ESD知识培训资料解析

Notes : Antistatic Plastic Bags have this Symbol 备注：防静电胶袋上有此标识
防静电腕带
防静电的最要工具之一 人体有很好的导电性，可以通过导电腕带把产 生的静电释放 腕带必须持续佩戴，提供持续放电工作 本公司规定每班每天最少检查静电带一次。检 测时当按下检测键，如绿灯亮则表示测试通过 注：腕带必须和人体皮肤接触，不能佩带 在手套或衣服袖子上
人体放电实例 Human Body Model
充电器件放电实例 Charged-Device Model
在日常生活中静电的例子
• 用于工作说明的乙烯基封皮： 600 - 7,000V • 穿过未处理的乙烯基地面： 250 - 12,000 V • 穿过地毯： 1,500 - 35,000V • 在工作台的工人: 700 - 6,000 V




静电释放的例子
相对湿度 10% 40% 55%
折除PCBA的非防静电气泡包装 26KV 20KV 7KV 走过毛地毯 35KV 15KV 7.5KV 工作台上的一般移动 6KV 800V 400V 从工作台上拾取塑胶袋 20KV 3KV 1.2KV 一切活动都可能产生静电！ 即使在高达90%湿度下，在量静电还是可能产生
ESD 敏感符号
Identify Electrical or Electronic Items which can be damaged by ESD 标识出对ESD敏感的电子或电气设备
Notes : PCBA Product Packaging have this Symbol 备注：PCBA产品包装上有此符号

产生静电的速度---要求慢 放电/传电的速度---要求适中 屏蔽或隔离静电能力---要求高
我们需要合成材料来同时获得这些特性
以下操作能帮助减少静电破坏




所有的ESD工作区都张贴醒目的警告标志 保持工作区内的干净、清洁 ESD工作区内的工作人员一定是要取得ESD 资格的人员 只有受过训练，或在受过训练的人员陪同下 方可进入ESD保护区 尽量减少手工操作和接触ESDS件 所有ESDS来料要有ESD包装；并让ESDS器件 保持在原包装中，直到组装或使用



防静电服装、防静电腕带 和脚腕带
防静电包装和运输制品
防静电地板、台垫和烙铁
防静电台垫主要是防静电 复合胶板，材料面层分为 草绿色，导电物质是抗静 电剂；底层为黑色，导电 物质是碳黑。
防静电复合地板 防静电烙铁采用直流温压电源，发热元件多选 用具有恒温特性、静电电电容小的材料，可极 大地降低各种干扰杂信号。另外，烙铁还可作 静电接地，可进一步消除烙铁头上的各种信号。 所以，焊接时无需拔掉电源头。
ESD破坏的三种途径
1、对ESD器件直接放电 2、从ESDS器件对外放电 3、间接对ESDS器件放电
（也被称为EMI感应破坏）
ESD损坏的类别
1.致命性损坏 2.潜伏性损坏的破坏力强大： 占所有损坏的主要成分 无法及时发现 发现和证明都有一定的难度 很难和成因挂钩 维修和处理成本较高 较难推动成因改正工作 通过良好的掌握ESD知识来降低其破坏 性！
（自然界静释放的例子）
…但高压放电不需要
带静电物体或人 体接触ESDS
静电放电的例子
静电场造成空气 离子化
电离的空气导 电放电
影响静电放电速度的因素
1. 放电途径的导电性 2. 放电环境的相对湿度
3. 材料表面的湿度
4. 静电荷的自然中和速度
静电放电的模型
人体带电模型(Human Body Medel,HBM) Discharge to the Device 机器带电模型(Machine Model,MM) Discharge to the Device 组件带电模型(Charaged Device Model,CDM) Discharge from the Device
湿度控制
30%是防静电的下限要求 70%是常用的上限（基于污染冷凝等考 虑） ESD控制推荐40%-60% RH 范围 美国军标 MIL-STD-1695推荐30%-70% RH

静电放电的例子
1.云内部的流动造 成电子的脱离
2.强大的电场使附近的 空气离子化,异性相吸 3.离子流运组成导电通道, 快速放电形成 低压(e.g.<5000V)放电需要 导电的物体途径
ESD风险
• 我们的工作环境存在大量的静电源：
许多产品都使用塑胶材料.(因为其制造和价 格低廉) – 电子产品中要采用许多绝缘体材料 – 在移动和摩擦下，即使如金属一般的导 体也会产生静电 – 设备和人体所需要的温湿度对 环境有一定的干燥要求， 助长静电产生
生产线常见的静电源
• • • • • • 工作台 椅子 地板 工作人员 包装 组装工具 和材料



ESDS敏感情况
MR fail <30 volts (HBM ) < 10 volts (CDM )
人体对静电的感觉
和电器件相比之下,我们的感觉性极差: 感觉到: >2000-4000V 听到: >4000-5000V 看到： >5000V
<100V的静电放电就足以损坏某些电子器件
人体静电放电和充电器件放电模型
• 退卷的常规带：
9,000 - 15,000 V
ESD破坏的途径
即使是相当小的静电放电也可能损坏电子器件; 半导体是最容易受到静电破坏的器件,常见的 破坏有: 氧化物击穿 界面过热烧损 金属熔化
以上的混合模式
ESD的敏感级别
MIL-STD-1686推荐
一级： 二级： 三级：
对1999V以下的电荷敏感 对2000V和3999V之间的电荷敏感 对4000V和>8000V
—元器件承受的电流或电压应力超过其允许的最 大范围 >损坏)
• 缺乏培训和对问题的重视
ESD控制的基础


