ESD靜電防護課件

靜電

防護知識靜電襲擊千萬不可小覷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是本世紀中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生、危害及靜電防護等的學(xué)科。因此，國際上習(xí)慣將用于靜電防護的器材統(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。靜電的特點是高電壓、低電量、小電流和作用時間短的特點。

人體自身的動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)生幾千伏甚至上萬伏的靜電。

靜電在多個領(lǐng)域造成嚴重危害。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？。。防護工具靜電的防護

1.接地

接地就是直接將靜電過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面接地等。接地通過以下方法實施：①人體通過手腕帶接地。②人體通過防靜電鞋（或鞋帶）和防靜電地板接地。③工作臺面接地。④測試儀器，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

靜電敏感元件在儲存或運輸過程中會暴露于有靜電的區(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。另外防靜電衣對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/防靜電鞋綜合檢測儀－用途：用于檢測手腕帶，腳帶，防靜電鞋是否符合要求。②測試腳帶及防靜電鞋時，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)機檢測儀－用途：定期對離子風(fēng)機平衡度和衰減時間進行檢測及校驗以確保離子風(fēng)機工作在安全的指標范圍。④靜電場探測儀－用途：測量靜電場以反映靜電的存在，以電壓形式讀數(shù)，用來測試環(huán)境的靜電強度。一般受環(huán)境影響和靜電瞬間特性，很難真實反映實際情況。⑤靜電屏蔽袋測試儀－用途：用于檢測靜電屏蔽袋的屏蔽效果。⑥表面電阻測量儀－用途：用于測量材料表面電阻，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是無處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾千伏甚至幾萬伏。平時可能體會不到，人走過化纖的地毯靜電大約是35000伏，翻閱塑料說明書大約7000伏，對于一些敏感儀器來講，這個電壓可能會是致命的危害。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)境越來越復(fù)雜，靜電放電的電磁場效應(yīng)如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問題，已經(jīng)成為一個迫切需要解決的問題。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越突出,靜電危害造成了相當(dāng)嚴重的后果和損失。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行

靜電的產(chǎn)生①摩擦：在日常生活中，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，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)：針對導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動，如將其置于一電場中，由于同性相斥，異性相吸，正負離子就會轉(zhuǎn)移。③傳導(dǎo)：針對導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動，如與帶電物體接觸，將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。靜電對電子工業(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（StaticElectricField）和靜電電流（ESDcurrent）成為這些高密度元器件的致命殺手。同時大量的塑料制品等高絕緣材料的普遍應(yīng)用，導(dǎo)致產(chǎn)生靜電的機會大增。日常生活中如走動，空氣流動，搬運等都能產(chǎn)生靜電。人們一般認為只有CMOS類的晶片才對靜電敏感，實際上，集成

度高的元器件電路都很敏感。

靜電對電子產(chǎn)品損害的特點(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,這是因為人體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有明顯的下降，但多次累加放電會給器件造成內(nèi)傷而形成隱患。因此靜電對器件的損傷具有潛在性。(3).隨機性

電子元件甚么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說，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，而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機動性性。其損壞也具有隨機動性性。(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、微小的結(jié)構(gòu)特點而費時、費事、費錢，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。這在對靜電放電損害未充分認識之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對電子器件損傷的分析具有復(fù)雜性。二.什么是ESD？

簡言之，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，它將失去電平衡而變成帶負電或正電，正電荷或負電荷在材料表面上積累就會使物體帶上靜電。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、電荷被泄放或者達到足夠的強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，泄放電流會很大，可能超過20安培，如果這種放電通過集成電路或其他靜電敏感元件進行，這么大的電流將對設(shè)計為僅導(dǎo)通微安或毫安級電流的電路造成嚴重損害干燥的冬天，靜電無處不在有多種模型可以用來表述器件如何受到損害，如人體模型(HBM)、機器模型(MM)、帶電器件模型(CDM)以及電場對器件的影響等。對于自動裝配設(shè)備而言，主要考慮后三種損壞模型(模式)，我們在下面分別進行討論。

