ESD鞋类检测方法及其标准测试方法汇总

设备接地指导
• 所有设备接地通路的导体和ESD接地导体的连接应该有 足够的强度，而且ESD接地线应该才用编织导线 • 针对阳极氧化的表面，需要确保内层的导电物质和ESD 接地导体连接
ESD椅子的检测方法及标准
熊春来
测试标准
• ESD association standard test method for the protection of electrostatic discharge susceptible itemsSeating-Resistive measurement
包装材料使用要求
• 在EPA之内
– 产生静电低的材料 – 直接接触时，采用耗散或者导电材料 – 如果器件的敏感度等级小于HBM100V，可能需要根据使 用和计划的要求采取额外的保护
• 在EPA之外
– – – – 产生静电低的材料 直接接触时，采用耗散或者导电材料 采用能够屏蔽静电Fra Baidu bibliotek电的材料 如果使用屏蔽材料，需要和绝缘材料同时使用来限制电 流
包装材料特性分类
• 电阻材料特性
静电屏蔽特性
• 静电放电屏蔽
– ESD屏蔽材料做成容器后能够衰减静电放电， 景点屏蔽袋内的能量小于50nj
• 电场屏蔽
– 电场屏蔽材料做成容器后能够衰减电场 – 电场屏蔽材料的表面电阻要小于1X103ohms， 可能会有电流通过其体内
ESD包装技术要求
• 材料特性及测试方法
– 低湿度： 12%RH±3%， 23±3℃，≥72hrs – 中等湿度：50%RH±5%, 23±3℃，≥72hrs
• 测试示意图：
测试方法
• 测试流程
– 清洁 – 低湿度处理 – 连接测试装置，设定电阻表电压到100V，进行 测试，记录测试结果 – 清洁电极 – 中等湿度处理样品 – 测试
自动化设备的测试及其标准
器件测量
• 使用相关性测量的电极和仪器，测量器件 本身在AHE移动时的电压，确保使用同样 的距离和位置；如果使用不同的位置，需 要在所有位置重复电荷积累测试 • 测量器件移动过程中的不同位置，记录位 置，电压 • 针对PC板，需要测量不同的器件
设备接地指导
• 设备上任何与器件运行路线相距15cm的导体部分应 与设备外壳接地（＜1ohm） • 设备上任何与器件运行路线相距15cm的绝缘材料都 应该进行屏蔽，防静电喷涂，电镀，或者使静电安 全 • 所有15cm内的耗散材料必须接地 • 处理敏感器件的设备必须有人员接地点 • 可能的情况下，所有接触器件管脚的部位都需要采 用耗散材料并且接地以防止CDM损害 • 所有和外壳隔离的部位需要提供持续接地（＜ 1Mohms）
电阻测试
• 测试准备
– 按照设备商的推荐清洁待测试部分 – 清洁电极（70%异丙醇和30%去离子水） – AHE和电极需要在测试环境中至少放置24小时
电阻测试
• 测试
– 将电极短接，测试并记录短路电阻 – 测量设备外壳上的接地点和设备电源线接地点之 间的电阻；如果设备外壳和EGC（设备接地点） 或者其他接地点是分开接地的，则分别测量 – 测量和记录设备外壳接地点和所有设定的ESD接 地点之间的电阻 – 测量关键通路和设备外壳接地点的电阻，关键通 路可能被移动元件分开，需要测量每个部分的接 地电阻
包装材料特性分类
• 低带电（抗静电） • 按照电阻特性分：
– 导电 – 耗散 – 绝缘
• 屏蔽：
– 静电放电 – 电场
包装材料特性分类
• 低带电（抗静电)材料
– 相对于其他物料，低带电材料所产生的静电低 – 材料产生静电的大小，极性与材料，湿度，表面和其他 因素相关 – 如何减少材料的摩擦静电：
设备接地指导
• 所有可能被员工放器件的表面需要是耗散和接地的 • 气管和电线需要被扎束以降低他们之间和与其它设备的 摩擦 • 靠近产品的气管应该是导电或者静电耗散并且接地的， 否则，他们需要采用编织防护来进行屏蔽和接地 • 靠近产品的线束需要采用编织防护来进行屏蔽和接地 • 器件拾取机构，如真空吸头，喷嘴，夹子需要是导电或 者静电耗散并且接地的。与器件接触时面积应尽可能的 小而且迅速一减少摩擦电压 • 设计的ESD接地点应该与设备的接地体直接连接，电阻 小于1ohm
