ESD专题报告-静电的

±1KV ±1.5KV ±2KV
靜電防制專有名詞
* Surface Resistance [ 表面電阻]
以二個電極放置於一材料表面上，加以一直流電壓(V) ，量 測其通過之電流值( I ) ，在計算出其電阻值( R ) ，其單位為 歐姆( Ω) 。
* Surface Resistively [表面電阻率]
ESD專題報告
什麼是靜電
• 原因 : 剝離、摩擦、感應….
• 機制 : 物質因失去或得到電子 而帶電
影響摩擦生電電量的因素
材料的影響
正(Positive)
• 空氣 • 人手 • 玻璃 • 毛髮 • 石英 • 尼龍 • 羊毛 • 絲綢 •鋁 •紙
•棉
•鋼 •木 • 橡膠 •金 • 多元脂 • 聚胺脂 • 聚乙烯 • 聚丙烯 • 乙烯基 •矽
ESDS元件敏感等級--- MM
ESD STM5.2-1999
EIA/JESD22-A115-A:1997
Class Class M1(A) Class M2(B) Class M3(C)
Voltage Range < 200V 200V ~ < 400V ≧400V
ESDS元件敏感等級--- CDM
表面電阻率小於1×105 Ω/square ，或其體積電阻率小於1×104 Ω-cm的材料。[ △ < 1×104 or 1×105 ]
* Static Dissipative Material 靜電消散材料
表面電阻率至少為1×105 Ω/square < △< 1×1012 Ω/square 。 或體積電阻率至少為1×104 Ω-cm < △< 1×1011 Ω-cm 。
EIA/JESD22-C101-
A:2000
Class
Voltage Range
Class I
< 200V
Class II
200V ~ < 500V
Class III
500V ~ < 1000V
Class IV
≧ 1000V
IC 的 ESD 規格
HBM MM CDM
〝Okay〞 ±2KV ±200V 〝Safe〞 ±4KV ±400V 〝Super〞 ±10KV ±1KV
元件帶電模型( CDM )
● 現代自動化組裝之製造環境中最重要 的ESD模型。造成ESD故障的主要原因
● CDM Event 的來源 測試機台,自動插件,IC的包裝及運送過 程產生)
1. 在 1ns (毫微秒)內電流可上升到15A(1KV) ，放電時間在 10 ns 以下。
2. 在高頻時、電容幾乎可以視為短路，因此CDM 電流會由Gate Oxide 放電。
ESD STM5.3.1-1999
Class Class C1 Class C2 Class C3 Class C4 Class C5 Class C6 Class C7
Voltage Range < 125V 125V ~ < 250V 250V ~ < 500V 500V ~ < 1000V 1000V ~ < 1500V 1500V ~ < 2000V ≧2000V
EIA/JESD22-A114-B:2000
Fra Baidu bibliotek
Class Class 0 Class 1A Class 1B Class 1C Class 2 Class 3A Class 3B
Voltage Range <250V 250V ~ < 500V 500V ~ < 1000V 1000V ~ < 2000V 2000V ~ < 4000V 4000V ~ < 8000V ≧8000V
表面電阻率大於1×1012 Ω/square ，或其體積電阻率大於 1×1011Ω-cm的材料。 (EIA-625-1994 ; ESDA ADV 1.0-1994)
* Static Shielding Material 靜電屏蔽材料
* Anti-Static Material 抗靜電材料
- 能抑制摩擦生電的材料。(ESDA ADV. 1.0) - 能抑制摩擦生電至200V以下的材料。(EIA-625) - 抗靜電材料並不需要量測其表面電阻率或體積電阻率來決 定其特性。
靜電防制材料特性定義
* Insulating Materials [ 絕緣材料]
• 原因 : 電位不同物體間的電荷移轉 不一定伴隨有電弧或火花發生
• 一般人體可以感受到的靜電電壓約為 3 k v以上 ; 當靜電電壓低於此值時 , 許 多半導體元件依舊非常容易受到靜電放 電而致損壞
ESD 對 IC 的威脅
人體 .. 直接充電或放電° * 電壓範圍 : 數百伏特到30KV
機器 .. 裝配 , 測試 , 蓋印及機械手臂 環境 .. 運輸 , 儲存 , 製造及使用
• 鐵弗龍
負(Negative)
典型的 ESD電壓
溫度：21℃
在人造地毯上走動
35
1.5
坐離發泡椅墊
18
1.5
拿起聚乙烯塑膠袋
20
0.6
在地上滑動苯乙烯材質的箱子
18
1.5
移除PC板上的Mylar膠帶
12
1.5
PC板上的收縮膜
16
3
作動真空吸錫器
8
1
噴電路冷凝噴霧劑
15
5
隱 藏 的 危 險 =>靜 電 放 電
電子元件 ESD 故障之構因
• 功率相關：熱崩潰、金屬熔融……
Power = IESD * VOperating
• 電壓相關：介電質崩潰…… • 潛在性故障：功能劣化……
(閘極退化、保護電路損害、放電抑制、PN接 面退化、間歇性的失效)
ESDS元件敏感等級--- HBM
ESD STM5.1-1998
均一材料的單位面積表面電阻，其單位為Ω/ square，其表面 電阻率與表面電阻間通常存在一比例，該比例與量測電極 之幾何形狀有關。
* Volume Resistively [ 體積電阻率]
即電阻率或稱電阻係數其單位為Ω-cm。
靜電防制材料特性定義
* Conductive Materials [ 導電材料]
* 電壓範圍 : 數千伏特°
靜電放電的模型
# 人體帶電模型 ( Human Body Model , HBM )------(2kv)
# 機器帶電模型( Machine Model , MM ) (測試機台,自動插件機,SMT機台)------------(200V)
# 元件帶電模型( Charged Device Model , CDM )------(1KV)