好華為靜電防護(hù)(ESD)培訓(xùn)教材

ESD

培

訓(xùn)

教材

(

員

工

類(lèi)

)華為技

術(shù)

有限公司ESD分

會(huì)裸手接觸單板，

單板不能工作了怎么回事?

?這

是

靜

電

放

電(ESD)

在

作

怪

!

!前

言前

言通信器件的ESD敏感度越來(lái)越高3G、

傳輸數(shù)據(jù)高端等部分器件靜電敏感度降到100V以下

通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)并不能完全對(duì)器件進(jìn)行ESD防護(hù)>產(chǎn)品成本對(duì)ESD控

制的

要

求

越

來(lái)

越

高設(shè)計(jì)成本、銷(xiāo)售成本、服務(wù)成本>產(chǎn)品銷(xiāo)售國(guó)際化，對(duì)ESD防

護(hù)

提出了

很高的

要

求海外應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，人員意識(shí)亟需提高，維護(hù)成本高>產(chǎn)品質(zhì)量要求提高，客戶(hù)要求提高客戶(hù)對(duì)設(shè)備故障的敏感度加強(qiáng)，操作規(guī)范性加強(qiáng)容□靜

電

基

礎(chǔ)

知

識(shí)

口靜

電控

制口

常見(jiàn)的不

符

合

靜電

控

制

規(guī)范的

實(shí)

例內(nèi)*

基本

概

念*

靜電的

歷

史

及

影響*

靜

電

的產(chǎn)生*

靜電

的特點(diǎn)*

靜

電的危害*材料

的

電特性*常

見(jiàn)的防

靜電

材

料*

防靜

電標(biāo)識(shí)靜

電

基

礎(chǔ)

知

識(shí)基

本

概

念靜電：靜電就是物體上多余的電荷。它所產(chǎn)

生的效應(yīng)

包

括

帶電體

之間

力的作

用

和電

場(chǎng)

。電荷：物質(zhì)

是由原子

構(gòu)

成，原

子是由電子

、質(zhì)子、中子構(gòu)成

。靜

電放

電(ESD—Electrostatic表面之間的靜電電荷轉(zhuǎn)移。有兩種

形

式：接觸放電，

電場(chǎng)擊穿

放電

。Discharge):帶有不同靜電電勢(shì)的物體或基

本

概

念靜電敏感度(

ESDS

—Electrostatic

Discharge

Sensitivity)靜電敏感器件(ESSD—Electrostatic

Sensitive

Devices)EPA:ESD

Protect

Area(ESD防護(hù)區(qū)域)ECA:ESD

Control

Area(ESD控制區(qū)域)靜

電

的

歷

史

及

影

響閃

電600BC-Thales

發(fā)現(xiàn)用毛

皮

摩

擦

過(guò)的

橡膠可以吸起

羽

毛

。公

元1400年，歐洲人在黑火藥的生

產(chǎn)

過(guò)程中采用了靜電控

制

。公

元1

6

0

0

年

，WilliamGilbert

重復(fù)

了Thales的實(shí)

驗(yàn)，并

觀(guān)察到

干

燥

天

氣的

影響

。靜

電

的

歷

史

及

影

響公

元17

0

0

年Hauksbee發(fā)

明

了靜

電發(fā)生器、

驗(yàn)電器，發(fā)

現(xiàn)了電磁感

應(yīng)

現(xiàn)

象

。公

元1

800

年--Faraday

發(fā)明了法拉第籠(作用是形成靜電屏蔽)--Kelvin

發(fā)明了靜電測(cè)試

儀

，-

-

造

紙

廠(chǎng)

使

用了

接

地

技

術(shù)

，Volta

發(fā)

明

了

電池。靜

電

的

歷

史

及

影

響正

面

!4復(fù)印機(jī)4環(huán)境控制(吸塵器)×危

害

!醫(yī)院里麻醉蒸氣爆炸■飛行器在飛行過(guò)程充電影響了通信■在1960年第一個(gè)ESD

敏感器件誕生現(xiàn)在計(jì)算機(jī)里的磁頭是ESD最敏感的器

件，敏感

度

約20

V。靜

電

的

產(chǎn)

生靜電電

壓

能

夠由以下幾種情況產(chǎn)生：A

摩擦剝離起電感應(yīng)起電電容的改變科學(xué)定理1、庫(kù)侖定理同性排斥異性吸引2、V=Q/CV=

電

壓

(

伏Q=

電

荷

(

庫(kù)

