ESD基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)(的講義)教學(xué)課件

ESD基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)(的講義)ESD基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)(的講義)ESD基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)(的講義)ESD基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)制造總廠培訓(xùn)小組編輯:孫小蘭前言在我們的電子工業(yè)中常見(jiàn)的一些問(wèn)題：電子元件無(wú)故失效，并發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有過(guò)熱或燒熔的現(xiàn)象電子產(chǎn)品產(chǎn)出率不高，品質(zhì)不穩(wěn)客戶投訴產(chǎn)品無(wú)故失效產(chǎn)品上的塵埃等污物難以持久清除，影響產(chǎn)品外觀，甚或影響對(duì)于產(chǎn)品進(jìn)行操作

ESD基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)制造總廠培訓(xùn)小組編輯:孫小蘭前言在我們的電子工業(yè)中常見(jiàn)的一些問(wèn)題：電子元件無(wú)故失效，并發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有過(guò)熱或燒熔的現(xiàn)象電子產(chǎn)品產(chǎn)出率不高，品質(zhì)不穩(wěn)客戶投訴產(chǎn)品無(wú)故失效產(chǎn)品上的塵埃等污物難以持久清除，影響產(chǎn)品外觀，甚或影響對(duì)于產(chǎn)品進(jìn)行操作

definition

1、靜電學(xué)靜電學(xué)是十八世紀(jì)以庫(kù)侖定律為基礎(chǔ)建立起來(lái)的，以研究靜止電荷及磁場(chǎng)作用規(guī)律的學(xué)科，是物理學(xué)中電磁學(xué)的一個(gè)重要組成部分。2、靜電就是物體表面過(guò)剩或不足的靜止電荷。現(xiàn)象：冬天脫毛衣時(shí)，會(huì)聽(tīng)到嚓嚓聲觸電橡膠棒磨擦后能吸附碎紙片3、ESD：ElectrostaticDischarge靜電放電：具有不同靜電電位的物體，由于直接接觸或靜電感應(yīng)引起的物體間靜電電荷的轉(zhuǎn)移，在靜電場(chǎng)的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象。現(xiàn)象：由此可見(jiàn)：靜電放電是在瞬間完成的，所以對(duì)于靜電引起的危害，造成的產(chǎn)品失效等問(wèn)題，我們很難發(fā)現(xiàn)。4、EOS:ElectricalOverstress

電流或電壓過(guò)載definition

冬天晚上脫毛衣時(shí)，會(huì)看到閃光觸電ESD的產(chǎn)生途徑與類(lèi)型一、產(chǎn)生途徑靜電產(chǎn)生的最基本途徑就是兩種不同材料的物質(zhì)接觸和分離或摩擦或臨近電場(chǎng)的感應(yīng)。電子工業(yè)生產(chǎn)包括SMT貼片、裝配、品管、包裝到出貨的整個(gè)過(guò)程，其實(shí)就是靜電產(chǎn)生的過(guò)程，所以對(duì)靜電防護(hù)的迫切性日益重要。家俱移動(dòng)或設(shè)備移動(dòng)引起的ESD人體接觸或移動(dòng)引起的ESD機(jī)器引起的ESD三種類(lèi)型ESD的產(chǎn)生類(lèi)型靜電的危害主要有兩個(gè)方面：一是使元?dú)饧谰眯允В瑘?bào)廢；二是使元?dú)饧男阅芙档秃蛥?shù)下降。后一種危害比前一種危害更可怕，更危險(xiǎn)。原因是第一種危害在檢測(cè)或調(diào)試過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以更換，馬上可解決問(wèn)題。而第二種在初期是很難發(fā)現(xiàn)的，因?yàn)樵獨(dú)饧?shù)下降并不是馬上就體現(xiàn)出來(lái)，很容易通過(guò)出廠前的檢驗(yàn)而流入用戶手中。那么隨著時(shí)間的推移，這些元?dú)饧蜁?huì)永久性的失效。從而降低了元?dú)饧膲勖?，也就影響了產(chǎn)品的壽命,更影響公司產(chǎn)品品牌形象。

