ESD教育訓(xùn)練教材

ESD教育訓(xùn)練教材

訓(xùn)練課程大綱壹.靜電放電(ESD)介紹貳.ESD防制之目的參.ESD基本知識(shí)介紹肆.ESD防制之設(shè)備儀器介紹與使用伍.ESD防制基本作業(yè)規(guī)範(fàn)壹.靜電放電(ESD)介紹靜電原因:摩擦、剝離、感應(yīng)...機(jī)制:物質(zhì)因失去或得到電子而帶電靜電放電原因:電位不同物體間的電荷移轉(zhuǎn)不一定伴隨有電弧或火花發(fā)生摩擦生電與靜電放電人體與地毯摩擦產(chǎn)生靜電放電後人體電荷平衡人體經(jīng)接地後放電剝離生電物質(zhì)A(電荷平衡)接觸

分離物質(zhì)B(帶負(fù)電荷)物質(zhì)A(帶正電荷)物質(zhì)B(電荷平衡)靜電放電模式人體放電模式

(Human-BodyModel，HBM)

機(jī)器放電模式(MachineModel，MM)

元件充電模式(Charged-DeviceModel，CDM)

人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動(dòng)磨擦或其他因素在人體上已累積了靜電，當(dāng)此人去碰觸到IC時(shí)，人體上的靜電便經(jīng)由IC的腳(pin)而進(jìn)入IC內(nèi)，再經(jīng)由IC放電到地上去。此放電的過(guò)程會(huì)在短到幾百毫微秒(ns,nanosecond,10-9sec)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)安培的瞬間放電電流，電流會(huì)把IC內(nèi)的元件給燒毀。

人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動(dòng)磨擦或其他因素在人體上已累積了靜電，當(dāng)此人去碰觸到IC時(shí)，人體上的靜電便經(jīng)由IC的腳(pin)而進(jìn)入IC內(nèi)，再經(jīng)由IC放電到地上去。此放電的過(guò)程會(huì)在短到幾百毫微秒(ns,nanosecond,10-9sec)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)安培的瞬間放電電流，電流會(huì)把IC內(nèi)的元件給燒毀。

機(jī)器放電模式(MM)的ESD是指機(jī)器(例如機(jī)器手臂)本身累積了靜電，當(dāng)此機(jī)器去碰觸到IC時(shí)，該靜電便經(jīng)由IC的pin放電。因?yàn)榇蠖鄶?shù)機(jī)器都是用金屬製造的，其機(jī)器放電的等效電阻為0

；由於機(jī)器放電模式的等效電阻為零，故其放電的過(guò)程更短，在幾毫微秒到幾十毫微秒之內(nèi)會(huì)有數(shù)安培的瞬間放電電流產(chǎn)生，因此對(duì)元件的破壞力更大。

此放電模式(CDM)是指IC先因磨擦或其他因素而在IC內(nèi)部累積了靜電，但在靜電累積的過(guò)程中IC並未受傷。此帶有靜電的IC在處理過(guò)程中，當(dāng)其pin去碰觸到接地面時(shí)，IC內(nèi)部的靜電便會(huì)經(jīng)由pin自IC內(nèi)部流出來(lái)，而造成了放電的現(xiàn)象。此種模式的放電時(shí)間更短，僅約幾毫微秒之內(nèi)，而且此放電現(xiàn)象更難以真實(shí)的被模擬。ESD三種模式比較

HBM與MM-->人體、機(jī)器或環(huán)境帶電HBM是最古老且最常發(fā)生的模式，但並非最嚴(yán)重的危害模式MM造成的故障與HBM類似，但電壓卻遠(yuǎn)低於HBM，速度亦較HBM快

CDM-->元件帶電造成ESD故障的主要原因上升時(shí)間最快速，產(chǎn)生大電流，快速放電貳.ESD防制之目的改善產(chǎn)品品質(zhì)並減少及防制ESD對(duì)電子產(chǎn)品的損害。藉由教育訓(xùn)練的實(shí)行，降低產(chǎn)品不良的發(fā)生與耗損。改善客戶產(chǎn)品損害，增加產(chǎn)品可靠度。降低客戶抱怨，提昇DELTA信譽(yù)。參.ESD基本知識(shí)介紹影響靜電荷產(chǎn)生量的因素相對(duì)溼度物質(zhì)材料(摩擦電序列)接觸的面積摩擦頻率典型的ESD電壓

