静电放电(ESD)防护培训

失效分析的复杂性: 电子产品有精，细，小的特点，失效分析相当，静电损易 于同其它损伤混淆。
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静电对零件的危害
电子产品静电损伤的特点<二> 损伤具有潜在性: 有些元器件在损伤后并不马上表现出来，只是性能下降， 并不马上失效。 损伤的随机性: 只要电压超过或接近静电敏感电压阀值，就可能发生静电 损，在生产的各个环节，包括成品运输等都可能产生ESD损 伤。
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ESD 基本原理介绍
起电图示
1.摩擦
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ESD 基本原理介绍
起电图示
2.分离
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ESD 基本原理介绍
四.静电产生原理
摩擦起电:操作中的动作和肢体运动,由衣服,鞋 子与其它物体,地面摩擦,使衣服和鞋子带电,再通过传 导和感应,使人体带电.
到客户之后，随时会从『负伤而行』变成完全失效。
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静电对零件的危害
静电的累积破坏实例<负伤而行> 下面是一ESD累积破坏的试验:(应用HBM方式) 试验条件： 材料：54s163 测试前 人体电容：100pf 第一次 每次放电：50V 第二次 放电次数：5次 第三次 测试点：Vin=Pin2 (A) 第四次 GND=Pin8 (B) 第五次 试验结果： I=2.883μA I=2.883μA I=2.890μA I=2.890μA I=1.872mA I=2.147mA
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静电防护
四.常用静电检测仪器介绍:
1.静电分析仪 特点:给电板充上一定的电压，通过测量它在离子风 扇下的电压中和时间计算离子风扇的工作效率. 应用:主要用于定期测量 离子消除时间和离 子平衡度
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PASS PASS PASS PASS FAIL FAIL
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静电防护
一.为什么要做ESD控制 避免灰尘吸附 减低组件被破坏
减少产品失效或运作不稳定
避免人员受伤 预防火灾或爆炸发生 每年因静电不当释放所造成损失高达数十亿美金以上
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ESD 基本原理介绍
三. 静电起电
静电可有很多种方式产生,如物体间的摩擦,电场诱发,直 接充电,带电颗粒粘附等等 摩擦起电:当两个物体产生摩擦时,摩擦表面的电子会从 一种物体跑到另一种物体上,分离后,两个物体的正负电 荷失去平衡,得到电子的带负电,失去电子的带正电. 感应起电:当有强电场(大的带电体)存在时,附近的物体 被感应,局部或整体产生电荷,这类带电称为感应带电.
机器模式(MachineModel)— 带电工具或设备接触组件时， 在器件内部将感应出电位差，所感应的电位差可以引起器 件的击穿 带电组件模式(ChargedDeviceModel)—带电的器件通过 引脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效
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ESD 基本原理介绍
静电防护
常用静电防护材料及使用方法: 8.– 此种材料不会产生静电荷,或仅产生微量的静电荷(通 常在100V以下).其物质阻抗均在106Ω>R<1011Ω之间,静电 消散时间<2sec.
使用时需注意：
(a)避免使用尖锐物品刮坏金属层 (b)封闭的导电袋或容器才有完全之保护 (c)表面涂层必须考虑其有效期
静电对零件的危害
电子产品静电损伤的形态<二> B.潜在性缓慢失效 带电体电位或能量较低,一次放电没有完全损伤失效,使器 件内部轻度损伤,但有累计效应,使器件性能变坏,可能突然 失效,难以检测和筛选,造成产品质量发生信赖性问题.
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静电对零件的危害
电子产品静电损伤的形态<三> 静电的累积破坏 – 负伤而行 负伤而行（Walking Wounded）––– 许多实验证实静电 能使半导体负伤，但不致立即完全破坏其功能，而且有多 数这些『负伤而行』的组件都能通过测试直到这些组件送
静电放电(ESD)防护培训
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目
录
一.ESD原理简介 二.静电对零件的危害
三.如何做好静电防护
四.EOS产生的主要因素 五.公司ESD/EOS要求
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序
言
• 随着科技的高速发展,电子产品制作工艺将越来越 细小,越来越复杂,半导体材料的质量要求也是越来 越高的.而静电对半导体的破坏却因半导体的高集 成化而变得更加容易.
静电放电的条件是:首先有静电存在,其次要有一定的途径
静电放电的原因和条件多种多样,控制静电放电是在人们生 活和工作中的各个方面所追求的
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ESD 基本原理介绍
六.静电释放模式
人体模式(HumanBodyModel)—带有静电的操作者在工 作过程中与器件的管脚接触，将存贮于人体的静电荷通过 器件对地放电致使器件失效
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ESD 基本原理介绍
静电与湿度之关系
总上所述:湿度越小越容易产生静电
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ESD 基本原理介绍
八.标准静电压定义
可感受的ESD电压都在3,000volts 以上
可感受的ESD电压都在6,000volts
以上
可看到的ESD电压都在8,000volts
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静电对零件的危害
四.电子产品静电损伤的形态<一>
A.突发性完全失效
自身短路,开路,功能丧失,参数变异. 电压相关失效:介质击穿,PN节反向漏电. 功率相关失效:金属等烧断,硅片局部区域融化,PN节边缘损 伤等,这类失效占静损伤的10%.