ESD的危害ESD的危害在電子工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中操作工人是最重要的靜電電荷源。在環(huán)境濕度為10%~20%RH時(shí)，操作工所帶的靜電電壓是6000V，而在環(huán)境濕度為65%~90%RH時(shí)，操作工所帶的靜電電壓是100V。靜電電壓的數(shù)值是隨著環(huán)境濕度的高低而變化。這也就是我們生產(chǎn)車(chē)間為什么要控制溫度和濕度的原因。那么有人會(huì)問(wèn)，6000V的電壓為什么對(duì)人的身體沒(méi)有傷害呢？ESDvs.EOSFailSignature靜電電壓介紹一下不同靜電電壓對(duì)于人體電擊的反應(yīng)：靜電壓（V）人體反應(yīng)1000V沒(méi)有感覺(jué)2000V手指外側(cè)有感覺(jué)2500V放電部位有針蟹感，但不疼痛3000V有輕微和中等被針刺痛感4000V手指輕微覺(jué)痛，有較強(qiáng)的針刺痛感5000V手掌及手腕前部有電擊疼痛感6000V手指劇痛，手腕后部有強(qiáng)烈的電擊感……10000V整個(gè)手部劇痛，有電流通過(guò)感12000V因強(qiáng)烈電擊，故整個(gè)手部有強(qiáng)烈打擊感靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害的特點(diǎn)1、隱蔽性人體感知的靜電放電電壓為2-3KV。2、潛在性受靜電沖擊后元件性能沒(méi)有馬上明顯的下降。3、隨機(jī)性從一產(chǎn)生到損壞以前，所有的過(guò)程都受到靜電的威脅。4、復(fù)雜性分析靜電放電損傷的失效工作，往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。為什么要提高人們的ESD防護(hù)意識(shí)？很多靜電問(wèn)題都是由于人們沒(méi)有ESD意識(shí)而造成的。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)ESD損害發(fā)生在人的感覺(jué)以外，因?yàn)槿梭w對(duì)靜電放電的感知電壓約為3000伏，而許多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時(shí)就會(huì)損壞。

靜電的強(qiáng)度因?yàn)槲矬w材質(zhì)、磨擦與相對(duì)運(yùn)行的速度、壓力以及環(huán)境的溫度、濕度有密切的關(guān)系。人身的活動(dòng)情形

靜電電壓（V）10-20%RH65-90%RH走過(guò)化纖地毯350001500拿TEFLON硅片架300001200走過(guò)塑膠地板12000250坐椅子上工作的人6000100翻塑面說(shuō)明書(shū)文件7000600拿起普通聚乙烯袋200001000坐聚氨脂泡沫墊上180001500例如，較多IC分別被只有250伏和100伏的ESD電勢(shì)差所破壞，而越來(lái)越多的敏感的現(xiàn)代元件，包括奔騰處理器，只要5伏就可毀掉。產(chǎn)生可以聽(tīng)見(jiàn)“嘀噠”一聲的放電需要累積大約2000伏的電荷，而3000伏可以感覺(jué)小的電擊，5000伏可以看見(jiàn)火花。序號(hào)類(lèi)型靜電破壞電壓（V）1VMOS30-1802HMOS50-5003PMOS1005MOSFET100-2006JFET140-7007CMOS/NMOS250-30008線性電路（運(yùn)放器）180-25009肖特基二極管300-300010ECL500-150011SAW150-50012SCR680-100013SL-TTL/S-TTL300-250014TT/DTL/H-TTL380-700015膜式電阻300-3000元件的敏感電壓電磁感應(yīng)產(chǎn)生ESD沖擊靜電放電模型人體模型HumanBodyModel(HBM)機(jī)器模型(MM)ChargedDeviceModel（CDM）ESDModelsComparisonConductorsvs.InsulatorsESD的防護(hù)原則及方法“除電”與“去除靜電”是不同的概念。正如“靜電是什么？”前面所述，“靜電的產(chǎn)生是指物質(zhì)內(nèi)部的正負(fù)平衡崩潰后發(fā)生的偏向于一方的不穩(wěn)定狀態(tài)”。因此，要使這種不穩(wěn)定的狀態(tài)變成穩(wěn)定的中和狀態(tài)，這就是“除電”?！龀姷脑恚红o電防護(hù)基本原則防止靜電荷的產(chǎn)生擬制靜電荷的積累迅速、安全、有效的消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷使電荷安全泄露絕緣體的除電方法常用的非導(dǎo)體（絕緣體）帶靜電荷消除方法有：方法一：使用離子風(fēng)機(jī)中和；方法二：控制環(huán)境溫度與濕度；增加濕度可減少靜電荷的產(chǎn)生和積聚機(jī)會(huì)方法三：用防靜電導(dǎo)體制品取代非導(dǎo)體制品；方法四：采用靜電消除劑；在絕緣體的表面形成一層導(dǎo)電體的覆膜，使電子流過(guò)，象導(dǎo)體一樣，可令靜電荷完全分布并導(dǎo)走。方法五：采用靜電屏蔽；在儲(chǔ)存和運(yùn)輸時(shí)采用，把產(chǎn)品放在屏蔽容器內(nèi)，防止外靜電場(chǎng)的干擾和影響以及在容器內(nèi)活動(dòng)時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生靜電荷。導(dǎo)體的消除靜電方法導(dǎo)電體可通過(guò)接地方法實(shí)現(xiàn)靜電消除。接地可以使導(dǎo)體上的靜電導(dǎo)走。①機(jī)器(裝置)的除電

