛋雞蛋(電子元器件電子元器件 ) 將被摔破將被摔破(損壞損壞)高度（靜電荷的多少）Page 26第二種解決方法第二種解決方法在在地板上靠近障礙物地方墊上地板上靠近障礙物地方墊上軟墊子軟墊子防止雞蛋被摔破防止雞蛋被摔破在在工作表面上墊上 ESD墊子或 ESD薄膜（靜電消耗材料），防止電子元器件暴露的電路直接接觸金屬表面。高度（靜電荷的多少）超過這一高度摔到超過這一高度摔到?jīng)]有墊子的地面沒有墊子的地面雞蛋將被摔破雞蛋將被摔破超過這一高度摔