ESD损害的防护

ESD 损害的防护
制定部门： 工程部制定日期：2008年 5月 8日共 6 页
制定审核批准
一、 与ESD相关术语的定义
1． ESD：静电释放，是一种由静电源产生的电能进入电子组件后迅速放电的现象。

当电能与静电敏感元件接触或接近时会对元件造成损伤。

2． ESDS元件：静电敏感元件，是容易受静电源高能放电影响的元件。

元件对ESD的敏感程度取决于其材料及构造。

元件越小、越精密，
运算速度越快，就越为敏感，如集成块（IC）和激光头（Pick-up）等。

3． EOS：电气过载，是某些额外出现的电能导致元件损害的结果。

EOS 是指设备或工装器具在使用过程产生的ESD。

4．即时失效与延时失效：ESDS元件会因不正确的操作或处理而失效或发生的元件性能的改变。

所产生的失效可分为即时失效和延时失效，
即时失效是可以通过测试即时发现的，可以作修理后重新测试确认或
作报废处理；而延时失效是未知的隐患，指产品经过了所有的检验与
测试，在以后存储或运输或使用过程中发生的失效。

5． EPA：静电防护区，指对ESDS元件进行电路的保护采取的相应的ESD 防护措施。

带有ESDS元件的直接可能接触到电路的电子组件只有在
EPA内的EOS/ESD安全工作台上才可以作业（注意作业人员要有相
应的ESD防护措施）。

二、 EOS损害的防护
1．电子组件生产工厂EOS产生的ESD主要来自Line上使用的电烙铁、吸锡器、电批、测试仪器等或操作电子设备时所产生的尖峰电脉冲和
有害的电能。

2．一般ESDS元件对于≤0.5V的电压和脉冲是可以接受的，对于高敏感
度元件，则要求操作的电子设备≤0.3V的脉冲。

3． EOS损害的防护：
（1） 对Line上所使用的电烙铁、电批、测试仪器等电动设备接地作业，并定期测试设备对地之间的电压，并有相应的接地电压测试记录；
（2） 定期清洁和保养所使用的电动设备，保证设备的正常运转和使用状态。

三、 ESD损害的防护
ESD损害的防护是将防止静电的产生和消除产生的静电，所有的ESD防护技术和产品的原理基本上是基于以上两种或其中之一实现的。

我们要防ESD，首先要清楚静电源。

ESD损害是静电源产生的电能接触到或过于接近ESDS元件或设备所导致的失效。

表3.1是电子工厂比较典型的静电源和表3.2是典型的静电源产生的静电压强度。

表3.1：典型的静电源
工作台面打蜡、粉刷或清漆表面
未处理的聚乙烯和塑料玻璃
地板灌封混凝土
打蜡或成品木材
地磁砖和地毯
服装和人员非ESD防护服/防护鞋
合成材料
头发
座椅成品木材、聚乙烯类、玻璃纤维、绝缘类
包装和操作材料塑料袋、包、封套
泡沫袋、泡沫塑料
聚乙烯类泡沫塑料
非ESD防护料盒、托盘、容器
组装工具和材料高压射流、压缩空气、合成毛刷
热风机、吹风机、复印机、打印机
表3.2：典型的静电源产生的静电压强度
来源湿度10~20% 湿度65~90%
头发的甩动 15000伏 800伏
地毯上行走 12000伏 1500伏
聚乙烯类地板上行走 12000伏 250伏
聚乙烯类封套（作业指导书） 7000伏 600伏
工作台上拿起塑料袋 20000伏 1200伏
有泡沫垫的工作座椅 18000伏 1500伏
1． ESD损害的防护——警告标识
（1） E SD敏感符号：用于表示容易受到ESD损害的电子电气设备或组件。

