工厂如何消除静电与防止静电实践篇

被ESD损毁的产品
电子元件即时失效只占10% 在厂内可被发现
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使电子元件受损的潜在缺陷占90% 在厂内很难被发现
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ESD基础知识
决定静电产生多少的因素
环境相对湿度 10-20%RH 40-50%RH 70-90%RH
1 在地 毯上走路 2 穿普通鞋在ESD地板上走路（不使用腕带） 3 穿ESD安全的鞋在ESD地板上（使用腕带 ） 5 摩擦绝缘材料
电阻接触 ） -- 屏蔽 （对非ESD安全的物品进行法拉第或距离屏蔽 ） -- 消除 （通过接地，离子化消除产生的静电）
Machine ( 机 )
-- 接地，控制静电电流 -- 消除 / 屏蔽 电磁干扰和交流电场
Material ( 材料 )
-- 使用导体材料 -- 尽量使用静电消耗材料 -- 使用 ESD地板，ESD桌垫 -- 不用或尽量少用绝缘材料
100V !
电子元件 受损 100-500VLeabharlann Baidu
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ESD 如何损害我们的产品
大量的静电荷在存在电势差的物体（人或机器）与产品之间 快速传递，短时间内产生很大的电流（远远超过产品可以承 受的电流）重则损毁电路，造成产品不能使用；轻则使电路 过热受到损伤，影响产品的寿命和可靠性。
Environment ( 环境 ) -- 温度 / 湿度控制
-- 局部使用离子风机 -- 员工 ESD培训 -- 管理
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ESD控制
ESD安全区域和ESD风险等级
-- 处理对ESD敏感的产品必须在ESD安全区域（ ESD Safe Area)内进行。 -- 在ESD安全区域处理对ESD敏感的产品，必须依照ESD安全处理程序进行。 -- 没有进行必要的ESD防护，不允许进入ESD安全区域。
设备接地
硬接地 – 指使用接地线对导体材料进行接地，金属硬接地，对地电阻应小于 10 欧姆。 软接地 – 指不使用接地线的接地 ，对地电阻（RTG）应小于 1X10^9 欧姆。
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ESD控制
ESD控制 -- 粘胶带
-- 粘胶带的使用必须控制到最少，如果必须使用，应使用 ESD 安全的胶带如：3M 40 或42 。
工作台 ESD垫子 机器或夹具 产品
ESD腕带
ESD净化服
ESD鞋
ESD地板
针对我们的Arm产品,安全静电电压是
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< 100V !
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ESD控制 --- 接地
接地是针对导体材料进行ESD控制最简单最有效的方法 人员接地
• • • • • • • • 腕带 太空服，太空鞋，防静电手套 防静电服装，防静电鞋 对生产流水线必须进行硬接地，流水线的输送皮带必须是金属或ESD材料。 工作台应使用金属台面或ESD桌垫台面，并对工作台面进行硬接地。 贮存ESD敏感产品或零部件的架子和手推车必须满足ESD软接地要求。 设备 / 工具通过轴承或气缸联接的接触ESD敏感产品部分应考虑另接接地线接 地。 设备 / 工具接触ESD敏感产品的部分不得使用绝缘材料，应使用金属或ESD材 料。并至少满足ESD软接地的要求。
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ESD控制 --- 离子化
对绝缘材料接地并不能消除所带的静电，要消除所带的静电需要使用离子风机。离子风机的作用 是在局部形成离子平衡的环境，它产生的离子可以在较短的时间内中和目标物体上多余的电荷。
高度18-24 Inch
风扇很脏不但有 Contamination 的问题，影响 离子产生，同时由于有大量 Particle 存在，反而会带来 ESD 问题。--应定期（每周） 用IPA对风扇和发射针进行清洁。 （工程部/设施部执行，QA核 查）
问题就少。反之，相对湿度小ESD的问题就多。
3 ESD地板， ESD安全的鞋（包括太空服）及腕带 的使用对于降低人体产生的静电也是非常 有效的。另外在地板上走动比不走动产生更多的静电。
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ESD 如何损害我们的产品 ESD 损坏的方式
直接的方式
-- 中等的ESD风险 （PCCA ，Hook up 一般工序）
工序PCCA / Hook up Die / IC 安装，焊接及通电测试工序）
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ESD控制 --- 接地
两种可用的接地系统
工作台 ESD垫子 机器或夹具 产品
工作台 ESD垫子 机器或夹具 产品
静电控制
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静电的概念
静电就是静止的电荷，就是物体表面有多余 的电荷（正电荷或负电荷）存在。
静电产生有三种方法：
摩擦 相接触的两个物体发生分离 静电感应产生静电
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ESD 控制 = Man ( 人 ) + Machine (机 ) +Material (料 )+Method(法 )+ Environment( 环 )
Man ( 人 )
--手腕带 ，ESD鞋，ESD椅子,衣服 …
Method ( 方法 )
-- 预防 （创建ESD安全的环境） -- 保护 （保护对ESD敏感的产品或零部件，避免金属小
产品区域
指示灯亮（表示在工作）, 应打到>60%最大风速。
有维护标签，一要定期对 风机校准，二要定期进行 清洁维护。
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ESD控制
ESD控制应该做到
1） 在ESD安全的工位处理对ESD敏感产品。 2） 在处理对ESD敏感产品之前戴上腕带，防静电手套。 3） 对所有金属设备和工具进行接地处理。 4） 让ESD敏感产品与绝缘材料最少保持12英寸（约30公分）的距离。 （如果对产品进行了保护如：产品放在ESD包内，放在 盖上盖子的ESD 安全 物料盒内；如果对绝缘材料进行了屏蔽或使用了离子风机，ESD敏感产品与 绝缘材料之间不受这个距离的限制。） 5） 总是保持工作区域干净整洁，拿走不必要的物料，特别是拿走不是生产必需 的普通塑料制品，纸制品及个人物品。