認(rèn)識(shí)靜電放電靜電之產(chǎn)生靜電壓(kV)相對(duì)溼度20%相對(duì)溼度80%在乙烯基材質(zhì)的地板走動(dòng)120.25在人造地毯上走動(dòng)351.5坐離發(fā)泡椅墊181.5拿起聚乙烯塑膠袋200.6在地上滑動(dòng)苯乙烯材質(zhì)的箱子181.5移除PC板上的Mylar膠帶121.5PC板上的收縮膜163作動(dòng)真空吸錫器81噴電路冷凝噴霧劑155溫度:21℃摩擦電序列材料的影響

認(rèn)識(shí)靜電放電●所有材料皆可摩擦生電↑正(Positive)

●鋼(Steel)

●

空氣(Air)

●木(Wood)

●

人手(Hands)

●橡膠(Rubber)

●

玻璃(Glass)

●

金(Gold)

●

毛髮(Hair)

●

多元脂(Polyester)

●

石英(Quartz)

●

聚胺脂(Polyethylene)

●

尼龍(Nylon)

●聚乙烯(Polyethylene)

●

羊毛(Wool)

●

聚丙烯(Polypropylene)

●

絲綢(Silk)

●

乙烯基(Vinyl)

●

鋁(Aluminum)

●

矽(Silicon)

●

紙(Paper)

●鐵弗龍(Teflon)

●

棉(Cotton)

↓負(fù)(Negative)導(dǎo)電材料

認(rèn)識(shí)靜電放電防制105Ω/square1012Ω/square●導(dǎo)電材料(ConductiveMaterials)

電流可輕易穿過(guò)或流過(guò)的材料

●兩個(gè)導(dǎo)體接觸時(shí),電荷會(huì)快速移轉(zhuǎn)

●可使用接地的方式來(lái)「中和」靜電荷

●表面電阻率小於1×105Ω/square或其體積電阻率小於1×104Ω-cm的材料(EIA-625,MIL-263B,ESDADV1.0)●帶電時(shí)電荷會(huì)分布於表面

●受材料形狀、附近的接地或帶電物體影響

●需特別注意因感應(yīng)而產(chǎn)生靜電的情況

●可使用Fieldmeter量測(cè)材料上的靜電壓靜電消散材料與靜電屏蔽材料

認(rèn)識(shí)靜電放電防制105Ω/square

1012Ω/square

●靜電消散材料(StaticDissipativeMaterials)

●穿過(guò)或流過(guò)材料的電流量由材料的表面電阻率或表面電阻來(lái)決定

●表面電阻率至少為1×105Ω/square且小於1×1012Ω/square,或其體積電阻率至少為1×104Ω-cm且小於1×1011Ω-cm(ESDADV1.0,EIA-625-1994,MIL-263B)

●與另兩種材料以電阻值的範(fàn)圍作為區(qū)別●靜電屏蔽材料(StaticShieldingMaterial)

可防止元件遭受外界靜電場(chǎng)破壞的一種保護(hù)屏障(EIA-625)絕緣材料

認(rèn)識(shí)靜電放電防制105Ω/square1012Ω/square

●絕緣材料(InsulativeMaterials)

可防止或限制電流穿過(guò)或流過(guò)的材料

●最主要的靜電源

●表面電阻率大於1×1012Ω/square或其體積電阻率大於1×1011Ω-cm的材料(EIA-625-1994;ESDAADV1.0-1994)

●電阻非常大,很少電子可以流經(jīng)表面或穿過(guò)材料

●可能同時(shí)在表面的不同位置上出現(xiàn)正負(fù)電荷

●以Fieldmeter量測(cè)的結(jié)果僅能當(dāng)作參考

●在EPA中應(yīng)儘量避免使用

接地系統(tǒng)主要目的：將靜電防護(hù)設(shè)施接地，提供一個(gè)路徑使靜電消散材料、導(dǎo)電材料及個(gè)人接地設(shè)備在同一個(gè)電位上，減少ESDS元件受到破壞。(ESDS6.1)人員安全防護(hù)：考慮人員碰觸電源時(shí)，通過(guò)人體的電流。故接觸人體的接地系統(tǒng)必須要有限流電阻(靜電環(huán))。ESDGround(SoftGround)靜電放電接地

能夠使靜電產(chǎn)生源(人或物)藉由此路徑到接地的端點(diǎn)、排線、金屬線或其他接地系統(tǒng)。(EIA-625)Ground(HardGround)實(shí)接地藉由電子線路或特殊設(shè)備和大地(Earth)連接的導(dǎo)電接點(diǎn)

