ESD静电防护专业知识培训

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Electrical Ionization
AC Ionization
Advantages
• Inherently balanced, normally with a small offset 50/60 Hz
High air flow needed to deliver ions
Approximately 4 KV
表面电阻率
导 电 体 表 面 电 阻 率 低 于105欧 姆 /平 方 放 电 体 表 面 电 阻 率 在 106至 109欧 姆 / 平 方—防静电体 绝 缘 体 表 面 电 阻 率 大 于109欧 姆 /平 方
静电的消除
安 全 对 地 泄 放 ( 对 放 电 体 而 言) 1）10 秒 之 内 静 电 压 降 至 100V 以 下 2） 放 电 电 流 不 能 高 于 5mA 离 子 中 和（ 对 绝 缘 体 而 言）
• Can cause induction charging if device is brought too close to ionizer
-----+++++++ ---------------++++++++++++++ ------------------------+++++++++++++++++++++ ---------------------------------+++++++++++++++++++++++++++ -+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
Voltage电压式
Resistive ESD腕带监测器 ESD脚带监测器 测试数据采集 稳态 DC Corona (Electrical) 脉冲 DC AC 电阻式 单回路 双回路 Separate Devices Connected Devices
Ionization 离子中和技术 Nuclear (Alpha)
HVAC
Polarity changing 100/120 times a second
Disadvantages
• High recombination • Requires high air flow for ion delivery • Most have stainless steel electrodes which cause combination problems
• Half life of 238 days • Requires annual replacement • Negative perception • Requires air flow to deliver ions • Importation problems into some countries
静 电 对 元 器 件 的 损 伤
对P/N 结 造 成 软 击 穿， 产 品 可 靠 性 下 降
静 电 对 元 器 件 的 损 伤
芯 片 内 单 晶 硅 金 属 镀 模 击 穿 产 品 费 品 率 上升
静 电 对 元 器 件 的 损 伤
芯 片 内 引 线 击 穿 使 产 品 费 品 率 上升
静 电 对 元 器 件 的 损 伤
本 表 节 自 美 国 国 防 部 手 册 263.1980，表 2和 表 3
部分元 器件对静电的敏感 度
元 器件类型 RF-FETS (MICROWAVE) MR-HEADS PENTIUM V.MOS MOSFET EPROM J.FET SAW OP AMP CMOS 损坏电压 1-5V 5V 5V 30V 100V 100V 140V 150V 190V 250V
接地实时监控仪
• 专利的接地电阻闭 环监测技术 • 高、 低 阻 全 缺 陷 检 测 • 可同时监控二个手 腕带和二个工作台 面 • 可 接 入 局 域 网， 实 现联网控制 • 安 装 快 捷 方 便。
ESD 设备
Capacitive电容式
实时数据采集
Monitoring 监测系统 Data Collection 数据采集
Problems(问题)
Human Body ± 1.25
无
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ZVM1002
Operator Volts
SE900
2.5V
OK
• High • Safe • Low • High • Low
SE872
5V
OK
0V
OK
• Standby • Charge • High • Safe • Low
SCCN
----------------------------++++++++++++++ +++++++++++++++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - The total ionized area is flooded with alternating positive and negative clouds of ions..
静 电 放 电（ESD）
没有感觉：0~2000V 听 到 : 2000-3000V 感 到 : 3000-4000V 看 到 :>5000V
常见静电产生源
• • • • • 地 板 ：尤 其 是 塑 料 地 板 或 地 毯 椅 子 ：木 质、塑 料、或 化 学 材 质 衣 服 ：尼 龙 及 一 般 布 料 工 作 台 面 ：磨 光、油 漆 及 上 蜡 其 它 ：塑 料 垫、文 件 夹 等 任 何 可 能 产 生 磨 擦者的电容 26 值的差异
Voltage Monitor(电压)
Service Wire
采用双回路, 一路将使用者接地, 另 一路用于检测使用者所带电压
Advantages(优点)
使用者自身电压值超过设定值, 系 统会报警
Problems
接地线
如果使用者带电值低于设定电压, 而接地线断开, 系统不报警. 问 题, 报警发生在接地通路断开后.