– 追溯性
• 制造商 • 日期/批号
ESD包装材料指导
• 环境和器件敏感度（包装物料选择的两个主要考虑）
– 环境
• 只要器件处于非ESD保护区或者在EPA需要采取物理和环境保护 的情况下，就要采取ESD包装
– 器件敏感度
• 如果不知道器件的敏感度，采用能够提供所有保护的方式 • 通过理解以下因素：器件对ESD和ESD影响的敏感度，器件可能 经受的ESD风险，可以使静电保护特性降低 • 采用建议的包装水平时，要评估器件免遭ESD破坏的能力
测试方法
• 测试仪器
– 电阻测试仪：
• 100V±5%DC的开路电压，能够测量1.0 X10E6ohms 以上的电阻 • 测试导线和地之间分离
– 电极
• 正极有一片铝箔构成，铝箔需要均匀的尽可能最大的 和待测鞋的内表面接触；每一轮新的测试或用旧时， 需要更换铝箔 • 负极由一比鞋底面积大的不锈钢板构成，测试时放在 一个表面电阻大于1 x 10E13ohms绝缘表面
电阻测试
• 报告
– 设备型号，序列号 – 测试日期，人员，环境温度，湿度 – 测试仪器，型号，序列号，电极类型 – 应用的特殊信息，如：转速，温度等
电荷积累测量
• 测试设备
– 电压感应仪（需要足够的反应速度） – 电极需要能够探测最小器件上的静电场 – 示波镜或者相关设备 – 500V直流电源
电荷积累测量
熊春来
评估依据
• ESD SP10.1-2000 ESD association standard practice for protection of electrostatic discharge itemsAutomated Handling Equipment (AHE)
相关定义
• AHE 任何具有自动顺序的用于处理和运输产品 （晶片，已包装器件，纸张，纺织品等） 的机械 • Energized 设备带有某种形式的能量（如：电能，流 体，热能，机械能）后而能够危害人的状 态
ESD包装技术要求
• 物料标识
– 警示标示
• 按照ESD S8.1执行
– 材料类型
• “Low charging” or “Antistatic” 具有ESD防护功能的标识 • “Conductive” or “Dissipative” • “Discharge Shielding” or “Electric Filed Shielding”
防静电椅子电阻测试
• 测试环境
– 湿度：12+/-3%RH， 50+/-5%RH； – 温度：23+/-1℃ – 湿度计：+/-3%RH
防静电椅子电阻测试
• 鉴定测试 • 验收测试 • 周期性测试
防静电椅子电阻测试
• 鉴定测试
– 试样准备
• 数量：3
– 清洁：
• 椅面：安装制造商的指引清洁 • 轮子：浓度70%以上异丙醇 • 电极：浓度70%以上异丙醇
测试方法
• 测试仪器
– 砝码
• 袋装的25pounds（11.35kg）钢球（#6或者更细）
– 环境测试箱
• 12%RH±3%和50%RH±5%, 23±3℃; • 湿度计的精确度为±3%
– 校准要求
• 按照制造商的推荐进行，周期最多不超过一年
测试方法
• 测试流程
– 试样处理
• 清洁：试样底面和内表面用干布擦去赃污；负极用 浓度大于70%的异丙醇清洁 • 湿度处理
• 增加流回原材料的电量可以降低材料见的摩擦电压，可以利用减 少包装材料和被包装物之间的电阻达到 • 相似物料带电低于不同物料，可以将包装材料的内层和包装物喷 涂同种材料 • 减少包装物和包装材料的相对运动 • 抗静电材料通常用于使包装材料低带电，抗静电剂能够降低包装 材料的电阻，使包装材料和包装物的接触面相类似从而减少静电 的产生
电荷积累测量
• 相关性测试
– PC板样品
• 挑选样品（组装后或者未组装） • 在器件表面贴一个形状和大小一致的导电材料（比如铝箔），将 导电材料和接地表面/耗散表面分开 • 关掉周围的离子风机 • 对导电材料加500V+/-10%的电压 • 在器件上定位电极，调整电极距离以得到最大的读数；或者依据 制造商给定的距离定位；记录距离，方向，和电压读数 • 记录每一个电极的位置，计算测量电压和外加电压的比值 • 打开离子风机
