ESD靜電防護(hù)課件

靜電

防護(hù)知識(shí)靜電襲擊千萬(wàn)不可小覷ESD的意思是“靜電釋放”的意思，它是英文：Electro-Staticdischarge的縮寫，即“靜電放電”的意思。

ESD是本世紀(jì)中期以來(lái)形成的以研究靜電的產(chǎn)生、危害及靜電防護(hù)等的學(xué)科。因此，國(guó)際上習(xí)慣將用于靜電防護(hù)的器材統(tǒng)稱為“ESD”，中文名稱為靜電阻抗器。冬季需小心靜電傷身

一.ESD知識(shí)介紹

靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，產(chǎn)生的方式多種，如接觸、摩擦等。靜電的特點(diǎn)是高電壓、低電量、小電流和作用時(shí)間短的特點(diǎn)。

人體自身的動(dòng)作或與其他物體的接觸，分離，摩擦或感應(yīng)等因素，可以產(chǎn)生幾千伏甚至上萬(wàn)伏的靜電。

靜電在多個(gè)領(lǐng)域造成嚴(yán)重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業(yè)中的兩大危害。持續(xù)干燥小心靜電發(fā)威太夸張了吧？。。防護(hù)工具靜電的防護(hù)

1.接地

接地就是直接將靜電過(guò)一條線的連接泄放到大地，這是防靜電措施中最直接最有效的，對(duì)于導(dǎo)體通常用接地的方法，如人工帶防靜電手腕帶及工作臺(tái)面接地等。接地通過(guò)以下方法實(shí)施：①人體通過(guò)手腕帶接地。②人體通過(guò)防靜電鞋（或鞋帶）和防靜電地板接地。③工作臺(tái)面接地。④測(cè)試儀器，工具夾，烙鐵接地。⑤防靜電地板，地墊接地。⑥防靜電周轉(zhuǎn)車，箱，架盡可能接地。⑦防靜電椅接地。2.靜電屏蔽

靜電敏感元件在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)暴露于有靜電的區(qū)域中，用靜電屏蔽的方法可削弱外界靜電對(duì)電子元件的影響，最通常的方法是用靜電屏蔽袋和防靜電周轉(zhuǎn)箱作為保護(hù)。另外防靜電衣對(duì)人體的衣服具有一定的屏蔽作用。3.離子中和A.防靜電儀表①手腕帶/腳帶/防靜電鞋綜合檢測(cè)儀－用途：用于檢測(cè)手腕帶，腳帶，防靜電鞋是否符合要求。②測(cè)試腳帶及防靜電鞋時(shí)，需增加一塊金屬板及儀表連接的導(dǎo)線。③除靜電離子風(fēng)機(jī)檢測(cè)儀－用途：定期對(duì)離子風(fēng)機(jī)平衡度和衰減時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)及校驗(yàn)以確保離子風(fēng)機(jī)工作在安全的指標(biāo)范圍。④靜電場(chǎng)探測(cè)儀－用途：測(cè)量靜電場(chǎng)以反映靜電的存在，以電壓形式讀數(shù)，用來(lái)測(cè)試環(huán)境的靜電強(qiáng)度。一般受環(huán)境影響和靜電瞬間特性，很難真實(shí)反映實(shí)際情況。⑤靜電屏蔽袋測(cè)試儀－用途：用于檢測(cè)靜電屏蔽袋的屏蔽效果。⑥表面電阻測(cè)量?jī)x－用途：用于測(cè)量材料表面電阻，體積電阻。B.接地類防靜電產(chǎn)品①防靜電手腕帶：廣泛用于各種操作工位，手腕帶種類很多，建議一般采用配有1兆歐姆電阻的手腕帶，線長(zhǎng)應(yīng)留有一定余量。靜電的危害

靜電在我們的日常生活中可以說(shuō)是無(wú)處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾千伏甚至幾萬(wàn)伏。平時(shí)可能體會(huì)不到，人走過(guò)化纖的地毯靜電大約是35000伏，翻閱塑料說(shuō)明書大約7000伏，對(duì)于一些敏感儀器來(lái)講，這個(gè)電壓可能會(huì)是致命的危害。靜電學(xué)主要研究靜電應(yīng)用技術(shù)，如靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電生物效應(yīng)等。更主要的是靜電防護(hù)技術(shù)，如電子工業(yè)、石油工業(yè)、兵器工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠工業(yè)以及興航與軍事領(lǐng)域的靜電危害，尋求減少靜電造成的損失近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，靜電放電的電磁場(chǎng)效應(yīng)如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問(wèn)題，已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑料,橡膠等的制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程的高速化,使得靜電能積累到很高的程度.