C=

電

容

(

法特

)侖

)

拉

)靜

電

的

產(chǎn)

生可見(jiàn)，那里有移動(dòng)，那里就有摩擦起電。靜

電

的

產(chǎn)

生空氣石

棉玻

璃云母頭

發(fā)尼龍關(guān)毛毛皮鋼木頭琥

珀硬橡膠

銅銀硫磺

聚合物

特氟龍材料摩擦生電序列表鉛絲鋁紙正

電人體活動(dòng)在地毯上走動(dòng)在聚乙烯地板上走動(dòng)在工作臺(tái)上工作拿聚乙烯纖維包從工作臺(tái)拿起聚乙

烯襯墊坐在填有聚氟脂泡

膜的椅子上靜電勢(shì)(空氣相對(duì)淪

度10

~20%)3500012000600070002000018000靜電勢(shì)(空氣相對(duì)

濕度65~90%)1500250100600120015000靜

電

的

產(chǎn)

生人體活動(dòng)產(chǎn)生典型的靜電電壓(V)干燥環(huán)境更易積累青爭(zhēng)電電荷靜

電

的

產(chǎn)

生感

應(yīng)

起

電在10000伏時(shí)，你能看見(jiàn)在5000伏時(shí)，你能聽(tīng)見(jiàn)在3000伏時(shí)，你能

通過(guò)皮膚感知靜

電

的

特

點(diǎn)人體對(duì)ESD

的

敏

感靜

電

的

特

點(diǎn)高電位：可達(dá)數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)伏，操作時(shí)常達(dá)數(shù)百至數(shù)

千伏

(人通

常

對(duì)

3KV以

下

靜

電

不

易

感

覺(jué)

到

)。低

電

量

：靜電流多為微安級(jí)(尖端瞬間放電例外)作用時(shí)間短：微秒級(jí)。受環(huán)境影響大：特別是濕度，濕度上升則靜電積累減少，靜

電壓下降

。靜

電

的

危

害通信產(chǎn)品故障軟件故

障

3

0%

多硬件故障中器件失效30%多

、外應(yīng)力

(環(huán)境溫

濕、

灰

塵

腐

蝕、

雷電、

機(jī)

械

應(yīng)

力、

包

裝等)導(dǎo)致產(chǎn)

品故

障約30%器件失效中EOS/ESD失效率

占30～40%,而高靜電敏感的器件EOS/ESD失效率高達(dá)60%

左右。靜

電

的

危

害高

靜

電

敏

感

器

件

失

效

原

因

排

序?EOS/ESD59%?電子測(cè)試3%?氧化/鈍化3%?導(dǎo)體失效3%?硅片斷裂4%?引腳短路/開(kāi)路7%引腳連接

15%其

他

6

%EOS/ESD

引起的失效

排在第一位靜

電

的

危

害ESD

失

效彷真人體帶8000V靜電放電放電3次放大3000倍硬損傷：器件直接不能工作.軟損傷：ESD減弱了器件或單板的性能，但仍能

通

過(guò)

測(cè)

試。單板

或器件的特性變差，最終失效.靜

電

的危害附

：

各

種

常

用

器

件

的

靜

電

敏

感

性Device

Type

Threshold

Sussceptivity(Volts)MOSFETVMOSNMOSGaAsFET(Device)E.PROMCMOSGaAsFET(Wafer)JFETSAWOp-AMPSchottky

Diodes10-10030-180060-10060-2000100+200

-300025-50140-7000150-500190-2500300-2500ECL500+SCR500-1000SchottkyTTL500-25000300369090

0

用

半

導(dǎo)

體

器

件體靜電Ei}R國(guó)BR

靜

電

的危

害ESD失效帶來(lái)的影響4內(nèi)部損失金

錢(qián)時(shí)

間不可估計(jì)的4外部損失信譽(yù)用服服務(wù)顧客滿(mǎn)意度材

料

的

電

特

性絕

緣

體導(dǎo)

體靜

電釋放材料材

料

的

電

特

性絕緣

體

特

性很大的體電阻，體電阻>1×1011Ω很少

有電子

在

物

體中

移

動(dòng)，

在同

一

種

物

體

上的不同

地

方

可以保

持

正電荷

和

負(fù)電

荷絕緣

體的

靜電耗

散

只

能

通

過(guò)

