ESD静电放电的防护方法与作业规范

靜電消散材質/靜電屏蔽材質
認識靜電放電防制
105Ω/square
1012Ω/square
●靜電消散材質(Static Dissipative Materials)
●穿過或流過材料的電流量由材料的表面電阻率或 表面電阻來決定
●表面電阻率至少為1×105Ω/square且小於1×1012Ω/square , 或 其體 積電阻率至少為1×104Ω-cm且小於1×1011Ω-cm
機器放電模式(MM)的ESD是指機器(例如機器手臂)本 身累積了靜電，當此機器去碰觸到IC時，該靜電便經由IC 的pin放電。因為大多數機器都是用金屬製造的，其機器放 電的等效電阻為0 ；由於機器放電模式的等效電阻為零， 故其放電的過程更短，在幾毫微秒到幾十毫微秒之內會有 數安培的瞬間放電電流產生，因此對元件的破壞力更大。
ESD三種模式比較
HBM與MM-->人體、機器或環境帶電
▪ HBM是最古老且最常發生的模式，但並非最嚴重的 危害模式 ▪ MM造成的故障與HBM類似，但電壓卻遠低於HBM ，速度亦較HBM快
CDM-->元件帶電
▪ 造成ESD故障的主要原因 ▪ 上升時間最快速，產生大電流，快速放電
貳.ESD防制之目的
● 乙烯基 (Vinyl)
● 鋁 (Aluminum)
● 矽 (Silicon)
● 紙(Paper)
●鐵弗龍 (Teflon)
● 棉(Cotton)
↓負(Negative)
導電材質
認識靜電放電防制
105Ω/square 1012Ω/square ●導電材質(Conductive Materials)
ESD 教育訓練教材
訓練課程大綱
壹.ESD（靜電放電）介紹 貳.ESD防制之目的 參.ESD基本知識介紹 肆.ESD基本防護方法及傷害類別 伍.ESD防制之設備儀器介紹與使用 陸.ESD防制基本作業規範 柒.ESD靜電防護注意事項及稽核問題點總匯
Definition 定義
ESD ----Electrostatic Discharge 靜電放電 處于不同靜電勢的物體之間的靜電轉移﹐該靜電勢是
EOS ---Electrical Over Stress電壓過應力
壹.靜電放電(ESD)介紹
靜電
▪原因:摩擦、剝離、感應... ▪機制:物質因失去或得到電子而帶電
靜電放電
▪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
摩擦生電與靜電放電
人體與地毯摩 人體經接地後 放電後人體電
相對濕度需保持在20%以上﹐增加現場相對濕度可以 增大電荷流動性﹐減少靜電放電可能造成的危害﹐ 但過高的濕度可能引起諸如腐蝕﹐設備內潮濕等問 題. ESD靜電防護區必須張貼“ESD防護區”的標志﹐標 志的尺寸必須大于300mm x 150mm。
典型的ESD電壓
認識靜電放電
溫度 : 21℃
靜電之產生 在乙烯基材質的地板走動 在人造地毯上走動 坐離發泡椅墊 拿起聚乙烯塑膠袋 在地上滑動苯乙烯材質的箱子 移除PC板上的Mylar 膠帶 PC板上的收縮膜 作動真空吸錫器 噴電路冷凝噴霧劑
電流可輕易穿過或流過的材質
●兩個導體接觸時,電荷會快速移轉 ●可使用接地的方式來「中和」靜電荷
●表面電阻率小於1×105Ω/square或其體積電阻率小於 1×104Ω-cm的材料(EIA-625,MIL-263B,ESD ADV 1.0)
●帶電時電荷會分布於表面
●受材料形狀 、附近的接地或帶電物體影響 ●需特別注意因感應而產生靜電的情況 ●可使用Field meter量測材料上的靜電壓
● 玻璃 (Glass)
● 金 (Gold)
● 毛髮 (Hair)
● 多元脂 (Polyester)
● 石英 (Quartz)
● 聚胺脂 (Polyethylene)
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● 尼龍 (Nylon)
● 聚乙烯 (Polyethylene)
● 羊毛 (Wool)
● 聚丙烯 (Polypropylene)
● 絲綢 (Silk)
擦產生靜電 放電
荷平衡
剝離生電
靜電放電模式
人體放電模式 (Human-Body Model，HBM)
機器放電模式 (Machine Model，MM)
元件充電模式 (Charged-Device Model，CDM)
人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動磨 擦或其他因素在人體上已累積了靜電，當此人去碰觸到IC 時，人體上的靜電便經由IC的腳(pin)而進入IC內，再經由 IC放電到地上去。此放電的過程會在短到幾百毫微秒(ns, nanosecond,10-9sec)的時間內產生數安培的瞬間放電電流， 電流會把IC內的元件給燒毀。
改善產品品質並減少及防制ESD對電子產品 的損害。
藉由教育訓練的實行，降低產品不良的發生 與耗損。
改善客戶產品損害，增加產品可靠度。
降低客戶抱怨，提昇信譽。
參.ESD基本知識介紹
影響靜電荷產生量的因素
相對溼度 物質材料(摩擦電序列) 接觸的面積 摩擦頻率
ESD靜電防護區
ESD管制區域環境溫度必須控制在﹕15--27°C 濕度必須控制在: 30%-75%R.H之間
此放電模式(CDM)是指IC先因磨擦或其他因素而在IC 內部累積了靜電，但在靜電累積的過程中IC並未受傷。此 帶有靜電的IC在處理過程中，當其pin去碰觸到接地面時， IC內部的靜電便會經由pin自IC內部流出來，而造成了放電 的現象。此種模式的放電時間更短，僅約幾毫微秒之內， 而且此放電現象更難以真實的被模擬。
靜電壓 (kV) 相對溼度20% 相對溼度80%
12
0.25
35
1.5
18
1.5
20
0.6
18
1.5
12
1.5
16
3
8
1
15
5
材料的影響
認識靜電放電
●所有材料皆可摩擦生電
↑正(Positive)
●鋼 (Steel)
● 空氣 (Air)
● 木 (Wood)
● 人手 (Hands)
● 橡膠 (Rubber)
由于物體直接接觸或靜電場感應引起.
EPA ----ESD protected area ESD防護區
ESDS---Electrostatic Discharge Sensitive Device靜電敏感零件
可能在日常操作,測試或轉移中被靜電場或靜電放電 破壞的分離元件,集成電路或成品.如﹕Pick up,IC 等.