另一方面，靜電敏感材料的生產(chǎn)和使用,如輕質(zhì)油品,火藥,固態(tài)電子器件等,工礦企業(yè)部門受靜電的危害也越來(lái)越突出,靜電危害造成了相當(dāng)嚴(yán)重的后果和損失。它可以在不經(jīng)意間將昂貴的電子器件擊穿，造成電子工業(yè)年損失達(dá)上百億美元。在興航工業(yè)，靜電放電造成火箭和衛(wèi)星發(fā)射失敗，干擾興航飛行器的運(yùn)行

靜電的產(chǎn)生①摩擦：在日常生活中，任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電，而產(chǎn)生靜電的最通方法，就是摩擦生電。材料的絕緣性越好，越容易是使用摩擦生電。另外，任何兩種不同物質(zhì)的物體接觸后再分離，也能產(chǎn)生靜電。②感應(yīng)：針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如將其置于一電場(chǎng)中，由于同性相斥，異性相吸，正負(fù)離子就會(huì)轉(zhuǎn)移。③傳導(dǎo)：針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如與帶電物體接觸，將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。靜電對(duì)電子工業(yè)的影響集成電路元器件的線路縮小，耐壓降低，線路面積減小，使得器件耐靜電沖擊能力的減弱，靜電電場(chǎng)（StaticElectricField）和靜電電流（ESDcurrent）成為這些高密度元器件的致命殺手。同時(shí)大量的塑料制品等高絕緣材料的普遍應(yīng)用，導(dǎo)致產(chǎn)生靜電的機(jī)會(huì)大增。日常生活中如走動(dòng)，空氣流動(dòng)，搬運(yùn)等都能產(chǎn)生靜電。人們一般認(rèn)為只有CMOS類的晶片才對(duì)靜電敏感，實(shí)際上，集成

度高的元器件電路都很敏感。

靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害的特點(diǎn)(1).隱蔽性

人體不能直接感知靜電除非發(fā)生靜電放電,但是發(fā)生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺(jué),這是因?yàn)槿梭w感知的靜電放電電壓為2－3KV,所以靜電具有隱蔽性。(2).潛在性

有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒(méi)有明顯的下降，但多次累加放電會(huì)給器件造成內(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對(duì)器件的損傷具有潛在性。(3).隨機(jī)性

電子元件甚么情況下會(huì)遭受靜電破壞呢?可以這么說(shuō)，從一個(gè)元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過(guò)程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機(jī)動(dòng)性性。其損壞也具有隨機(jī)動(dòng)性性。(4).復(fù)雜性

靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產(chǎn)品的精、細(xì)、微小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢，要求較高的技術(shù)并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當(dāng)作其他失效。這在對(duì)靜電放電損害未充分認(rèn)識(shí)之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺(jué)地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對(duì)電子器件損傷的分析具有復(fù)雜性。二.什么是ESD？

簡(jiǎn)言之，ESD就是電荷的快速中和，電子工業(yè)每年花在這上面的費(fèi)用有數(shù)十億美元之多。我們知道所有的物質(zhì)都由原子構(gòu)成，原子中有電子和質(zhì)子。當(dāng)物質(zhì)獲得或失去電子時(shí)，它將失去電平衡而變成帶負(fù)電或正電，正電荷或負(fù)電荷在材料表面上積累就會(huì)使物體帶上靜電。電荷積累通常因材料互相接觸分離而產(chǎn)生，也可由摩擦引起，稱為摩擦起電。有許多因素會(huì)影響電荷的積累，包括接觸壓力、摩擦系數(shù)和分離速度等。靜電電荷會(huì)不斷積累，直到造成電荷產(chǎn)生的作用停止、電荷被泄放或者達(dá)到足夠的強(qiáng)度可以擊穿周圍物質(zhì)為止。電介質(zhì)被擊穿后，靜電電荷會(huì)很快得到平衡，這種電荷的快速中和就稱為靜電放電。由于在很小的電阻上快速泄放電壓，泄放電流會(huì)很大，可能超過(guò)20安培，如果這種放電通過(guò)集成電路或其他靜電敏感元件進(jìn)行，這么大的電流將對(duì)設(shè)計(jì)為僅導(dǎo)通微安或毫安級(jí)電流的電路造成嚴(yán)重?fù)p害干燥的冬天，靜電無(wú)處不在有多種模型可以用來(lái)表述器件如何受到損害，如人體模型(HBM)、機(jī)器模型(MM)、帶電器件模型(CDM)以及電場(chǎng)對(duì)器件的影響等。對(duì)于自動(dòng)裝配設(shè)備而言，主要考慮后三種損壞模型(模式)，我們?cè)谙旅娣謩e進(jìn)行討論。

