靜電相關(guān)知識84355課件

表面貼裝工程----關(guān)于Esd的介紹目錄MFSIntroduceSMT歷史印刷制程貼裝制程焊接制程檢測制程質(zhì)量控制ESDESD簡介靜電就是靜止的電荷離子的形成What’sESD？怎樣能產(chǎn)生靜電？靜電的物理現(xiàn)象：對靜電敏感的電子元件導(dǎo)電性物體的靜電消除方法：電子零件的傳送過程MFSIntroduceESD在科技時代需要小體積，多功能，快速度的電路以成為現(xiàn)代電子工業(yè)的基本要求。這種元件的特性：線路面積小，線路間距短，所以能縮短路徑，速度快，體積小，但同時也因為線路間距小，耐壓降低，線路面積減小耐流容量減小。靜電放電的能量，在傳統(tǒng)器件中的影響甚微，我們不意察覺但在高密度的元件中，靜電電場及靜電電流卻成為致命的殺手。ESD簡介MFSIntroduceESD因電子環(huán)繞于原子核周圍，一經(jīng)外力即脫離軌道，離開原來的原子A，而投入其它的原子B，A原子因缺少電子而帶有正電現(xiàn)象，稱為陽離子，B原子因有多余電子而呈帶負(fù)電現(xiàn)象，稱為陰離子造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道，這個外力包含各種能源（如動能、位能、熱能、化學(xué)能……等），任何兩個不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電。離子的形成一一一一一一+nxmxA+一一一一一一一一nxmxB離子的形成一(N-a)*一(N+a)*陽離子陰離子MFSIntroduceESD(Electro-StaticDischarge,即靜電釋放)帶電（靜電）的情況下接觸另一種物體時，因電壓的差異而放電，這時發(fā)生瞬間高壓的現(xiàn)象。What’sESD？ESD靜電的基本概念1.首要的靜電防護(hù)概念靜電就是不平衡分布的電子，正負(fù)電荷有異性相吸，同性相斥的力量，即庫倫定律。Q=CV，V=Q/C，Q=電量；V=電壓；C=電容。因此靜電的第一個現(xiàn)象即為：同性電荷相斥；異性電荷相吸。2.電場及放電電流因電荷的存在，在周圍空間中形成電場，其強度為：V=Q/C，V：電位Q：電荷C：電容+++++QV電位強度ESD靜電與大地間因有電位存在，如果觸及電路時，就會產(chǎn)生電流即為放電電流（ELECTROSTATICDISCHARGECURRENT),這個放電電流常會將電路導(dǎo)體燒融。其放電電流為：I=V/RI:電流,V:電壓,R：電阻。VQIR放電電流怎樣能產(chǎn)生靜電？摩擦電靜電感應(yīng)電容改變在日常生活中，任何不相同材質(zhì)的東西相接觸再分離后都會產(chǎn)生靜電MFSIntroduceESD+-Q1Q2FFFαγQ1Q2γ2F:力量Q1Q2:電荷γ:距離靜電的物理現(xiàn)象：靜電就是不平衡分布的原子，陽電離子攜帶正電荷，陰離子攜帶負(fù)電荷正負(fù)電荷有異性相吸，同性相斥的力量，大小可以由庫侖定律計算得出。+++++QVQV=V:電位Q:電荷C:電容因為電荷的存在，即在周圍空間中形成電場其強度為這個電場，其強度的可以打穿目前體積電路的絕緣層，破壞絕緣MFSIntroduceESDQIRVVI=I:電流V:電壓靜電與大地間因有電位存在就會產(chǎn)生放電電流(ELECTRO-STATICDISCHARGE

CURRENT)這個放電電流會將電路導(dǎo)體燒融。其放電電流為：靜電的基本物理特性：1.吸引或排斥的力量2.與大地間有電位差3.會產(chǎn)生放電電流元件吸附灰塵改變線路之間的阻抗，影響元件的功能和壽命因為場或電流破壞元件之絕緣或?qū)w，使元件不能工作（完全不能工作）因瞬間電場或電流產(chǎn)生的熱使元件受傷，仍能工作但壽命受損。MFSIntroduce電子元件的損壞形式有兩種