相关定义
• Critical path component 在器件轨道的一定距离内的AHE的任何部分 • Device path AHE上器件的运行路线 • Correlation sample 用于在已知电压下测试器件相关电压的代表 性器件
电阻测试
• 测试设备
– 电阻不大于1Mohms， 0.1ohm~1Mohms，精 度+/-10% – 电阻大于1Mohms，106~1011ohms，开路电压 100V – 为了防止对测试表面的损坏，导电橡胶可以作 为电极使用
防静电椅子电阻测试
• 测试仪器
– 电阻测试仪器
• 兆欧表；电源和电流表，精度+/-10%；测试电压10V +/-10% ，100V +/-10%
– 测试电极
• 柱状，重量：2.27kg +/-0.06kg（5pound+/-2oz) 直径：63.5+/-0.25mm（2.5inches+/-0.1inches） 硬度：50-70；电极本身的电阻小于100ohms在不大 于10V的电压下测试，利用100V测量时电极与人之间 电阻大于1x10E10ohms • 金属板127mm x 254mm x 1.6mm
电荷积累测量
• 相关性测试
– – – – – – – – 正常状态下运行AHE 放入样品 关闭周围的离子风机 电压500V+/-10% 按照试样准备时的位置定位电极 连接和设置示波器，捕获电压表输出的电压波形 比较电压峰值和外加电压，试样准备时的测量电压 打开离子风机
电荷积累测量
• 数据报告
– AHE的型号，序列号；产品型号，序列号，包装 方式 – 日期，操作人员，环境温度，湿度 – 如果AHE的操作温度与环境温度不同，记录操作 温度 – 记录所有测试仪器的型号和序列号 – 其他重要条件
• 测试准备
– 安装电压感应仪的电极 – 距离AHE2米内的人员都要求带手腕带 – 清洁AHE – AHE和测试电极需要放置于操作环境至少24小时
电荷积累测量
• 相关性测试
– 测量在一个已知外加电压下器件通过AHE时在器 件上的电压
电荷积累测量
• 相关性测试
– IC样品
• 选择一个代表性样品 • 在器件表面贴一个形状和大小一致的导电材料（比如铝箔），将 导电材料和接地表面/耗散表面分开 • 关掉周围的离子风机 • 对导电材料加500V+/-10%的电压 • 在器件上定位电极，调整电极距离以得到最大的读数；或者依据 制造商给定的距离定位；记录距离，方向，和电压读数 • 记录每一个电极的位置，计算测量电压和外加电压的比值 • 打开离子风机
– 环境处理
• 23+/-3 ℃，12+/-3%RH，≥48hrs • 23+/-3 ℃，50+/-5%RH，≥48hrs
防静电椅子电阻测试
• 鉴定测试
– 测试示意图
防静电椅子电阻测试
• 测试
– 测试位置
包装材料的检测方法及标准
熊春来
相关标准
• ANSI/ESD S541-2003 ESD association standard for the protection of electrostatic discharge susceptible items Packaging Materials for ESD sensitive items • ESD STM11.31-2001 ESD association standard for evaluating the performance of electrostatic discharge shielding materials-Bags
ESD鞋类检测方法及其标准
熊春来
检测标准
• ESD/STM 9.1-2001 ESD association standard for the protection of electrostatic discharge susceptible itemsFootwear-Resistive Characterization