，和大地間具零電位差。接地線用導(dǎo)體

接地用導(dǎo)體需要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕且不會(huì)發(fā)生斷線之電線或金屬導(dǎo)體。肆.ESD防制之設(shè)備儀器介紹與使用表面阻抗測(cè)試器靜電壓測(cè)試器離子風(fēng)扇靜電環(huán)測(cè)試器靜電環(huán)表面阻抗測(cè)試器功能:檢測(cè)工作表面靜電消散功能是否符合規(guī)範(fàn)，以減少敏感元件受到ESD破壞校驗(yàn)頻率:

1次/年操作步驟:1.將測(cè)試設(shè)備置於欲量測(cè)之位置2.施以適當(dāng)之壓力3.按下綠色鈕4.進(jìn)行表面阻抗檢測(cè)並記錄讀值靜電壓測(cè)試器功能:檢測(cè)環(huán)境&工作區(qū)域之靜電壓值是否低於敏感材料規(guī)範(fàn)校驗(yàn)頻率:

1次/年靜電環(huán)測(cè)試器功能:檢測(cè)作業(yè)員所戴之靜電環(huán)功能是否正常(可接受的範(fàn)圍800千歐姆至1.2百萬(wàn)歐姆)校驗(yàn)頻率:

1次/季操作步驟:1.檢查測(cè)試器接地線是否確實(shí)接地2.將靜電環(huán)依正常操作程序配戴3.按下測(cè)試鈕4.靜電環(huán)測(cè)試器自主檢測(cè)方式:在不接地情況下，做自主檢測(cè)

此三項(xiàng)測(cè)試均PASS，即測(cè)試器“OK“靜電環(huán)型式：粘帶式、金屬、紡織品、鬆緊帶式安全性：必須要有限流電阻(通常為1M,1/4W)來(lái)保護(hù)人體安全.

伍.ESD防制基本作業(yè)規(guī)範(fàn)

教育訓(xùn)練及認(rèn)證各單位須有一固定之ESD負(fù)責(zé)人，並經(jīng)過(guò)公司安排之教育訓(xùn)練及認(rèn)證，負(fù)責(zé)安排每日的測(cè)試工作與記錄，並作每月之自主檢查。各單位視各自情況安排內(nèi)部教育訓(xùn)練並應(yīng)附有檢定之記錄。所有於靜電安全工作區(qū)域作業(yè)之人員，均需通過(guò)教育訓(xùn)練及檢定。

ESD管制標(biāo)誌及標(biāo)籤靜電安全工作站須以黃底黑字顯示靜電注意標(biāo)示(EIA-471)，除非該工作站位於靜電安全區(qū)域內(nèi)。標(biāo)示置放於靜電安全工作站外，大小為距離1公尺處可清楚讀取標(biāo)示上之字體。所有放置ESD敏感元件之容器應(yīng)於顯而易見的位置貼上ESD靜電防護(hù)標(biāo)籤。靜電安全工作站之作業(yè)指導(dǎo)書應(yīng)附有ESD靜電防護(hù)標(biāo)籤。靜電安全工作區(qū)域中無(wú)法避免之絕緣材料(OI架、資料夾…)時(shí)，應(yīng)使用靜電消散液覆蓋其表面，並定期檢測(cè)是否失效。

靜電安全工作區(qū)未使用靜電消散液導(dǎo)電地板之導(dǎo)電銅箔確實(shí)銜接廠務(wù)接地線，並每月進(jìn)行不定點(diǎn)檢測(cè)及記錄；每三個(gè)月作清洗及打?qū)щ娤炛ｐB(yǎng)維護(hù)(若月檢測(cè)未通過(guò)測(cè)試，即應(yīng)進(jìn)行維護(hù)工作)。所有人員進(jìn)入靜電安全工作區(qū)作業(yè)，應(yīng)佩戴靜電環(huán)並確實(shí)接地；每日定時(shí)檢測(cè)並記錄。作業(yè)人員進(jìn)入無(wú)塵室須穿著靜電鞋，且應(yīng)每日檢測(cè)並記錄。作業(yè)人員進(jìn)入靜電安全工作區(qū)，應(yīng)穿戴靜電帽或防塵帽。靜電衣經(jīng)清洗後須檢測(cè)並記錄。永久性靜電防護(hù)容器應(yīng)符合規(guī)範(fàn)，並應(yīng)協(xié)請(qǐng)廠商提供證明。靜電量測(cè)建議允收規(guī)範(fàn)靜電防護(hù)搬運(yùn)箱(料盒)靜電消散型--外層阻抗值between106and109/sq

--內(nèi)層阻抗值between106and1011/sq

--隔板阻抗值between106and1011/sq導(dǎo)電型