（2） E SD防护符号：用于表示被设计的器具是为ESDS元件、组件、设备提供ESD防护。

（3） 没有ESD警告标识未必意味着该电子组件不是ESDS元件，当质疑一组件的静电敏感性无定论时，必须将其作为ESDS元件处理。

2． ESD损害的防护——防护材料
（1） 静电屏幕材料
可防止静电释放穿透包装进入电子组件引起的损害。

（2） 抗静电材料
可作为ESDS元件廉价的中转包装或暂存使用。

抗静电材料在使用中不产生电荷。

但是，如果发生了静电释放，它能穿透包装进入电子组
件，导致ESDS元件的EOS/ESD损害。

（3） 静电消散材料
具有良好的传导性，使电荷能通过其表面消散。

离开EOS/ESD防护工作区域的组件必须使用静电屏蔽材料包装，在其材料内部通常有静
电消散材料和抗静电材料。

注意：使用可溶性清洁剂清洁静电防护材料会降低其ESD防护性能。

四、 防静电工作台/EPA
防静电工作台能防止在操作时尖峰脉冲和静电释放对于敏感元件的损害。

安全工作台应具有对EOS/ESD损害的防护功能，并能够避免在维修、制造或测试设备上产生尖峰脉冲。

烙铁、电批、测试仪器和操作的电子设备具有能产生足以完全破坏ESDS元件或使ESDS元件性能失效的电能。

为了防止静电在设备或组件上释放而损害ESDS元件，必须对设备或组件有一个静电接地的种径，形成静电对地放电，从而防止ESD对ESDS元件的损害。

在电子部件装配工厂，ESD安全工作站/EPA具有接地的静电消散或抗静电工作台面，及防止人体皮肤或衣服产生的ESD损害的防静电腕带。

在采取接地放电措施中，为了防止操作失误或设备故障产生的电流对人体的伤害，一般在接地路径中接有电阻，它可以减慢放电速度，防止ESD发生源产生的电火花。

表3.3防静电安全操作的最大接地电阻和放电时间。

表3.3：防静电安全操作的最大接地电阻和放电时间
操作人员通过的媒介允许的最大电阻允许的最大放电时间从地板垫到地 1000MΩ≤1s
从桌垫到地 1000MΩ≤1s
从腕带到地 100MΩ≤0.1s 注意：要根据可得到的电压值选择阻值，以保证人身安全和提供衰变及静电释放有充分的时间。

工作台应杜绝使用静电荷生成材料，如聚苯乙烯泡沫塑料、塑料焊锡去除器、纸质保护袋、塑料或纸质的笔记本或物件夹、以及员工个人物品。

在某些高敏感度的场合使用空气离子发生器，如在IC存储仓。

图3.1：防静电接地示意图
注释：
1. 操作人员防静电腕带
2. ESD/EOS防护容器
3. ESD/EOS防护桌面（建议在防静电台面每隔3米处接1根接地线）
4. ESD/EOS防护地板、地垫
5. 建筑地面
6. 共用接地点
7. 地
五、 电子组件生产ESD/EOS防护的日常工作
1．电子组件生产车间应该属于无尘车间，尘埃的附着会加快空气中静电对ESDS元件的释放；
2．生产车间地面应涂抹防静电材料，作业台面铺设防ESD损害的静电皮，做好接地措施，并有每天的测试记录；
3．所有的测试仪器、电动操作设备（如电批、烙铁等）均做接地措施，并有每天的测试记录；
4．作业人员进入生产车间应穿防静电服（对于高敏感组件），带防静电帽或头巾将头发包住，防止头发在作业中带来的静电，带防静电腕带，
接触印刷电路板（PCB）的人员要带防静电腕带，并要做好检查，防
静电腕带每天要检查并有相应的记录；
5．所有带ESDS元件在ESD安全作业台或EPA内作业，并有相应的防ESD措施；
6．带ESDS元件的电子组件在进行清洗操作时应做好ESD防护措施，如使用ESD全防护的机械搁置或容器；
7．禁止产生强静电压的物品，如泡沫塑料、聚乙苯烯类材料、纸箱等物品在ESDS元件作业区域使用或存放；
8．所有ESDS元件在运输、存储、拆装、包装中要做好防ESD措施；
9．对于没有ESDS标志的部件也应该作业ESDS部件操作；
10．作业人员必须经过ESD防护的培训并严格遵循ESD规章制度执行。