機器模型/模式自動裝配設(shè)備使用導(dǎo)軌、傳動帶、滑道、元件運送器和其他裝置來移動器件使之按工藝要求的方向運動，如果設(shè)備設(shè)計不當(dāng)，傳動帶和運送系統(tǒng)上可能會積累大量電荷，這些電荷將在工藝過程中通過器件泄放。設(shè)備部件通過器件放電就稱為機器模型/模式。

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

在樹脂中加入纖維可以使之獲得導(dǎo)電性或耗散性并增強強度，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，增加強度，但常常會降低基體樹脂的硬度。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，那么它應(yīng)該采用耗散性材料。當(dāng)傳動帶表面電阻率為1～106Ω時，它會使帶電器件放電速度太快，對器件造成損害；當(dāng)表面電阻在106～109Ω時，只要傳送帶通過轉(zhuǎn)輪滑輪和機架良好接地，傳送帶上就不會帶電。三.常見概念及應(yīng)用

另一個要考慮的問題是傳送帶速度。如果傳送帶運動速度太快，器件放到傳送帶上時就可能會滑動(或者器件保持不動而傳送帶繼續(xù)在動)，這時就會形成摩擦生電，傳送帶如果接地能使電荷耗散掉，但是器件或PC板仍帶有電荷而會造成危害。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)。四.正確的防靜電操作規(guī)則

1．操作E

S

D元件時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．必須用保護罩運送和儲存靜電敏感元件。

3．清點元器件時盡可能不將其從保護套中取出來。

4．只有在無靜電工作臺才可以將元件從保護套中取出來。

5．在無防靜電設(shè)備時，不準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套時，保護套要與抗靜電面接觸。

五.產(chǎn)品的靜電防護物料ESD管控

1、物料采購時需對有要求ESD防護的物料進行采購要求，并保證其包裝和運輸方法達到ESD防護要求。2、倉庫對物料進倉登記時除做一般數(shù)量、價格等信息確認外，還需檢查其包裝有無達到要求，對其未達要求的物料一律不予入倉。3、品質(zhì)在來料檢驗除對其功能檢驗外還需對其包裝的ESD防護等防護項目進行檢驗，達不到要求一律按《不合品處理程序辦理》。4、檢驗合格后入倉的電子物料，需放在有ESD處理的貨架上，并保證其存放的包裝達到ESD要求。倉庫人員在物料點數(shù)、搬動和對內(nèi)外發(fā)放過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、倉庫應(yīng)按生技部要求對倉庫進行區(qū)域劃分，電子倉、半成品倉需進行明顯的靜電標識。對進入電子倉和半成倉的人員進行嚴格管控，達不到ESD要求的人員一律不充許進入。6、倉庫主管需按照《ESD各項設(shè)施、材料之阻抗一覽表》、《各種組件ESD損壞發(fā)生范圍》要求對管理的相應(yīng)設(shè)備進行點檢，并填寫《ESD測試記錄表》外協(xié)加工ESD管控1、外協(xié)廠審廠選定除了對基本的設(shè)備、管理制度、價格、交期、信譽等考察外，需對PCBA整個加工現(xiàn)場測試檢驗其各種設(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，固定料架需測其接地電阻應(yīng)小于8歐姆（國標要求10歐姆），有相關(guān)ESD防護規(guī)定及要求，檢查表、標識等。根據(jù)上述要求品質(zhì)部人員需填寫《外協(xié)加工ESD防護檢查表》作為評定供應(yīng)商的依據(jù)。2、評審合格后，進行PCBA加工的過程中，IPQC需對首件生產(chǎn)做首件樣品確認過程中的ESD要求進行確認，并對生產(chǎn)過程中ESD防護按要求進行巡檢，填寫《外協(xié)加工ESD防護檢查表》進行歸檔管理。3、外發(fā)運輸過程中必須用防靜電材料進行包裝，否則一律不得入倉收貨。廠內(nèi)生產(chǎn)過程及檢驗ESD管控

1、所有的生產(chǎn)工作區(qū)域和檢測區(qū)域均需要有防靜電獨立接地地線，并定期進行檢查，并保證接地電阻不大于5歐姆。2、所有進入生產(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)，并在進入之前在綜合測試儀上進行測試，測試通過后才能進入，未做上述措施人員一律不得進入。