環(huán)

境，

不

能

通

過(guò)自己的表面

接

地

耗

散注

意

：紙板和木頭在濕度較高時(shí)因?yàn)槲哂徐o電耗散性能，

濕度較低(一般小于50%左右)時(shí)表現(xiàn)為絕緣性能。尼

龍紙

板木頭硬橡膠聚和物聚氟乙烯特氟龍材

料

的

電

特

性絕

緣

體材

料

的

電

特

性導(dǎo)

體體

電

阻<1×104Ω電子能在導(dǎo)體表面和體內(nèi)自由流動(dòng)如果被

接

地，電荷能迅

速被中和材

料

的

電

特

性導(dǎo)體銅錫

鋼

鋁●人是導(dǎo)體，容易產(chǎn)生靜電

·對(duì)地能儲(chǔ)存電荷·人在走動(dòng)時(shí)更易產(chǎn)生靜電產(chǎn)生

15千伏的靜電很常見(jiàn)產(chǎn)生35

千伏的靜電是可能的人

可

以

活

動(dòng)材

料

的

電

特

性靜

電

耗

散

材

料D

體電阻≥1x104

<1x10112電子在材料

的表面可

以

自

由移

動(dòng)

，

但

移

動(dòng)

的速率由于電阻而受到控制如果被接地

，

電荷將被緩

慢

的

釋

放

掉材

料

的

電

特

性防靜電

工具防靜電包裝材料問(wèn)

題

：為

什

么

要

選

擇

靜

電

耗

散

材

料作

為

防

靜

電

材

料

?防

靜

電

材

料

的

選

擇常見(jiàn)的防靜

電使用工具

(防靜電工具包)常

見(jiàn)

的

防

靜

電

材

料常

見(jiàn)

的

防

靜

電

材

料常

見(jiàn)

的

防

靜

電

材

料該紙箱里面有涂炭層

起靜電屏蔽的作用一般紙箱為絕緣材料常

見(jiàn)

的

防

靜

電

材

料注

意

：外層泡膜袋沒(méi)有

防靜電作用，而是易產(chǎn)

生靜電材料!粗黑體，42磅，黑色底色：黃色粗黑體，60磅，黑色ArialNarrow粗體，20磅內(nèi)徑：φ

26mm

φ

50mm

底色：黃色Arial粗體，24磅Arial

Narrow粗體，42磅Arial

Narrow粗體，46磅CAUTIONESD

Controlled

Area防

靜

電

標(biāo)

識(shí)15mmArial粗體，12磅內(nèi)徑：φ26mm底色：黃色Arial粗體，24磅粗黑體，20磅論

磁外徑：φ

50mm接十S底色：黃色外徑：-35mm45m80n靜

電基礎(chǔ)

知

識(shí)靜

電

控

制常見(jiàn)的

不

符

合

靜電控

制

規(guī)

范的

實(shí)

例靜

電

控

制為什么要進(jìn)行ESD控制(

Why)哪些

人

要

參

與

進(jìn)

行ESD

控

制(Who)在哪些

地

方

需

要

進(jìn)

行ESD

控

制(

W

here)控制

什

么(WHAT

)怎樣進(jìn)行ESD

控

制(

How

)靜

電

控

制(

WHY)靜電不能被消除，只能被控制!時(shí)間不可估計(jì)的損失外部損失信譽(yù)喪失顧客滿(mǎn)意度下降內(nèi)部損失錢(qián)WHY?供應(yīng)商.研發(fā)人員·

采購(gòu).

庫(kù)房人員.

生產(chǎn)及測(cè)試人員包裝人員技術(shù)服務(wù)客

戶(hù)靜

電控制(

WHO)who?靜

電控制(

WHERE

)WHERE?供應(yīng)商實(shí)驗(yàn)室IQC倉(cāng)儲(chǔ)生產(chǎn)線(xiàn)裝配和測(cè)試?yán)碡浐桶b客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)維

修環(huán)

境個(gè)

人材

料地

板個(gè)人物品原材料溫濕度工衣周轉(zhuǎn)材料工

作

臺(tái)工

鞋包

裝

材

料工裝夾具接

地靜

電控

制(

WHAT

)EPA(ESD

PROTECTIONAREA)另外還需要相應(yīng)的流

程

制

度

來(lái)保證!■

■

■靜

電

控

制(

HOW

)靜

電

控

制

的

原

則在

EP

A控制區(qū)