使機(jī)器接地就可簡(jiǎn)單除電。

②作業(yè)人員(人體)的除電

使用靜電環(huán)、導(dǎo)電鞋等可以使人身體上的靜電導(dǎo)走，就可除電。

③工作臺(tái)的除電

使用防靜電墊，且導(dǎo)電墊子必須接地就可除電。

ESD發(fā)生原理ESD發(fā)生原理：當(dāng)集成電路（IC）經(jīng)受ESD時(shí)，放電回路的電阻通常都很小，無(wú)法限制放電電流。例如將帶靜電的電纜插到電路接口上時(shí)，放電回路的電阻幾乎為零，造成高達(dá)數(shù)十安培的瞬間放電尖峰電流，流入相應(yīng)的IC管腳。瞬間大電流會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷IC，局部發(fā)熱的熱量甚至?xí)诨杵苄尽SD對(duì)IC的損傷還包括內(nèi)部金屬連接被燒斷，鈍化層受到破壞，晶體管單元被燒壞。ESD防護(hù)原理安全工作區(qū)域必須具有：完整的導(dǎo)電材料及接地系統(tǒng)，使產(chǎn)生靜電的運(yùn)動(dòng)物體及時(shí)的匯漏或中和。通常規(guī)定在該區(qū)域內(nèi)任意二點(diǎn)之間的靜電電壓不得超過(guò)100V。適當(dāng)?shù)撵o電安全工作區(qū)域有：鋪有防靜電地墊、防靜電工作臺(tái)墊、操作者身著防靜電工作服，穿防靜電工作鞋、佩戴防靜電腕帶；有條件的置放離子風(fēng)機(jī)，使用低壓控溫烙鐵，并將系統(tǒng)共接大地，故又稱(chēng)“等電位工作系統(tǒng)”或“零電位工作系統(tǒng)”。工作臺(tái)上及工作區(qū)域內(nèi)只能用防靜電工具和器具，靜電敏感的元件均不得存放在塑料制品、絕緣材料、紙制品等器具上。手機(jī)的ESD測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)1、靜電敏感器件人們把對(duì)靜電反應(yīng)靈敏的電子器件稱(chēng)靜電敏感器件（StaticSensitiveDevice簡(jiǎn)稱(chēng)SSD）。按靜電的敏感程度分三級(jí)。1級(jí)：靜電敏感電壓范圍0-1999V2級(jí)：靜電敏感電壓范圍2000-3999V3級(jí)：靜電敏感電壓范圍4000-15990V2、靜電放電發(fā)生器(ESDGenerator)俗稱(chēng)靜電放電槍(ESDgun)是電磁兼容測(cè)量與試驗(yàn)中靜電放電抗擾度(ESDimmunity)試驗(yàn)中的重要設(shè)備。目的是為了檢驗(yàn)電子設(shè)備受到外來(lái)靜電放電時(shí)能否正常工作。ESD測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

靜電放電試驗(yàn)是電子產(chǎn)品重要試驗(yàn)之一靜電放電試驗(yàn)是電子產(chǎn)品重要試驗(yàn)之一，國(guó)家在80年代就制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該標(biāo)準(zhǔn)第l版中將試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)劃分為1、2、3、4共四個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)電壓分別為2、4、8、15kV。現(xiàn)在執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是IEC61000-4-2Standard(IEC:nternationalElectrotechnicalCommission國(guó)際電工委員會(huì))我們實(shí)驗(yàn)室手機(jī)的ESD標(biāo)準(zhǔn)是：氣隙放電（也有人叫空氣放電）4KV，接觸放電8KV常見(jiàn)的防靜電用品一、防靜電手環(huán)：由緊貼手腕的不銹鋼外殼通過(guò)線內(nèi)1MΩ電阻由導(dǎo)線,鐵夾接地.目的是將人體的靜電導(dǎo)到大地。佩戴要求：