人体接地 为确保有ESD安全，使用绝缘体前先确定 离子风机是打开的，并覆盖所有的工作 范围 离开ESD保护区之外、运输或储存ESDS 敏感器件时要进ESDS防护
防静电材料要求
三个最关心的材料特性：
防静电知识培训
பைடு நூலகம் 静电的基本形态


静电(Electrostatic) ：就是静止不动的电 荷。它一般存在于物体的表面。是正负 电荷在局部范围内失去平衡的结果。静 电是通过电子或离子转移而形成的。 静电放电(ESD)：处于不同静电电位的 两个物体间的静电电荷的转移就是静电 放电。这种转移的方式有多种， 如接触放电、空气放电。
漆、腊面、塑胶和乙烯树脂等 玻璃纤维，塑胶、表面处理木料等 表面处理木面、腊面、乙烯树脂等 衣物、头发、鞋子、手套等
塑胶袋、泡泡袋、海绵、盒子等
高压射流、压缩空气、合成毛刷 热风机、吹风机、复印机、打印机 吸尘机等
环境湿度
空气中的水气增加空气的导电性，因此减少静电 的产生或积累 相对的湿度越高对静电越好控制（>60%） 高湿度的对于生产的不利（如污染） 低于30%的湿度对于CLASS 1 防御要求十分困难 干燥而带杂质的空气在高速流动下（如清洁工艺） 也容易产生静电 在干燥和快速移动活动中使用不当的材料容易产 生高静电和增加静电破坏的风险！
防静电服装是用不同色的防静电布制成。 布料纱线含一定比例的导电纱，导电 纱又是由一定比例的不锈钢纤维或其 它导电纤维与普通纤维混纺而成。通 过导电纤维的电晕放电和泄漏作用消 除服装上的静电。由于不锈钢纤维属 金属类纤维，所以，由它织成的防静 电布料的导电性能稳定，不随服装的 洗涤次数而变化。
材料的电特性

绝缘体 不导电，有较高的介电常数，电流不 容易流动（如塑胶） 导体 导电性好，介电常数差，电流容易流 动，接地后可放电（如金属） 阻抗体 介于绝缘体的导体的性能之间，可以 导电，但比导体传导速度慢


（静电消散体）
静电序列表
序 号 1 2 3 4 5 材料
正电荷方向
空气 人的手 兔毛 玻璃 云母
片状物和粘带具备良好的接触条件，所以 较容易产生静电 除了增加接触面，摩擦的的同时也增加了 分离速度
摩擦和接触生电


摩擦过程所产生的热 能增加电荷的迁移速 度 不同的摩擦试验得出 不同的静电数量
“接触生电”较“摩擦生电”的观念
较为正确
静电量
决定静电量的主要因素： 材料（包括材料的相对性） 接触面积和表面粗糙情况 接触力 分离速度 环境湿度
静电的产生
1. 2. 3. 4.
静电的产生有四个途径: 摩擦 电感应 电容效应 电压效应 电容效应只增加静电破坏的风险程度, 并没有改变电荷量
静电产生的两种形式
(a) 摩擦生电
(b) 感应生电
摩擦和接触生电
摩擦
主要来源: 接触 + 或 + 分离
压力
摩擦和接触生电


静电不是由摩擦产生的 只是摩擦过程增加接触面,接触 产生静电 许多物料的表面都不够平整或具 备足够的柔性，接触/分离所产 生的静电程度较低
ESD Susceptibility Symbol
ESD Protective Symbol ESD 防护符号
Identify Material designed to give ESD Protection for ESD-Sensitive Products 标识出可以对ESD敏感产品提供保护的材料
以下操作能帮助减 少静电破坏

避免使ESDS件在任何表面上推动摩擦 在EPA范围内尽量清除所有的静电源（所有 不必要的东西都要清除出工作场所）
工作中任何时候都保持人员的接地措施（如带好 腕带等） 静电工作服的扣子应全部扣上，并覆盖住其它的 衣物。 检查时轻握PCBA的边缘，以减少接触ESDS的机 率

防静电腕带

人体安全指标 = 0.12mA 120V应用下的最大电流 = 0.24mA
注意同时使用防静电鞋会降低安全工作电压的极限 1M Ω<35M Ω提供足够的空间来应付可能因腕带接触 不良或系统接地电阻变高等问题
不适用于高电压工作!
防静电腕带必须同时照顾人体安全和有效的放电
防静电工衣原理分析
序 号 8 9 10 11 12 13
材料
羊毛
丝绸 铝 纸 棉布 钢
序 号 16 17 18 19 20 21
材料
硬橡皮
镊、铜 黄铜、银 聚酯人造纤维 聚乙烯 聚丙烯
6
7
头发
尼龙
14
15
木材
琥珀
22

聚氯乙烯(PVC)
负电荷方向
产生不同的静电量和速度的因素
接触距离、面积、表面粗糙程度和物料 硬度等都是产生静电量和速度不同的相 互关联的因素
ESD象细菌一样，是暗藏的敌人
控制细菌
控制ESD
我们已意识到在机器中灭菌
我们应发扬对ESD的同样的 态度
静电难以控制的原因
• 在部分的静电损 坏是潜在的,并不能够马上 识别出 • 静电损坏有较差的重复性,并且不容易模拟 • 找出静电破坏的证据和根源一般相当不容 易,而且成本很高(ESD破坏常被误判为 EOS<过电应力(Electrical Over Stress，EOS)—
以下操作能帮助减少静电破坏


在接触ESDS件之前接地放电（戴上静电手环） 运送ESDS件时使用有足够静电保护的措施 在包装中取出ESDS件前先触摸包装本身 将不确定是否ESDS的电子器件以ESDS件看待 在设置防静电保护措施的工作台上处理ESDS 件 将所有工作范围内的物件，包括桌面、盒子、 推车、工具等进行接地，然后才开始工作