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1、防静电基础知识一.静电产生的原理:1.摩擦:绝缘体之间磨擦而产生静电AB+2.传导:电荷的转移,示意图如下:AB电量相等电荷转移+3.感应:带有静电的物体在电场的作用下使另一个物体也带有静电,示意图如下:AB静电感应只对导体和半导体才有作用.+二.静电电荷产生的种类:1.摩擦2.分离3.电场感应4.传导三.静电电荷对微电子工业的影响:1.微粒污染:在洁凈室里,静电是使直径在0.11.0微米之间的颗粒沉积的主要原因.当芯片带有静电后就很容易沉积灰尘.2.ESD(ESD中文意思是静电电压放电)失效:静电放电时当放电电流过大,产生过高热能,将会击穿集成电路内部线路.3.三种击穿现象:1.热击穿:P-
2、N破坏2.介电击穿:氧化层的破坏3.金属汽化:金属线被汽化而开路四.半导体的静电敏感度:装置型式装置型式静电放电敏感静电放电敏感度范围度范围(伏伏)装置型式装置型式静电放电敏感静电放电敏感度范围度范围(伏伏)VMOS301800散粒(肖特基)二极管3002500MOSFET100200薄片电阻(厚,细)3003000GaASFET100300双向晶体管3807000EPROM100ECL(发射极偶合逻辑电路)5001500JFET1407000SCR(可控硅)6801000SAW1501500散粒(肖特基)晶体管10002500OP-AMP1902500散粒晶体管逻辑电路10002500CMO
3、S2503000静电放电的三种型式:1.人体型式:当人体活动时身体和衣服之间摩擦产生静电,若不及时将静电释放给大地,而直接把静电转移给ESD敏感装置而造成损坏.2.微电子器件带电型式:在自动化生产过程中,一些塑料器件因摩擦产生静电,通过ESD敏感装置接触,造成损坏.3.场感应型式:在有强电场围绕时,能通过感应方法损坏ESD敏感装置.静电电荷的消除原理:1.接地:将导体材料接通大地,把静电电荷传导到大地.2.离子中和:用离子发生设备产生离子,来中和物体表面所带静电荷.3.屏蔽:用高导电性材料做成屏蔽层,使ESD敏感装置不受外界静电场损坏.一.ESD等级分类及控制程序：1.ESD等级分类:等级电压
4、范围典型设备00100VEPROM,VMOS,MOSFET,GAAS,FET,SAM11001000VSCR,JFET,薄膜电阻,二极管210004000VProtectedMOS,SCHOTTKY,TTL,OP-AMPandLSI340001500V大多其它半导体2.ESD失效的潜伏性:有时ESD并没有把半导体完全破坏,而只把组件某部分的质量降低.从事ESD敏感半导体等行业应留意以下几点:1).潜伏性的ESD问题:在任何场合都会发生;2).潜伏性的ESD问题:将会累积起来加深其损坏的严重性;3).潜伏性的ESD问题:在运送ESD敏感性组件,更加无法估计其产生的可能性;4).潜伏性的ESD问题
5、:不只是影响成品用家,也会影响各层制造商的维修费及声誉;5).潜伏性的ESD问题:目前还没有办法把此问题的产品全部找出来.八、名词解释：1、ESD-Electrostaticdischarge-静电释放,即静电电荷在不同电势的物品或表面之间转移的过程.2、EOS-ElectrostaticOverstress-静电损伤,即器件接受静电释放时,其特性产生变化,通常性能变差,但未完全失效.3、ESDS-ESDSensitivitySusceptivility-静电敏感性（度），衡量一个器件对静电破坏所能感受的程度，即其特性在不同的静电水准下改变多少.4、Antistatic-指材料阻止磨擦起电的性
6、能，在本文中，防静电材料通常其磨擦起电的静电电压低于200Volts.5、ElectrostaticShielding-静电屏蔽，设置在物体周围的导体屏障以排出外电场的影响.6、ConductiveMaterial-导电性材料，在本文中，这种材料的表面电阻率低于10E-5，M或体积电阻率低于10E-4.m.7、InsulativeMaterial-绝缘材料,在本文中,这种材料的表面电阻率大于10E5.M,或体积电阻率大于10E-4.M.8、EquipmentGround-设备接地,电气设备与硬地电极之间的低阻抗通路.通常为电源插座的第三端.9、ESDGround-静电接地,由导体所组成的电极,
7、金属带,金属棒等,用来构成连接带有静电电荷的人或物体与大地之间通路.10、Tribo-electricCharging-磨擦起电,当两个最初接触的物体(一方或变方均为绝缘体)分离时而产生静电电荷积累.11、ESDProtectivePackaging-静电防护包装,一种包装方式,可以用来限制静电每感器件磨擦起电电荷的积累,或者为ESD器件提供静电屏蔽.12、静电逸散材料-材料表面电阻率大于1x10E5ohms/square,小于1x10E12ohms/square,或者体积电阻率大于1x10E4ohms-cm,小于1x10E11ohms-cm.13、表面电阻-与材料的同一边相连的两个特定形状电