1、靜電手環(huán)松緊帶要適中，不得松馳；2、不銹鋼要與皮膚緊密接觸,不得隔以衣物；3、鱷魚(yú)夾要夾持在地線上；

4、金屬扣環(huán)上的按扣緊；5、靜電環(huán)必須每班測(cè)試并記錄,不合格的應(yīng)立即更換；6、不準(zhǔn)佩戴無(wú)線手環(huán)；(注:無(wú)線防靜電手環(huán)實(shí)際起不到立刻泄放人體攜帶的靜電荷作用。它是將人體電荷貯存起來(lái)，必須2~3小時(shí)放一次電，且最高靜電電壓為不超過(guò)500V。所以不推薦工廠使用。)二、防靜電手腕帶測(cè)試儀:好的：亮綠燈、響壞的：亮紅燈、不響必須每班測(cè)試并記錄,不合格的應(yīng)立即更換三、防靜電手套：作用：能安全瀉放操作人員所帶的人體靜電荷。要求：接觸靜電敏感元器的人員必須戴防靜電手套，手套不允許有破損情況；四、防靜電鞋作用：能使靜電從人體導(dǎo)向大地，從而消除人體靜電。要求：進(jìn)入車(chē)間必須穿防靜電鞋，不允許穿嚴(yán)重磨損的防靜電鞋；五、防靜電工衣作用：屏蔽人體身上衣服的靜電；要求：進(jìn)入車(chē)間必須穿防靜電工衣；必須保持干凈，袖口束緊、不能有破損。六、防靜電工帽作用：屏蔽人體頭發(fā)的靜電；要求：進(jìn)入車(chē)間必須穿防靜電工帽；頭發(fā)必須塞在帽內(nèi)。七、除靜電離子風(fēng)槍作用：中和物體上的靜電電荷,同時(shí)高速離子氣流將靜電吸引的塵粒吹除,并阻止其再次吸引塵埃粒子.要求：必須插上電源線才能產(chǎn)生離子；八、除靜電離子風(fēng)機(jī)作用：中和那些物體表面的可產(chǎn)生靜電電荷；要求：對(duì)于絕緣體的靜電荷，要求離子風(fēng)機(jī)來(lái)中和靜電荷；九、人體靜電綜合測(cè)試儀作用：測(cè)量人體靜電綜合電阻主要測(cè)量防靜電工鞋是否符合要求；幾種常見(jiàn)的認(rèn)識(shí)誤區(qū)誤區(qū)1人認(rèn)為如果帶了防靜手腕帶，工作服是多余的。這是由于人體上的，或衣服上的電荷，會(huì)通過(guò)防靜電手腕帶泄放到地。

這是一個(gè)普遍的錯(cuò)誤概念。大多數(shù)衣服是絕緣或具有絕緣性能的。電荷在絕緣體上是不會(huì)移動(dòng)的，它會(huì)一直保留在絕緣體上，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后中和掉或者與空氣中的離子中和。因此，你的袖子、腰帶等可能帶有幾千伏的電壓，這可能會(huì)使附近隔離的導(dǎo)體上感應(yīng)出電荷。因此工作人員需要穿上ESD工作服，將絕緣的衣服屏蔽起來(lái)，使衣服產(chǎn)生的靜電場(chǎng)最小。誤區(qū)2佩帶防靜電手腕帶沒(méi)有什么具體要求，只要帶了就能起到防靜電？

在測(cè)試防靜電腕時(shí)：確信防靜電腕帶與手腕密切接觸；金屬導(dǎo)電物質(zhì)緊貼著皮膚；金屬扣環(huán)上的按扣很合適（對(duì)線圈中金屬扣環(huán)上的按扣施1—5磅的張力是安全的）；香蕉插頭彈簧彈性好，與香蕉插頭塞孔接觸緊密；線圈是否會(huì)有間歇中斷、臟物、油、（這將降低帶子的導(dǎo)電性能）。

誤區(qū)3無(wú)線防靜電手腕帶優(yōu)于有線的手腕帶無(wú)線防靜電手環(huán)實(shí)際起不到立刻泄放人體攜帶的靜電荷作用。它是將人體電荷貯存起來(lái)，必須2~3小時(shí)放一次電，且最高靜電電壓為不超過(guò)500V。所以不推薦工廠使用。誤區(qū)4什么是最常見(jiàn)的靜電源？人在活動(dòng)如行走，站起等活動(dòng)中都會(huì)產(chǎn)生靜電，人體是最為常見(jiàn)的靜電源，因此人體的靜電防護(hù)是最為重要的。誤區(qū)5要控制人體靜電，只要穿防上靜電工作服就能起到防