域

操

作

所

有

靜電敏

感

器

件存

放、運(yùn)

輸

所

有

靜電

敏

感

器

件

要

用法拉第籠如何理解?測(cè)試

和

監(jiān)

控

整

個(gè)

靜電

控

制

流

程靜

電控制(

HOW

)EPA

控

制

方

法□定義區(qū)域

的

防護(hù)

水平

(華

為

有

兩個(gè)

級(jí)

別

)區(qū)域

明確定義和

標(biāo)

識(shí)對(duì)區(qū)域內(nèi)

的所有導(dǎo)體包括人員可靠接地消除一切不必要的靜

電產(chǎn)生源運(yùn)用12英寸(30cm)原則ES

D

防護(hù)體系文件

的建

立靜

電

控

制(

HOW)環(huán)

境

控

制溫度和濕度：生產(chǎn)制造和維修區(qū)域?qū)儆陟o電高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域：溫

度：20～30

℃相對(duì)

濕

度(RH):45~75%其它防靜電工作區(qū)環(huán)境的溫濕度一般要求：溫

度：20～30

℃相對(duì)濕

度(RH):30~75%注：產(chǎn)品物料對(duì)環(huán)境溫濕度有特殊要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要和實(shí)際條件采取相應(yīng)的局部環(huán)境保證措施。靜

電

控

制

(HOW)11

防靜電地板13防靜電地(建筑廠(chǎng)房外)14

電氣保護(hù)接地(建筑廠(chǎng)房外)A、B、C、D、E為串接或等效串接1M歐姆電阻典型的EPAB|公共接地點(diǎn)12公共接地點(diǎn)m硬

接

地

軟接地6設(shè)備/儀器/工其

7防靜電地墊8

地墊接地扣9防靜電工作椅10接地線(xiàn)1

工作臺(tái)2

防靜電臺(tái)墊

3臺(tái)墊接地扣

4腕帶插孔5

防靜電器具7專(zhuān)用防靜電線(xiàn)接地系統(tǒng)靜

電

控

制(

HOW

)防

靜

電

工

作

臺(tái)防靜電臺(tái)墊的尺寸應(yīng)不小

于

工

作臺(tái)面的大

小

；防靜電臺(tái)墊均須正面

(

即

防靜

電面、

耗散層)朝上、

背面

(

即

導(dǎo)

電層)

朝

下

鋪

設(shè)；多個(gè)防靜電工作臺(tái)的接地

線(xiàn)

不能

相

互串接，應(yīng)以并聯(lián)方式與公共接地線(xiàn)

連

接，每塊臺(tái)墊

(地墊)必須且只需接一根防靜電地線(xiàn)。靜

電控制(

HOW

)日防靜電工作臺(tái)墊防靜電工作臺(tái)墊起到釋放靜電的原理?對(duì)地電阻：7.5*1O?~|*10°Ω表面電阻：1*10?-|*10?Ω表面電阻：1*102-|*10?Ω導(dǎo)電層耗

散

層接地G防靜電工作臺(tái)墊接地線(xiàn)工作臺(tái)1工作臺(tái)2

工作臺(tái)3接地線(xiàn)工作臺(tái)1

工作臺(tái)2

王作臺(tái)3公共接地點(diǎn)并聯(lián)：1、接地整潔有序2、接地靈活方便3、保持工作臺(tái)上各設(shè)備的地電平一致

4、

接地可靠接地線(xiàn)工作臺(tái)靜

電

控

制(

HOW)靜

電控制(

HOW

)人

員

規(guī)

范防靜電工作服、工作鞋操作指引

所有人員進(jìn)入防靜電區(qū)域必須穿好防靜電工作服、防靜電工作鞋或防

靜電鞋套，已配發(fā)工作

帽的

還必須

戴

好

工

作帽

。工作服

外

部

嚴(yán)

禁

攜

帶除

工

卡

和

筆

之

外的

金

屬

物

件

，防靜電鞋內(nèi)不得墊

鞋

墊

。更換工作

服

應(yīng)

在

指

定

地點(diǎn)

進(jìn)

行，不允

許

在

設(shè)

備

旁邊穿、脫工

作

服

。靜

電

控

制(

HOW)人

員

規(guī)