機(jī)器模型/模式自動(dòng)裝配設(shè)備使用導(dǎo)軌、傳動(dòng)帶、滑道、元件運(yùn)送器和其他裝置來(lái)移動(dòng)器件使之按工藝要求的方向運(yùn)動(dòng)，如果設(shè)備設(shè)計(jì)不當(dāng)，傳動(dòng)帶和運(yùn)送系統(tǒng)上可能會(huì)積累大量電荷，這些電荷將在工藝過(guò)程中通過(guò)器件泄放。設(shè)備部件通過(guò)器件放電就稱為機(jī)器模型/模式。

帶電器件模型/模式如果一個(gè)器件因某種原因累積了電荷并與一個(gè)帶電少的表面相接觸，電荷就會(huì)通過(guò)器件上的導(dǎo)電部分泄放。當(dāng)器件向其他材料放電時(shí)，就稱為帶電器件模式，用帶電器件模型表示。三.常見(jiàn)概念及應(yīng)用

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(guò)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(wú)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(jì)上的原因只能使用塑料材料或復(fù)合材料時(shí)，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(shù)脂百分比不同可獲得所需的導(dǎo)電性或耗散性。

在樹(shù)脂中加入纖維可以使之獲得導(dǎo)電性或耗散性并增強(qiáng)強(qiáng)度，這種纖維可能本身就有導(dǎo)電性或者采用了表面電鍍工藝。雖然添加纖維可得到這些好處，但它也改變了收縮率和韌性。填充劑可以提供導(dǎo)電性和耗散性，增加強(qiáng)度，但常常會(huì)降低基體樹(shù)脂的硬度。傳送帶傳送帶用來(lái)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(jī)器其他部分傳來(lái)的器件，那么它應(yīng)該采用耗散性材料。當(dāng)傳動(dòng)帶表面電阻率為1～106Ω時(shí)，它會(huì)使帶電器件放電速度太快，對(duì)器件造成損害；當(dāng)表面電阻在106～109Ω時(shí)，只要傳送帶通過(guò)轉(zhuǎn)輪滑輪和機(jī)架良好接地，傳送帶上就不會(huì)帶電。三.常見(jiàn)概念及應(yīng)用

另一個(gè)要考慮的問(wèn)題是傳送帶速度。如果傳送帶運(yùn)動(dòng)速度太快，器件放到傳送帶上時(shí)就可能會(huì)滑動(dòng)(或者器件保持不動(dòng)而傳送帶繼續(xù)在動(dòng))，這時(shí)就會(huì)形成摩擦生電，傳送帶如果接地能使電荷耗散掉，但是器件或PC板仍帶有電荷而會(huì)造成危害。導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌導(dǎo)向裝置和導(dǎo)軌用來(lái)提供通道或者使器件放于一個(gè)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(huì)損傷器件，如果送入的器件處于無(wú)靜電狀態(tài)，也可以使用導(dǎo)電性材料(表面電阻率低于106Ω)。四.正確的防靜電操作規(guī)則