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越多正电
越多负电
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ESD 基本原理介绍
放电与材质阻抗之关系
导电级 Conductive
R ＜ 105Ω／SQ 防静电级Dissipative(衰减材) 106＜ R ＜ 109Ω／SQ 抗静电级Anti-Static
109＜ R ＜ 1011Ω／SQ
绝缘insulation 1012＜ R
静电防护
二.如何控制ESD 设计上加强组件的免疫力 对许多集成电路,厂家在器件的输入/输出口上多加了一 些防静电保护电路,使器件的防静电能力大大提高 消除或减少静电的产生 尽可能使用防静电材料作为加工的辅助材料<常用方法有增 加湿度,抗静电涂布,屏蔽法> 安全的释放与中和静电 控制各制程段不同材料在使用中保持零电位<常用方法有穿 静电衣,使用静电消除器>
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静电防护
常用静电防护材料及使用方法: 7.靜電消除器 主要参数:距风扇口5cm处离子平衡度低于35V,距风扇口 25mm处离子风含盖区的静电电压低于100V 功用：依借风扇吹出的正负离子来中和自然界的电离子;解 决非导体所产生的静电破坏问题.
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严寒的冬天,当您脱下暖和的毛衣,您会听到哔啪声
当伸手去开车门或窗户时常被电击一下,是由于人身带了 静电,接触时突然放电所致
手无意间接触计算机荧幕时被电击一下,是由于计算机电 场诱发带了强烈的静电,接触时计算机对人体放电所致 云层相互摩擦而带大量的电荷,相互放电形成能量巨大 的闪电,对地放电则可能形成雷击
感应起电:当不带电的人体进入带电的电场,静电 感应而起电. 传导起电:人体直接接触带电体,或与带电体发生 静电放电,另人体在静电的微尘粉体和雾状液粒空间活 动,使带电微粒附在人体及衣服上产生静电.
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ESD百度文库基本原理介绍
五. 静电放电
是电荷在不同电位物体间相互转移的现象,是由于电子不均 匀分怖造成的结果
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静电防护
常用静电防护材料及使用方法: 4.静电衣 规格:104Ω ~ 109Ω
清洗标准:中性水(水温不可超过30℃)配合中性洗.洁剂轻 揉后晾干严禁熨烫,用刷子刷衣服 功能:防止服装的静电积累，宣泄人体与衣服摩擦时所产生 的静电
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ESD 基本原理介绍
九.静电放电时间常数计算
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静电对零件的危害
各类型之晶体皆有其抗静电能力.实际上芯片在达到能承受 静电压值的1∕4以后,这些芯片就会产生”衰退”的现象. 这些衰退的芯片在后续制程中或是在 PC 板组装时,如果再 经静电影响将会提前失效. 电子界ESD的标准电压一般要求为 ±100volts以下
(d)静电环在作业当中严禁擅自借给他人
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静电防护
常用静电防护材料及使用方法: 2.防静电手套 规格:106Ω ~ 109Ω 功用:防止手汗中的有机物氧化PCB 3.导电鞋 规格: 900KΩ ~ 35MΩ 原理：人体通过鞋底与大地构成回路，以使人体 产生的静电能向大地泄漏掉；同时还使鞋 垫成为静电泄漏的电气回路
七.放 电
静电放电大概可分为:火花放电﹑电晕放电﹑刷状放 电﹑大量粉堆放电﹑射状放电﹑等形式放电的强弱与放 电的电极、形状、材质、阻抗、数量、湿度、距离、速 度均有密切的关系.
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放电与电极特性之关系
石棉 兔毛 醋酸纤维 玻璃 云母 头发 耐龙 羊毛 兽毛 铅 蝉丝 铝 纸 棉 钢 木 琥珀 蜡 橡胶 密拉(聚酯膜) 镍 铜 银 抗紫外线材 黄铜 金/白金 硫 醋酸嫘莹 赛路璐 奥龙 亚克力 赛仑 聚氨酯 聚酯 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 KELF 硅 铁弗龙 硅橡胶
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静电防护
三.常用静电防护材料及使用方法: 1. 静电环– 由伸缩导线(内含1MegaΩ ±10%电阻)腕带及 接头所构成。 配带静电环时必须注意到： (a)静电环腕带之金属片必须与手腕皮肤紧密接触,不可
松脱或套于衣袖上
(b)为确保1MΩ电阻之有效性,严禁用力拉扯静电环的伸缩 导线 (c)接头必须固定妥当,当接头未接地妥当时,不得碰触材 料
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ESD 基本原理介绍
二. 静电的本质
物质由分子和原子组成,原子由原子核和电子组成,原子核 带正电,电子带负电. 自然条件下,正负电荷平衡,物体不带电.这类物体叫电中 性物体
在某种条件下,正负电荷的平衡被打破,则物体带电--这种 现象叫物体带电 所谓静电指对观察者而言,物体静态不动时静电荷运动非 常缓慢;动态时则以电荷的快速运动而变化.
• 为了产品的质量和提升客户的满意度,我们必须在 任何时刻,任何制程皆须注意静电破坏之问题,避免 于生产过程中之零件,产品遭受到静电之破坏,进而 有效迖成我们的质量目标.
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ESD 基本原理介绍
一 静电放电(ESD-Electro-Static Discharge )现象
静电防护
常用静电防护材料及使用方法: 5.导电桌垫 Table Materials 规格:上表面摩擦层(106Ω ~ 109Ω) 下表面导电层(104Ω ~ 106Ω) 功用：可有效疏导工作台上残留的静电电压可预防 电流电压的回流效应 6.导电地板 Floor Materials 规格:104Ω ~ 106Ω 功用：依导电鞋将人体所带之静电有效疏导给大地 原则：既要保证在较短的时间内放电至SSD的安全 电压100V下，又要保证操作人员的安全
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静电对零件的危害
一.各种组件的静电敏感度
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静电对零件的危害
二.半导体不良的成因
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静电对零件的危害
三.电子产品静电损伤的特点<一> 损伤具有隐蔽性: 人体带电是电子产品静电损伤主因，几KV的人体静电，对 人而言放电感受几乎没有，对元器件却是致命的.