完全失去功能器件不能操作約占受靜電破壞元件的百分之十

間歇性失去功能器件可以操作但性能不穩(wěn)定，維修次數(shù)因而增加約占受靜電破壞元件的百分之九十在電子生產(chǎn)上進(jìn)行靜電防護(hù)，可免：增加成本減低質(zhì)量引致客戶不滿而影響公司信譽ESDMFSIntroduce從一個元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅。這一過程包括：元件制造：包含制造、切割、接線、檢驗到交貨。印刷電路板：收貨、驗收、儲存、插入、焊接、品管、包裝到出貨。設(shè)備制造：電路板驗收、儲存、裝配、品管、出貨。設(shè)備使用：收貨、安裝、試驗、使用及保養(yǎng)。其中最主要而又容易疏忽的一點卻是在元件的傳送與運輸?shù)倪^程。ESD遭受靜電破壞MFSIntroduceMFSIntroduceESD導(dǎo)電性物體的靜電消除方法：在物理特性上，所謂導(dǎo)電性物體，即在于物體中的電子可以自由移動，物體中的電位會迅速恢復(fù)平衡，達(dá)到每點電位平等?；陔娮涌梢宰杂梢苿拥奶匦?，我們可以簡單的加以接地，給予這些不平衡的電子一個簡單的通路，釋放到大地，即可消除物體所攜帶的靜電。MFSIntroduceESD以工作人員的習(xí)慣，假設(shè)工作人員到達(dá)工作場所及接觸零件時間為1秒，(也就是說,在1秒中需將人體之靜電釋放至安全情形)則:υ(t)=υoeυo=1500Volt(at65-90%R.H)υ(t)=100VOLTSC=200PF∴R=ln15/200×10=1.39×10Ωυ=帶電體電壓(VOLTS)υ=t秒后之電壓t=接地后時間(設(shè)為1SEC)R=接地電阻(ohm)C=帶電體電容量(F)-t

由此式可知,接地電阻R=10Ω以下時，釋放時間會小于1秒鐘,當(dāng)然R越小,時間t越短,但為人員安全起見,我們建議串聯(lián)1MΩ限流電阻。MFSIntroduceESD輻射離子產(chǎn)生法使用微量的放射性元素釙（Po210）以極精密的方法將Po210包藏在瓷材料中,再將瓷粒使用強力接著膠加以接著,然后安裝于附有金屬網(wǎng)的固定架中，成為一個離子化空氣產(chǎn)生器。

Po210因只有α射線,α射線穿透力很小,在空氣中只有幾公分,而且只要紙張,或人體皮膚即可加以阻止,所以使用上非常安全,而且沒有高壓電場,不產(chǎn)生臭氧,對人體及電子零件不會影響,是目前最理想的靜電消除方法。MFSIntroduceESD靜電安全區(qū)域

(STATICSAFEGUARDWORKAREA)