1．操作E

S

D元件時(shí)必須始終配戴不良好的接地的手帶，手帶須與人的皮膚相觸。

2．必須用保護(hù)罩運(yùn)送和儲(chǔ)存靜電敏感元件。

3．清點(diǎn)元器件時(shí)盡可能不將其從保護(hù)套中取出來(lái)。

4．只有在無(wú)靜電工作臺(tái)才可以將元件從保護(hù)套中取出來(lái)。

5．在無(wú)防靜電設(shè)備時(shí)，不準(zhǔn)將靜電敏感元件用手傳遞。

6．避免衣服和其它紡織品與元件接觸。

7．最好是穿棉布衣服和混棉料的短袖衣。

8．將元件裝入或拿出保護(hù)套時(shí)，保護(hù)套要與抗靜電面接觸。

五.產(chǎn)品的靜電防護(hù)物料ESD管控

1、物料采購(gòu)時(shí)需對(duì)有要求ESD防護(hù)的物料進(jìn)行采購(gòu)要求，并保證其包裝和運(yùn)輸方法達(dá)到ESD防護(hù)要求。2、倉(cāng)庫(kù)對(duì)物料進(jìn)倉(cāng)登記時(shí)除做一般數(shù)量、價(jià)格等信息確認(rèn)外，還需檢查其包裝有無(wú)達(dá)到要求，對(duì)其未達(dá)要求的物料一律不予入倉(cāng)。3、品質(zhì)在來(lái)料檢驗(yàn)除對(duì)其功能檢驗(yàn)外還需對(duì)其包裝的ESD防護(hù)等防護(hù)項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)，達(dá)不到要求一律按《不合品處理程序辦理》。4、檢驗(yàn)合格后入倉(cāng)的電子物料，需放在有ESD處理的貨架上，并保證其存放的包裝達(dá)到ESD要求。倉(cāng)庫(kù)人員在物料點(diǎn)數(shù)、搬動(dòng)和對(duì)內(nèi)外發(fā)放過(guò)程中必須需佩帶靜電手環(huán)或用防靜電包裝箱或袋盛放。5、倉(cāng)庫(kù)應(yīng)按生技部要求對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行區(qū)域劃分，電子倉(cāng)、半成品倉(cāng)需進(jìn)行明顯的靜電標(biāo)識(shí)。對(duì)進(jìn)入電子倉(cāng)和半成倉(cāng)的人員進(jìn)行嚴(yán)格管控，達(dá)不到ESD要求的人員一律不充許進(jìn)入。6、倉(cāng)庫(kù)主管需按照《ESD各項(xiàng)設(shè)施、材料之阻抗一覽表》、《各種組件ESD損壞發(fā)生范圍》要求對(duì)管理的相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢，并填寫《ESD測(cè)試記錄表》外協(xié)加工ESD管控1、外協(xié)廠審廠選定除了對(duì)基本的設(shè)備、管理制度、價(jià)格、交期、信譽(yù)等考察外，需對(duì)PCBA整個(gè)加工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試檢驗(yàn)其各種設(shè)備接地，作業(yè)人員及有接觸PCBA人員要求穿防靜電衣服、帶防靜電手套、拉線及各種料架等需要用防靜電材料，固定料架需測(cè)其接地電阻應(yīng)小于8歐姆（國(guó)標(biāo)要求10歐姆），有相關(guān)ESD防護(hù)規(guī)定及要求，檢查表、標(biāo)識(shí)等。根據(jù)上述要求品質(zhì)部人員需填寫《外協(xié)加工ESD防護(hù)檢查表》作為評(píng)定供應(yīng)商的依據(jù)。2、評(píng)審合格后，進(jìn)行PCBA加工的過(guò)程中，IPQC需對(duì)首件生產(chǎn)做首件樣品確認(rèn)過(guò)程中的ESD要求進(jìn)行確認(rèn)，并對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中ESD防護(hù)按要求進(jìn)行巡檢，填寫《外協(xié)加工ESD防護(hù)檢查表》進(jìn)行歸檔管理。3、外發(fā)運(yùn)輸過(guò)程中必須用防靜電材料進(jìn)行包裝，否則一律不得入倉(cāng)收貨。廠內(nèi)生產(chǎn)過(guò)程及檢驗(yàn)ESD管控

1、所有的生產(chǎn)工作區(qū)域和檢測(cè)區(qū)域均需要有防靜電獨(dú)立接地地線，并定期進(jìn)行檢查，并保證接地電阻不大于5歐姆。2、所有進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域人員均需要穿防靜電衣、防靜電鞋，接觸產(chǎn)品人員帶有線靜電手環(huán)，并在進(jìn)入之前在綜合測(cè)試儀上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試通過(guò)后才能進(jìn)入，未做上述措施人員一律不得進(jìn)入。