1. 金属（小电阻）接触
间接的方式
静电感应 •不直接接触
•带静电的物体接触产品 (HBM) •物体接触带静电的产品 (CDM)
2. 电路
电磁干扰（EMI） •不直接接触
•热拔插 •带电测试
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ESD 防护的好处
降低成本 提高产品质量
6） 对ESD敏感产品可能接触的设备部件， 测量设备接地，确保牢固有效安全。
7） 不要用金属物体接触对ESD敏感产品的暴露的输入电路，减少对ESD敏感产 品不必要的接触。 8） 服从ESD敏感区域，ESD安全纪律要求。
9） 如果你对ESD有不清楚的可以联系本地ESD控制部门。
1011 Ohms /
1 产生静电很多 2 静电不能通过接地消除 （消除速度特别慢） 3 非ESD材料
对于硬盘产品生产，表面电阻小于1x109Ohms 的材料是理想的ESD材料。
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ESD的危害
人体对大于3000V的静电才有感觉！ 但是……
磁头
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PCB/PCC
梳头发
撕贴胶带
走路
电路板
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ESD 是隐藏的敌人
ESD 是 隐 藏 的 敌 人
对于ESD我们应该统一认识，并加以提高
看到 8000V 听到 5000V
感觉到 3000V
针对我们的Arm产品,安全静电电压是 <
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ESD腕带
ESD腕带
ESD净化服 ESD鞋 ESD地板 E N L E N L
ESD净化服 ESD接地铜排 ESD鞋 ESD地板
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ESD控制 --- 接地
1. 人体通过ESD净化服、ESD鞋及 ESD地板接地接地电阻通常在 1x10e8~ 1x10e9欧姆,这时人体 的静电电位在500V以下。 2. 人体通过ESD腕带接地，接地电 阻可以确保在 1x10^6~ 1x10^7 欧姆，可以确保人体的静电电位 在10V以下。 3. 机器或夹具等金属物体通过接地 线接地，接地电阻通常小于10欧 姆，可以将机器或夹具等金属物 体上产生的静电随时导向大地， 减少静电对产品的危害。
客户满意
增加利润
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我们如何控制ESD？
Three fundamental principles 三个基本的控制原理
-- Ground/Bond all conductors ( 为所有导体进行接地处理。注意：人也是导体） -- Control Charges on Nonconductors ( 控制容易产生较多静电绝缘材料） -- Use protective packaging for transit and storage ( 在产品运输和存贮过程中使用ESD防护包装）
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什么样的材料是防静电材料？
2. Dissipative 静电消耗材料 3. Insulator 绝缘材料
1.
Conductive 导体材料
105 Ohms /
1 产生静电少 2 静电可以通过接地消除 （但消除速度很快） 3 可以接收的ESD材料 1 产生静电较少 2 静电可以通过接地消除 （消除速度适中） 3 理想的ESD材料
静电产生的物理解释
相接触的两个 物体发生分离
结果：带正的静电荷
结果：带负的静电荷
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什么是ESD？
ESD 就是静 电 泄 放 （Electronic Static Discharge） 带有静电的物体靠近或接触另一物 体，只要它们之间存在电势差，就 会发生静电荷传递。这种静电荷传 递过程我们称之为静电泄放。当这 种静电荷传递的过程强度足够大， 大到可以损坏我们的产品，我们就 称之为ESD事件。
-- 对非ESD 安全的胶带，在撕胶带，贴胶带和揭胶带时应考虑在离子风机下进行或远离产 品
12英寸以外进行。
-- 维修设备，联接电线等禁止使用粘胶带。
ESD胶带
撕贴胶带会产生很高的静电，由于胶带是绝缘材料，产生 的静电可以保留较长时间。不是生产工艺必须的胶带必须 从工作台上拿走，严禁使用胶带来固定物体或电气维修。
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什么物体可以产生静电 ？
Everything can be come Charged ！
任何物体都可以产生静电 ！
在我们的工作区域所有物体都可以产生静电!
– – – – – – 手推车，椅子，机械手，粘胶带，周转箱和其它物料输送物品 人体，手套，净化室用抹布，净化室用太空服，普通衣服 工作台表面，CRT电脑显示器，手动工具，纸，笔记本，文件夹，笔 墙壁，地板，酒精瓶， ESD 包装，非ESD 包装 等等都可以产生静电。
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ESD控制 -- ESD安全物料
零部件料盒
ESD 材料 的文件夹
ESD 材料 的椅子
拉圾筒
ESD 屏蔽包
净化纸 & 许可的笔
ESD Tray
非ESD材料 Tray
PE 袋
普通纸、计算器、普通胶带
保持非ESD材料与我们的ESD敏感产品12英寸以上距离
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ESD敏感产品的处理工序依照产品的特点和可能 造成的ESD损坏划分为四个ESD风险等级：
静电防护安全区域 （ ESD Safe Area) •1A 级 -- 特别高的ESD风险
•1 级 •2 级 -- 很高的ESD风险 -- 较高的ESD风险 （ 以上级别只用行磁头和硬盘生产工序）
•3 级
•4 级
-- 高的ESD风险 （硬盘生产Drive Top Cover安装到位以后
35000V 10000V 50V 4000V
8000V 4000V 10V 1500V
1500V 200V 0V 300V
决定静电产生多少的因素主要有：
1 材料的导电性能：导电材料和静电消耗材料产生比较少的静电，绝缘材料产生很多的静电。 2 环境相对湿度对静电的产生有很大的影响，相对湿度大（空气潮湿）静电产生就少， ESD的