一個安全的工作的區(qū)域，包含所有導(dǎo)電性與絕緣性物體，不得存在有足夠破壞元件的電荷,所以整個工作區(qū)域須備有：a.完整的導(dǎo)電及接地系統(tǒng)b.適當(dāng)?shù)碾x子化空氣產(chǎn)生器區(qū)域管理很重要的?。FSIntroduceESD電子零件的傳送過程元件在傳送中，人們會考慮到不要讓包裝材料因摩檫而產(chǎn)生靜電，破壞元件。包裝容器外部摩擦，工作人員的靜電，以及容器遇高電壓電場等都是造成元件受到不明原因破壞的主因。...........外界電場穿透絕緣性材料...........電場對導(dǎo)電容器的分布使用導(dǎo)電性材料制成之塑膠盒、塑膠袋及海棉,不但可保證元件不受機械破壞,同時因為容器本身具有導(dǎo)電性,所以外界電場將受隔離。MFSIntroduceESD靜電遮蔽器我們可知道元件安置在不產(chǎn)生靜電的容器中,并不能保護(hù)外界電場(如搬運人員,電源等)的破壞。所以說,使用靜電遮蔽器運輸靜電敏感元件是絕對的必要所謂靜電遮蔽容器包含：導(dǎo)電性塑膠盒導(dǎo)電性塑膠袋導(dǎo)電性海綿靜電遮蔽袋MFSIntroduceESD警示所有可能接觸元件的人靜電敏感元件種類凡多,所有操作人員、使用人員、搬運工人等并不容易識別,所以警示標(biāo)志在整個靜電防護(hù)工作中是非常重要的,它不但可防止不必要的破壞,而且可使您的產(chǎn)品獲得適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù),增加貴公司的信譽。一個完整的靜電防護(hù)工作應(yīng)具備下列幾點：

完整的靜電安全工作區(qū)域適當(dāng)?shù)撵o電遮蔽容器工作人員具備有完全的防護(hù)觀念警示客戶(包含元件裝配業(yè)、設(shè)備使用人員、維護(hù)人員),使客戶不致因不知道而造成破壞。MFSIntroduceESD電子工廠中,需要注意到靜電防護(hù)的地方來料檢驗庫房領(lǐng)料處元件插入處（自動和手動）焊錫設(shè)備安裝包裝運輸現(xiàn)場維護(hù)檢修是造成靜電破壞的主要原因

MFSIntroduceESD1.避免靜電敏感元件及電路板跟塑膠制成品或工具（如計算機，電腦及電腦終端機）放在一起。2.把所有工具及機器接上地線。3.用靜電防護(hù)桌墊。4.時常遵從公司的電氣安全規(guī)定及靜電防護(hù)規(guī)定。5.禁止沒有系上手環(huán)的員工及客人接近靜電防護(hù)工作站。6.立刻報告有關(guān)引致靜電破壞的可能。靜電防護(hù)步驟MFSIntroduceESD常見概念及應(yīng)用

表面電阻率簡單地說表面電阻率就是同一表面上兩電極之間所測得的電阻值，將電極形狀和電阻值結(jié)合在一起通過計算可得到單位面積的電阻值。現(xiàn)在市面上可以買得到讀數(shù)為單位面積電阻值的測量儀

體電阻率體電阻率是通過材料厚度的電阻值，單位是Ω·cm

導(dǎo)電材料導(dǎo)電材料指表面電阻率和體電阻率分別小于106Ω和106Ω·cm的材料。

耗散材料耗散材料指表面電阻率和體電阻率分別小于1012Ω或1012Ω·cm的材料

防靜電材料“防靜電”指的是能夠抑制電荷累積，可以在材料制造過程中添加或者局部加入某種物質(zhì)得到這種特性。防靜電材料無需用表面或體電阻率表示。導(dǎo)電添加劑和薄膜如果由于成本或者其他設(shè)計上的原因只能使用塑料材料或復(fù)合材料時，可以使用添加劑改善靜電特性，將添加劑混入塑料材料中，根據(jù)添加劑和樹脂百分比不同可獲得所需的導(dǎo)電性或耗散性

MFSIntroduceESD導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌用來提供通道或者使器件放于一個固定的位置或保持一定的方向性，采用的材料應(yīng)能使電荷耗散掉并且防止器件摩擦生電。表面電阻率為106Ω的材料具有良好耗散性而且不會損傷器件，如果送入的器件處于無靜電狀態(tài)，也可以使用導(dǎo)電性材料(表面電阻率低于106Ω)

傳送帶傳送帶用來輸送元件、PCB和其他器件，材料一般為塑料、纖維制品或橡膠。如果傳送帶要接收從機器其他部分傳來的器件