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1、ESD教育訓练教材 训练课程大纲一.静电放电(ESD)介绍二.ESD防制的目的三.ESD基本知识介绍四.ESD防制的设备仪器介绍与使用五.ESD防制基本作业规范一.静电放电(ESD)介绍q静电原因:摩擦、剥离、感应.机制:物质因失去或得到电子而帶电 q静电放电原因:电位不同物体间的电荷转移不一定伴随有电弧或火花发生q摩擦生电与静电放电人体与地毯摩擦产生静电放电后人体电荷平衡人体经接地后放电q剥离生电物质A(电荷平衡)接触分离物质B(带负电荷)物质B(电荷平衡)q感应生电-金属葉片验电器 Metal-leaf Electroscope静电放电模式q 人体放电模式 (Human-Body Mode
2、l，HBM)q 机器放电模式 (Machine Model，MM)q 元件充电模式 (Charged-Device Model，CDM)人体放电模式(HBM)的ESD是指因人体在地上走动磨擦或其他因素在人体上已累积了靜电，当此人去碰触到IC时，人体上的静电便经由IC的腳(pin)而进入IC內，再经由IC放电到地上去。此放电的过程会在短到几百毫微秒(ns,nanosecond,10-9sec)的时间內产生数安培的瞬间放电电流，电流会把IC內的元件給烧毀。机器放电模式(MM)的ESD是指机器(例如机器手臂)本身累积了静电，当此机器去碰触到IC时，该静电便经由IC的pin放电。因为大多数机器都是用金
3、属制造的，其机器放电的等效电阻为0；由于机器放电模式的等效电阻为零，故其放电的过程更短，在几毫微秒到几十毫微秒之內会有数安培的瞬間放电电流产生，因此对元件的破坏力更大。此放电模式(CDM)是指IC先因磨擦或其他因素而在IC內部累积了静电，但在静电累积的过程中IC并未受伤。此带有静电的IC在处理过程中，当其pin去碰触到接地面时，IC內部的静电便会经由pin自IC內部流出來，而造成了放电的現象。此种模式的放电时间更短,大约几毫微秒之內，而且此放电现象更难以真实的被模拟。ESD三种模式比较q HBM与MM-人体、机器或环境帶电HBM是最古老且最常发生的模式，但并非最严重的 危害模式MM造成的故障与
4、HBM类似，但电压卻远低于HBM，速 度亦较HBM快q CDM-元件帶电造成ESD故障的主要原因上升时间最快速，产生大电流，快速放电二.ESD防制之目的q改善产品品质并减少及防制ESD对电子产品的损害。q教育训练的实行，降低产品不良的发生与耗损。q改善客戶产品损害，增加产品可靠度。q降低客戶抱怨，提升公司信誉。三.ESD基本知识介绍影响静电荷产生量的因素q 相对湿度q 物质材料(摩擦电序列)q 接触的面积q 摩擦频率摩擦电序列 静电防治材料特性qConductive Material 导电材料 表面电阻率小于105/sq 的材料 (ESD ADV 1.0,MIL-263B,EIA-625)qS
5、tatic Dissipative Material 静电消散材料 表面电阻率至少为105/sq 且小于1012/sq的材料 (ESD ADV 1.0,MIL-263B,EIA-625)qAnti-Static Material 抗静电材料 -能抑制摩擦生电的材料(ESD ADV 1.0)-能抑制摩擦生电至200V以下的材料(EIA625)-抗静电材料並不需要量测其表面电阻率來决定其特性。(JEDEC STANDARD NO.42)接地系统q主要目的：将静电防护设施接地，提供一个路径 使静电消散材料、导电材料及个人接地设备在同 一个电位上，减少ESDS元件受到破坏。(ESD S6.1)q人员安
6、全防护：考虑人员碰触电源时，通过人体 的电流。故接触人体的接地系统必須要有限流 电阻(静电环)。qESD Ground(Soft Ground)静电放电接地 能够使静电产生源(人或物)藉由此路径到接地的端点、排线、金属线或其他接地系統。(EIA-625)qGround(Hard Ground)实接地 藉由电子线路或特殊设备和大地(Earth)连接的导电接点 ，和大地间具零电位差。q接地线用导体 接地用导体需要有足夠的机械強度、耐腐蚀且不会发生 断线之电线或金属导体。固定设备的接地用导体須用1.25 mm1.25 mm2 2以上的以上的600V600V级PVC 绝缘电线，绝缘被覆采用绿色。移动设
7、备的接地用导体須用1.25 mm2以上的橡胶、人造 橡胶或塑胶绝缘柔性(可绕)电线。移动及震动频繁设备的接地用导体須用1.25 mm2以上胶线、网线。为容易发现断线，最好是未加绝缘的电线。使用链子做接地导体(搬运车)，应确定其不因腐蚀、生 锈影响导通情況，且不因其不连性而接触不良。CD法则(CDRule)q CD法则(Charge-distance Rule)d:与带电表面之最小安全距离（inch）V:静电压表之价值（Volts）基本法则(Basic Rule)q 基本法则(Basic Rule)静电敏感零组件(ESD-sensitive Items;ESDS Items)在任何情形下，皆不得