8、极之间直流电压与电流的比值,表面电阻用ohms表示.14、表面电阻率-通过单位面积表面的直流电压与电流的比值,表面电阻率是指一个面相对两边之间的电阻,与面积大小和它的尺寸单位无关,表面电阻率用ohms/square表示.九、人员：凡生产中可能接触到电子元器件或产品的人遇均需具备一定的静电防护措施.1、在线生产人员必须佩戴有线防静电手环方可作业,该有线防静电手环应与专用之接地线相连;2、非在线之作业员,设备操作员,现场之管理干部及周边单位(工程、品管、检测、企划等)技术员、工程师等需佩戴证明有效的无线式防静电手环；3、SMT现场之工作人员,除佩戴相应之防静电手环外,还应该穿防静电服与防静鞋;4、
9、品检人员应佩戴证明有效的无线式防静电手环,但当检验静电敏感器件(如IC,电晶体,二极体,晶振)等时,或带有ESDS器件的产品时的,必须戴有线防静电手环.十、设备与工具1、生产设备,包括插件线、输送带、各种焊锡机、水洗机、前加工设备、吸放板机、锡膏印刷机，贴片机等必须要有专用导线与接地线相连；2、接触静电敏感元器件的工作台,检验桌,修理桌等,表面必须覆盖导电性桌垫,且必须有专用导线与接地线相连;3、焊锡修理等应使用瓷质绝缘的电铬铁/吸锡枪,电热丝部分是低压控温并接地(三极插头),接地电阻低于10,电线电阻大于2M,且前端温度控制在36020;4、各类量测与测试设备同样必须要有接地.在线测试机和A
10、TE要有专用导线与接地线相连,如使用三极插头,显示板表面应定期喷有静电防止剂(一月一次).5、静电压表、静电场表应能够检验超过200伏静电压;6、用于查核ESD不间断接地的测量仪应能检查出小于1奥姆的电阻值;7、用于测量工作台表面电阻测量仪应能读出1012ohm电阻率及小于它的值.十一、接地：1、ESD接地可以是设备的接地(使用三极插座中的第三极),或专用的大地接地,并保证接地电阻低于1.2、专用接地线要使用铜编织线、有线式防静电手环、导电性桌垫、设备上除电源外和接地器等要通过导线与专用接地线相连，或者使用导线将上述设施与三极插座的接地端相连.3、整个建筑物必须要有一个集中的接地系统.4、所有
11、新的专用接地保护线和电源地线要经过技术人员的全检确认方可投入使用.5、用来检测防静电专用接地线的仪器、仪表等要求能测出小于1的电阻值。十二、搬运、暂存、包装、保存：1、工程人员依据产品对静电的敏感程度和客户的要求制定相应的包装作业规范,成品的包装,保存与运送应依正式的包装规范进行.2、静电敏感的元器件(如IC,电晶体,二极体,晶振等)的盛放,包装和保存等,包括领料,发料和用料退库应使用导电的抗静电盒或袋子/管子等,或者直接使用原厂包装.3、静电敏感的元器件在作插入作业时,必须使用金属容器或有实施防静电对策后的塑胶容器.4、电子组装的成品和未成品的装载必须注意:如相关人员未戴防静电手环时,或戴棉
12、质手套时,不可接触产品.一般不允许将基板焊锡面同向两枚重叠起来,产品在暂存时,不可使用聚乙烯板(保力龙)来防尘;5、用于搬运保管成品的包装箱须使用实施防静电对策过的送货用箱子及使用隔板来防止基板焊锡面互相接触,搬运时不可在地板上拖拉箱子.6、SMT类成品和半成品存放/搬运时,放置架、周转箱和台车等必须用金属或导电性材料做成，其中搬运用台车要有静电接地连并拖在地板上.7、作业时要注意:7.1拿取IC时手指不可触碰到IC脚;拿取电晶体,FET时尽可能手不要接触到引线脚部分;7.2高频FET或电晶体尽可能安排在最后插件工站并立即进行焊锡工程;7.3拿取基板成品,半成品时,手不可触及焊锡面,金手指,测
13、试点及配线等;7.4作业中掉落地板上的电子ESDS类零件(IC,电晶体,二极体,晶振等)不可再用或经过测试再确认OK后才可使用.十三、防静电手环的管制：1、将有效之防静电手环戴在手腕上,务必保证其金属部位紧贴于皮肤.有线式防静电手环之接线相应扣好,且接线与专用接地线良好接触;2、所有佩戴防静电手环的人员于每日上班前检查其有效性,并将结果记录于防静电手环检测记录表(编号:FQC11011B)内,如有异常应立即更换,新请购之静电环手环在验收时,亦要经过测试以保证其有效性.3、防静电手环的检测方案如下:3.1将校正合格之防静电手环测试仪HAKK0498之接地线与静电环的接地线相连(夹紧);3.2以佩
14、戴防静电手环的手指(尽量保持干燥)触压HAKK0498之测试盘;3.3若测试仪上“LOW”红灯亮,表示该防静电手环之阻抗小于800K,不能用,若“HIGH”红灯亮，表示该防静电手环之阻抗大于9M,亦不能用,若“GOOD”绿灯亮且伴有蜂鸣者,则表示该防静电手环合格,可以使用.十四、防静电要求符合性验证1、制程巡检人员应每日点检生产现场的静电防护措施的有效性.如有异常,则以“制程异常联络单”的形式提出,知会各相关单位立即采取行动改善.2、设备与电气工务人员应每周点检设备的接地和有效性.如有异常,立即处理并作记录.3、电气设备工程师或品质保证工程师等应至少每半年一次稽核整个电路板组装工厂的静电防护状况,包括生产制程ESDS器件或产品的包装,存放,运输,设备,人员,接地等静电防护措施的有效性.记录结果以专案方式提报给事业处主管.十五、教育与训练1、所有的新进人员必经过静电防护知识的教育训练合格后才开始工作.2、所有有可能接触到ESDS器件和产品之人员必须至少每6个月重新训练一次,且把静电防护知识列为人员工作鉴定之一.3、静电防护知识的训练至少包括静电原理与危害,ESDS器件和产品的基本特性,工作场所的基本静电防护要求等.