ESD基础知识培训B

4.静电放电 4.静电放电(ESD) 静电放电(ESD)
ESD损坏产品的途径 4. ESD损坏产品的途径
Charged
HBM
Field
FIM
Field
CDM
Grounde d
Discharge
外来静电传到器件
静电电场感应放电
器件本身静电放电
4.静电放电 4.静电放电(ESD) 静电放电(ESD)
产 生 负 电 荷 材 料
产 生 正 电 荷 材 料
2.静电的产生 2.静电的产生
2. 静电度量 (电荷 电荷） a. Charge (电荷） COULOMB(库仑C 纳库仑nC） COULOMB(库仑C，纳库仑nC） 库仑 nC 1nC= 1/109 C=6.25x1011electrons b. 静电产生的大小还与环境的温度和湿度有关。温 静电产生的大小还与环境的温度和湿度有关。 度高和湿度低，易产生静电； 度高和湿度低，易产生静电；尤其是湿度对静电 产生的大小有较大的影响。 产生的大小有较大的影响。
4.静电释放 4.静电释放(ESD) 静电释放(ESD)
3.静电释放的模式 人体型式即指当人体活动时身体和衣服之间的摩擦产生摩擦 a. 人体型式 电荷。当人们手持ESD敏感的装置而不先释放电荷到地，摩 擦电荷将会移向ESD敏感的装置而造成损坏。 b. 微电子器件带电型式 微电子器件带电型式既指这些ESD敏感的装置，尤其对塑料 件，当在自动化生产过程中，会产生摩擦电荷，而这些摩擦 电荷通过低电阻的线路非常迅速地泻放到高度导电的牢固接 地表面，因此造成损坏；或者通过感应使ESD敏感的装置的 金属部分带电而造成损坏。 c．场感类型式 场感类型式即有强电场围绕，这可能来之于塑性材料或人的 场感类型式 衣服，会发生电子转化跨过氧化层。若电位差超过氧化层的 介电常数，侧会产生电弧以破坏氧化层，其结果为短路。
ESD基本知识培训教材 ESD基本知识培训教材
Jul, 2010
内容: 内容:
术语定义 静电的产生 静电的影响 静电释放(ESD) 静电释放(ESD) ESD材料 ESD材料 ESD控制方法 ESD控制方法 控制
静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷 a. 静电 静电场：静电在其周围形成的电场 b. 静电场 c.静电放电 静电放电：两个具有不同静电电位的物体，由于直接 接触 c.静电放电 或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场 的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象 就是静电放电。 d.静电敏感度 静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压 d.静电敏感度 e.静电敏感器件 静电敏感器件：对静电放电敏感的器件 e.静电敏感器件 f.接地 f.接地 ：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大 地，船等. g.中和 中和： g.中和 利用异性电荷使静电消失 h.防静电工作区 防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电 h.防静电工作区 电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防 护操作的工作场地
ESD材料 ESD材料
5.ESD材料 5.ESD材料
常用ESD ESD材料和物品 2. 常用ESD材料和物品 1）腕带 不 能 勒 得
表带式腕带
常用腕带
与 皮 肤 完 全 触 ， 但 接
腕 带 的 正 确 法 ： 戴
紧 。
太
腕 服和鞋、防静电椅和地板、防静电桌垫 防静电工服和鞋、防静电椅和地板、
2.静电的产生 2.静电的产生
1.静电的产生方式 1.静电的产生方式 a.摩擦:在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后 再分离，即可产生静电，而产生静电的最普通方法，就 是摩擦生电。材料的绝缘性越好，越容易是使用摩擦生 电。另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也 能产生静电；。 b. 感应： 针对导电材料而言，因电子能在它的表面自 由流动，如将其置于一电场中，由于同性相斥，异性相 吸，正负电子就会转移。 c. 传导：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由 流动，如与带电物体接触，将发生电荷转移。
Seperation) (摩擦 摩擦) Tribo (Seperation) (摩擦) (感应 感应) Induce (感应) (电火花 电火花) Sparking (电火花) (离子源 离子源) ION sources (离子源) (粒子喷射 粒子喷射) Particles spray(dry Air) (粒子喷射)
6.ESD控制方法 6.ESD控制方法
4 典型的ESD接地工作站 典型的ESD接地工作站 ESD
右图所示为典型的工作 接地方式， 台接地方式，如果有静 电产生可以通过 通过接地装 电产生可以通过接地装 置导入大地，防止对元 置导入大地，防止对元 器件的损伤 的损伤。 器件的损伤。
6.ESD控制方法 6.ESD控制方法
2.静电的产生 2.静电的产生
集成电路元器件的线路缩小，耐压降低，线路面积减小，使得 器件耐静集成电路元器件的线路缩小，耐压降低，线路面积减 小，使得器件耐静电冲击能力的减弱，静电电场（Static Electric Field）和静电电流（ESDcurrent）成为这些高密度元器 件的致命杀手。同时大量的塑料制品等高绝缘材料的普遍应用， 导致产生静电的机会大增。日常生活中如走动，空气流动，搬 运等都能产生静电。人们一般认为只有CMOS类的晶片才对静 电敏感，实际上，集成度高的元器件电路都很敏感。 1. 静电对电子元件的影响 A） 静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿 命。 B） 因电场或电流破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作 （完全破坏）。 C） 因瞬间的电场或电流产生的热，元件受伤，仍能工作，寿 命受损。
轰 !!!