8、暴露与违反CD法则之电场中;而其敏感之接腳或端点，亦不得直接碰触带静电量超过某一特定电压值(通常为50V)之表面。q 电压抑制(Voltage Suppression)带电物体之电场强度分布，会因其附近的接地导体而快速减弱。基本法则的落实q將工作区的所有导电物体接地，使其带电不超 过50V。q以静电电压表确认工作区內的非导电物体所帶电压不超过300V。对策：屏蔽、离子风扇.q如果静电场无法避免，应确保静电敏感零组件与带电之表面保持安全距离，遵守CD法则。四.ESD预防的设备仪器介绍与使用q 表面阻抗测試器q 静电压测试器q 接地断路警报系統q 静电环测试器q 静电环表面阻抗測表面阻抗測试器试器
9、功能功能:检测工作表面静电消散功能是否符合规范，以减少敏感元件受到ESD破坏校校验验頻率頻率:1次/年操作步操作步骤骤:1.将测试设备置与欲量测之位置2.施以适当之压力3.按下绿色纽4.进行表面阻抗检测并记录读值静电压测试器静电压测试器功能功能:检测环境&工作区域之静电压值 是否低于敏感材料规范校校验频率验频率:1次/年检验检验條件條件:检验人员須接地(例:配戴 静电环或穿静电鞋)操作步操作步骤骤1.按下“LO”鍵开启2.检查电池电力:按下“BATT“屏幕显示700 以上，表示电池电力足夠3.接地归零:偵測面对大地，按下“ZERO“鍵归零4.持续按下“ZERO“鍵，移至待測物距1英吋之距力(2
10、.54公分)，进行靜电压检测并记录读值5.若检测读值为“1”时，即判定检测物为高静电源功能功能:自动侦测AC电源极性及接地系統有无异常 确保作业人员及仪器安全接地接地断路警报系統断路警报系統接地接地断路警报系统操作说明断路警报系统操作说明原理原理:利用AC电源之L,N,FG來作測试1.用AC电源之L(较短之孔)及FG线來测试生产线上电源极性是否正确，用AC Polarity氖灯來显示，会亮表示OK，不亮表示NG。2.用AC电源之FG线和生产线之地线來作测试是否断路。用氖灯及蜂鸣器来表示，亮绿灯及蜂鸣器不响表示OK，亮红灯及蜂鸣器会响表示NG。操作步操作步骤骤:1.将测试接地仪器之接地端电线接至
11、生产线之地线。2.插上AC电源，看接地仪器之AC氖灯是否会亮，会亮表示生产线之电源极性OK，不亮表示生产线之电源极性错误。3.将接地仪器上之电源开关打开，观察接地仪器上之氖灯及蜂鸣器，亮绿灯及蜂鸣器不响表示OK；亮紅灯及蜂鸣器会响表示NG。校校验测试程序验测试程序:每日只要把接地仪器上接地測试端之电线拔离生产线之地线，接地仪器上之氖灯会亮红灯及蜂鸣器会响則表示接地仪器通过測史；如測史时紅灯未亮或蜂鸣器未响，请通知MES測试人员维修。静电环測试器静电环測试器功能功能:检测作业员所戴之静电环功能是否正常(可接受的范围750千欧姆至10百万欧姆)校验校验頻率頻率:1次/年操作步操作步骤骤:1.检查测
12、试器接地线是否确实接地2.将静电环依正常操作程序配戴3.按下测试按钮4.静电环測试器静电环測试器自主自主检检測方式測方式:在不接地情況下，做自主在不接地情況下，做自主检检測測 此三項測此三項測试试均均 PASS，即測即測试试器器“OK“静电环静电环功能：主要为防止HBM对于ESDS元件的破坏型式：粘帶式、金属、纺织品、松紧帶式安全性：必須要有限流电阻(通常为1M,1/4W)來保护人体安全，接地线与静电环分离的拉力为1-5lb.五.ESD防制基本作业规范q 教育训练及认证各单位須有一固定之ESD负责人，并经过公司安排之教育训练及认证，负责安排每日的测试工作与记录，并作每月之自主检查。各单位视各自
13、情況安排內部教育训练并应付有检定之记录。所有与静电安全工作区域作业之人员，均需通过教育训练及检定。q ESD管制标志及标签静电安全工作站须以黃底黑字显示静电注意标 示(EIA-471)，除非该工作站位于静电安全区域內。标示置放于静电安全工作站外，大小为距离1公尺处可清楚读取标示上之字体。所有放置ESD敏感元件之容器应于显而易見的位置貼上ESD静电防护标签。静电安全工作站之作业指导书应附有ESD静电防护标签。静电安全工作区域中无法避免之绝缘材料(OI架、资料夾)时，应使用静电消散液覆盖其表面，并定期检測是否失效。q 静电安全工作区未使用静电消散液电脑荧幕(阴极射线管)应予以接地屏蔽或使用离子风扇
14、，平衡产生之电荷。于静电安全工作区外一公尺范围內，所有物体之静电压须小于100V。工作桌垫須确实接地并將每月 之检测结果记录于桌垫后。导电地板区域內，台车須连接接地链(一般区域以接地线接地)，且台车各層桌垫須予以连接导通；裝载未完成品之台车須予以适当之防静电遮蔽。导电地板之导电铜箔确实衔接厂務接地线，并每月进行不定点检測及记录；每三个月作清洗及打导电蠟之保养维护(若月检測未通过測史，即应进行维护工作)。所有人员进入静电安全工作区作业，应佩戴静电环并确实接地；每日定时检测并记录。作业人员进入无尘车间须穿着静电鞋,且应每日检测并记录.作业人员进入静电安全工作区，应穿戴静电帽和防尘帽。静电衣经清洗后