范作業(yè)

過(guò)

程的防靜電指引進(jìn)入EPA區(qū)域前，測(cè)試腕帶和人體電阻，

測(cè)試通過(guò)并做好記錄方可進(jìn)入；接觸ESSD及組件之前應(yīng)戴好防靜電腕帶，防靜電腕帶插入香焦插孔中接地，要保證腕帶與皮膚接觸良好；確認(rèn)工作區(qū)域內(nèi)的工具、設(shè)備和儀器安全、可靠接地，尤其對(duì)那些經(jīng)常移動(dòng)的設(shè)備要特別注意；

靜)遠(yuǎn)電

E(S例D如敏：感非器防件靜和電敏塑感料單袋板、(

靜30CM)。靜

電控制(

HOW

)人

員

規(guī)

范在對(duì)單板、芯片、端口

操作時(shí)，應(yīng)穿防靜電工

作服，帶防靜電手腕且

防靜電手腕要可靠接地靜

電控制(

HOW

)人員規(guī)

范工程維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)檢查點(diǎn)：√

設(shè)備、儀器的接地(包括計(jì)算機(jī))√

便攜式防靜電操作臺(tái)√

防靜電工具(螺絲刀、毛刷、鑷子等)√

腕

帶

、

手

套

、工

衣

、

工

鞋

防靜電包裝材料物理接口接口保護(hù)套、電纜的放電處理靜

電

控

制(

HOW

)防

靜

電

包

裝

、

存

儲(chǔ)

、

轉(zhuǎn)

運(yùn)防靜

電存儲(chǔ)溫

度：20~30

℃

;相對(duì)

濕

度(

RH):30%~75

%注意：

對(duì)

環(huán)

境

有

特

殊

要

求的，

如

潮

濕

敏

感

器

件

等，

請(qǐng)

遵照

相

應(yīng)的

專(zhuān)

用

操

作

指

導(dǎo)

書(shū)

執(zhí)

行

。存

儲(chǔ)

器具：

可

用

于

直

接

存

儲(chǔ)

靜電

敏

感

器

件

及組

件的

器具有一一防靜電器件盒、IC管、防靜電袋、防靜

電

周

轉(zhuǎn)

箱、

單

板

周

轉(zhuǎn)

車(chē)

等

。靜

電

控

制(

HOW

)防

靜

電

包

裝

、

存

儲(chǔ)

、

轉(zhuǎn)

運(yùn)存儲(chǔ)操作指

引A

靜電敏感器件須使用防靜電器件盒、屏蔽袋、防靜電器件管包裝存放，靜電敏感單板和組件需使用屏蔽袋、防靜電吸塑盒、周轉(zhuǎn)箱、周轉(zhuǎn)車(chē)包裝存放。B

靜電敏感器件盡量保持原包裝狀態(tài)，嚴(yán)禁隨意拆封。C

用于靜電敏感器件散裝清點(diǎn)和發(fā)料的工作臺(tái)必須鋪設(shè)防靜電臺(tái)墊，并可靠接地。操作人員應(yīng)佩帶防靜電手套、指套或?qū)⒂欣K防靜電腕帶接入防靜電接地系統(tǒng)。D靜電敏感器件在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，勿靠近強(qiáng)靜電、強(qiáng)電磁場(chǎng)，如電腦主機(jī)及其顯示器上方、公共人行通道兩側(cè)等。靜

電

控

制(

HOW

)防

靜

電

包

裝

、

存

儲(chǔ)

、

轉(zhuǎn)

運(yùn)屏蔽袋包裝單板吸塑盒包裝單

板靜

電

控

制(

HOW

)防

靜

電

包

裝

、

存

儲(chǔ)

、

轉(zhuǎn)

運(yùn)在用戶(hù)機(jī)房若沒(méi)有IC

芯片專(zhuān)用包裝盒，也可用防靜電袋包裝，但芯片之間一定

要隔離，避免混放在一起C芯片應(yīng)存放在IC芯片專(zhuān)用

的包裝盒中或者套管中靜

電控制(

HOW

)G

防

靜電

包

裝、

存

儲(chǔ)

、

轉(zhuǎn)

運(yùn)通用的轉(zhuǎn)運(yùn)工具防靜電周轉(zhuǎn)車(chē)

防靜電運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)防靜電周轉(zhuǎn)箱靜

電基