LED
OP1
OP2
OP1
OP2
OP1
OP2
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Monitoring Network
Semtronics Patented Continuous Monitoring System (Pat. 6,205,408) Full Traceability Automates Auditing Process Simple Data Retrieval
固体带电原因
• 固 体 剥 离 带 电
• 固 态 导 体 的 感 应 带 电 • 物 体 摩 擦 带 电 • 固 体 分 离 带 电 • 固 体 接 触 带 电
人体带电方式及其危害
• 人体带电方式 摩擦起电 感应起电 • 人体静电危害 人体电击 烧毁敏感元器件
传导起电
使敏感元器件发生电击 穿
As the ions move down from the emitters they diffuse and create an ion cloud with both positive and negative ions
Electrical Ionization
Pulsed DC Ionization
SEMTRONICS
ESD 的 危 害 与 预 防
什么是静电？
• 静 电 是 由 于 物 质 表 面 的 正、负 电 荷 分 离 所 造 成 电 位差。 • 一种处于相对稳定状态的电荷。 • 静 电 的 高 低 与 材 料 特 性、环境 的 温 度、 湿 度 等密 切 相 关。 • 静电现象：由于带电体的静电场作用而引起的 静电放电、静电感应等物理现象统称。
Rapid change of polarity causes high ion recombination..
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Electrical Ionization
Steady State DC Ionization
Advantages
• Low offset voltages • Best ionization to use with sensitive devices. HV+ + + + HV- HV+ GND HV-
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Semtronics’ chosen technologies
电容式
Monitor
Capacitive Monitor(电容式)
I
测量通过人体到地的电流
Advantages (优点)
采用单回路, 便宜
Problems (问题)
Human Body
1. 测量不准确, 腕带套在袖子外,仍显 示对地接通
静电放电所造成的损失
场 合 最小 最大 97％ 70％ 35％ 70% 平 均 16-22% 9-15% 8-14% 27-33% 元件 制 造 4％ 子承 包 商 3％ 承 包 商 2％ 最终 用 户 5%
静电防护的重要性
电 子 行 业 除 ESD 损 伤 外 ，静 电 还 会 导 致 ESA(Electro-Static Attraction)、EMI(ElectroMagnetic Interference)。 对 净 化 间 最 怕 的 是 ESA导 致 的 表 面 污 染 物 。 如一 个 4 英 寸 晶 圆 在 1000V电 荷 的 作用下，1 微 米 颗 粒 撞 击时 可 产 生 830,000 磅//平 方 英 寸 的 速 度，从 而 发 生损坏。
静电控制主要方面
防 止 静 电 荷 积 聚（Prevention） 建 立 安 全 的 泄 放 通 路 (Grounding) 确认并有效的监测措施 (Verification)
静电防护的基本条件
• 训练有素并穿戴防静电衣服、鞋帽和佩带防静 电腕带的操作人员。 • 满足防静电性能要求的工具、材料、加工设备 及测试仪表。 • 受控和满意的环境条件，包括湿度、温度、气 压、空气质量、安全接地等。 • 一套行之有效并能得到贯彻实施的管理制度和 操作程序、方法。
实时监控网络控制图
Ionization Technologies
Advantages
• Inherently balanced • No adjustment required • Safe for use in explosive environments
Nuclear Ionization
Disadvantages
HV+ + + + - -
HV-
Disadvantages
• High recombination • Requires high air flow for ion delivery
+ + + - - + + + - - + + + + - - - - + + + + - - - + + + + +- - - - -+ + + + + - - - - + + + - + - - - + - + + + + - +- - - + + + - +-+ - - +-+ - + +-+-+-+-+ - - - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + -..
可能产生的电位
产生 源 在地 毯 上 行 走 在帆 布 上 行 走 在工 作 台 上 工 作 从塑 料 管 中 取 DIP 拿起 一 只 塑 料 袋 在布 套 椅 上 工 作 湿度 10－20％ 湿度65－90％ 35,000V 12,000V 6,000V 2,000V 20,000V 18,000V 1,500V 250V 100V 200V 1,200V 1,500V
Advantages
• Fast decay times • Best ionization to use in still air environments (room systems)
HV+ OFF HV-
HV+
++++ ++++++++
HV-
Disadvantages
• High offset voltages • Difficult to balance
人体
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电阻回路式
Resistive Monitor(电阻回路式)
采用双回路,将使用者用双回路接地, 同时 连续监测对地电阻
Advantages(优点)
1. 任何对地回路开路, 系统报警, 因 此同时双回路对地开路的机会很小,即便 系统报警, 使用者仍然有对地的连接通路 2. 如人体对地电阻低于2M, 高于10 或 35M,系统报警