15、須检測并记录。永久性静电防护容器应符合規范，并应协请厂商提供证明。q 静电量測建义允收規范q静电防护搬运箱(料盒)静电消散型 -外界阻抗值 between 106 and 109/sq -內界阻抗值 between 106 and 1012/sq -隔板阻抗值 between 106 and 1012/sq -static decay time2sec导电型 -between 103 and 106 /sq -static decay time2secq静电遮蔽袋 Static Shielding Bag静电消散型 -內層阻抗值 between 105 and 1012/sq -外層阻抗值 b
16、etween 106 and 1011/sq -static decay time2sec -static shielding:differential voltage 30V(peak)导电型 -內層阻抗值 between 103 and 105 /sq -外層阻抗值 between 106 and 1011/sq -static decay time2sec q静电手环/腳环 Wrist strap/heel strap 1M 10%through strapq静电消散桌垫/地板 静电消散型工作表面对地电阻值 between 106 and 109/sq 导电型工作表面对地电阻值 betw
17、een 103 and 106/sq 导电地板其接地之电阻值 between 2.5104 and 5106/sq qIC盘/IC包裝管(trays/tubes)conductive material -surface resistivity 105/sqstatic dissipative plastics -surface resistivity 105 1012/sq -static decay time2secanti-static plastics -triboelectric charging 100Vq静电消散纺织物品静电防护衣、帽 -surface resistivity 10
18、6 109/sq -static decay time2sec静电鞋 -surface resistivity 106/sq q导电椅子/推车推车/椅子到轮子的电阻 between 104 and 109/sq人体感应:3000V元件损害:20VqESDAElectrostaticDischargeAssociationqJEDECJointElectronicDeviceEngineeringCouncilqEIAElectronicIndustriesAssociationqANSIAmericanNationalStandardsInstituteqIECInternationalEle
19、ctrotechnicalCommissionqNFPANationalFireProtectionAssociationqIPCInstituteforInterconnectingandPackingElectronicCircuitsqMIL-STD&MIL-HDBKMilitaryStandardESD CERTIFICATION EXAM1.处理ESD敏感元件时，你应该：A.在任何已接地之工作站即不用静电环。B.以一般透明之塑料袋包裝。C.將元件远离离子风扇。D.于导电地板上穿着导电鞋，且坐下时將静电环戴上。2.你应该如何的穿戴静电环？A.将手环之金属部位确实的接触皮夫。B.将静电环
20、套于长袖衣物之上。C.宽松的戴在手腕即可。D.洗过腕部的皮夫之后即不用戴。3.人体能夠感觉到(touch)之最小静电值，因人而异，一般約在 _ volts。A.50 B.150 C.1000 D.30004.所有ESD敏感元件，应该：A.被置放于黑色的塑料盒。B.值于黑色的硬纸盒中。C.值于标示有明显閃电标志的容器中。D.放在标示有经认证许可之静电防制标志的容器中。5.两种作为基本的ESD防护材料特性为：A.塑料&保护龙。B.导体&静电消散材料。C.绝缘体&导体。D.Alloftheabove.6.静电放电的三种模式中，何种放电电流上升时间最快，时间最短，为造成ESD故障之主因？A.人体放电模
21、式(HBM)。B.机器放电模式(MM)。C.元件充电模式(CDM)。D.Nonoftheabove.7.湿度是影响静电量产生因素之一？其相关性为何？A.是，静电产生量与湿度成正比。B.是，静电产生量与湿度成反比。C.否，湿度与静电产生量无关。D.是，但影响非常小，可忽略。8.静电环須有限流电阻，用以保护人体遭漏电流电击，其电阻为：A.106。B.107。C.108。D.109。9.进入无尘室时，須穿戴静电衣、帽及静电鞋，作业时：A.先將双手洗淨才能作业。B.已穿有静电鞋，可直接作业。C.須戴上手套后再作业.D.仍須戴上静电环并接地后可开始作业。10.抗静电材料，依ESDA、EIA及JEDEC之規范，其性质为：A.能抑制摩擦生电的材料。B.能抑制摩擦生电至200V以下的材料。C.不需要量測其表面电阻率來決定其特性。D.Alloftheabove.CHECK YOUR ANSWERSTHEN RETURN THIS TEST TO INSTRUCTOR