5. ESD材料 ESD材料
1. 材料导电特性 1) 导体 电阻在10 电阻在104 欧姆 以下 ------( 流掉电荷, ------( 流掉电荷,电流大 ) 2) 耗散体 电阻在10 电阻在104~1011欧姆之间 ------(渗掉电荷,电流较小) ------(渗掉电荷,电流较小) ------(最有效的材料） ------(最有效的材料） 3) 绝缘体 电阻大于10 电阻大于1011欧姆 ------( 完全不导电,电流值近于零) ------( 完全不导电,电流值近于零)
ESD对产品作用的比喻 5. ESD对产品作用的比喻 带电的人、 带电的人、设备和金属物体就象一把上了子弹的枪 充电= *充电=子弹 导体接触= *导体接触=扣动扳机 带电的人、设备没有导体接触 带电的人、 *就象上了子弹的枪没有扣动扳机 虽然没有造成设备的损坏，但很危险。 *虽然没有造成设备的损坏，但很危险。 带电的人、 带电的人、设备并与导体接触 *就象扣动一只上了子弹的枪的扳机
2、静电损伤的特点： 静电损伤的特点
a.隐蔽性 a.隐蔽性人体不能直接感知静电，除非发生静电放电，但发生静电放电，人体也 隐蔽性 不一定能有电击的感觉。这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV。 b.潜伏性 潜伏性有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显的下降，但多次累加放电 b.潜伏性 会给器件造成内伤而形成隐患，而且增加了器件对静电的敏感性。已产生的问题 并无任何方法可治愈。 3.随机性 随机性电子元件什么情况下会遭受到静电破坏呢？可以这么说，从一个元件生 3.随机性 产后一直到它损坏以前所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有 随机性。由于静电的产生和放电都是瞬间发生的，及难预测和防护。 4.复杂性 复杂性静电放电损伤分板工作，因电子产品的精细，微小的结构特点而费时、 4.复杂性 费事、费钱，要求较复杂的技术往往需要使用扫描电镜等精密仪器，即使如此有 些静电损伤现象也 难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失 效当作其它失效，这是对静电放电损害未充分认识之前，常常归咎于早期失效或 情况不明的失效 ，从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。 5.严重性 严重性ESD问题表面上看来只影响了制成品的用家，但实际上亦影响了各层次 5.严重性 的制造商，如：保用费、维修及公司的声誉等等。
防静电工 服 防静电椅 防静电桌垫 防静电鞋 防静电地板
5.ESD材料 5.ESD材料
3）防静电鞋垫、防静电袋 防静电鞋垫、
5.ESD材料 5.ESD材料
4）离子风机、测手到鞋底电阻 离子风机、
一定要确保离子风机上 的绿灯亮着
6.ESD控制方法 6.ESD控制方法
1. 接地放电
接地就是直接将静电过一条线的连接泄放到大地，这是防静电措施中最直接最有效的， 接地就是直接将静电过一条线的连接泄放到大地，这是防静电措施中最直接最有效的，对 于导体通常用接地的方法，如人工带防静电手腕带及工作台面接地等。 于导体通常用接地的方法，如人工带防静电手腕带及工作台面接地等。 人体通过手腕带接地。 1） 人体通过手腕带接地。 人体通过防静电鞋（或鞋带）和防静电地板接地。 2） 人体通过防静电鞋（或鞋带）和防静电地板接地。 工作台面接地。 3） 工作台面接地。 测试仪器，工具夹，烙铁接地。 4） 测试仪器，工具夹，烙铁接地。 防静电地板，地垫接地。 5） 防静电地板，地垫接地。 防静电转运车， 架尽可能接地。 6） 防静电转运车，箱，架尽可能接地。 7） 防静电椅接地
5. 控制规格 1）腕带 2) 工鞋 3) 工衣 4) 接地连续性 阻抗为105Ω~107Ω; 阻抗为105Ω~107Ω 阻抗为105Ω~109Ω 阻抗小于1Ω;
5) ESD区域和工作台电压 ±250V/12英寸(30cm)内 6) ESD工作台材料对地电阻 阻抗为1X105Ω~1X108Ω 7) ESD地板 地板点对点: 阻抗为1X105Ω~1X108Ω 地板点对地: 阻抗为1X104Ω~1X108Ω 8) 离子中和度 测量电压小于±10V
6.ESD控制方法 6.ESD控制方法
6. ESD相关符号 ESD相关符号
静电的影响
3. 静电损坏引起的成本大小分布
X 10 损失
4.静电释放 4.静电释放(ESD) 静电释放(ESD)