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ESD靜電防護(hù)知識(shí)培訓(xùn)

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ESD靜電防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)
培訓(xùn)課程
浩洋電子
            課程大綱

一.ESD定義，原理簡介

二.如何做好ESD

三.公司ESD作業(yè)要求

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ESD 是什么意思?
ESD是代表英文：Electro Static Discharge。
                 中文：即“靜電放電”的意思。
  
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一.靜電放電現(xiàn)象

◆嚴(yán)寒的冬天，當(dāng)您脫下暖和的毛衣，您會(huì)聽到嗶嗶啪啪聲

◆手無意間接觸電腦熒幕時(shí)被電擊一下,是由于電腦電場誘發(fā)帶了強(qiáng)烈的靜電,接觸時(shí)電腦對(duì)人體放電所致

◆干燥的氣候里﹐人梳頭發(fā)時(shí)﹐頭發(fā)順著梳子移動(dòng)的方向而飄動(dòng)

◆云層相互摩擦而帶大量的電荷,相互放電形成能量巨大的閃電,對(duì)地放電則可能形成雷擊
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主要是摩擦分離、電場感應(yīng)、直接充電…等均會(huì)產(chǎn)生靜電。
  由於電子不均勻分怖造成的結(jié)果。
摩擦起電和人體靜電是電子工業(yè)中的兩大危害。
二.靜電的產(chǎn)生
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	靜電通常由人產(chǎn)生!

身體容易獲取靜電(電子)

皮膚,頭發(fā)及身體能儲(chǔ)存大量的靜電

你能對(duì)零組件放電而產(chǎn)生靜電損害
下列情況可增加靜電
      空氣干燥
     走動(dòng),跳躍,坐輪椅或轉(zhuǎn)椅等特別是在有蠟紙或毛毯的地方
      活動(dòng)的速度(如快走或跑)
     與接觸的材料有關(guān)(特別是人工合成材料,塑料及絕緣體)
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物體帶電分動(dòng)電和靜電

靜電是在物體表面固定的(不移動(dòng))電荷,其對(duì)觀察者
    而言,電荷靜止不動(dòng)或運(yùn)動(dòng)非常緩慢.

動(dòng)電則有電荷的快速運(yùn)動(dòng)和變化.

靜電放電的條件是:首先物體表面有靜電存在
                     
                 其次要有一定的釋放途徑
靜電的特點(diǎn)：高電壓，低電量，小電流，作用時(shí)間         短?？梢援a(chǎn)生幾千伏或上萬伏的靜電。

三.電的分類
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   靜電放電大概可分為:火花放電﹑電暈放電﹑

刷狀放電﹑大量粉堆放電﹑射狀放電﹑等形式放

電的強(qiáng)弱與放電的電極、形狀、材質(zhì)、阻抗、數(shù)

量、溼度、距離、速度均有密切的關(guān)係.
四.放  電

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        靜電與濕度之關(guān)系

*綜上所述:溼度越低越容易產(chǎn)生靜電.
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放電與材質(zhì)阻抗之關(guān)系
根據(jù)ANSI/ESD S20.20規(guī)定，所有材質(zhì)的阻抗係數(shù)定義如下：

導(dǎo)電級(jí) Conductive
    R ＜ 105Ω／SQ

防靜電級(jí)Dissipative(衰減材)
    106＜ R ＜ 109Ω／SQ
   
   抗靜電級(jí)Anti-Static
    109＜ R ＜ 1011Ω／SQ
   
   絕緣insulation
    1012＜ R
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名詞解釋
ANSI：
   簡稱美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)。
   由公司，政府和其他成員組成的自愿組織，他們協(xié)商與標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的活動(dòng)，審議美國國家標(biāo)準(zhǔn)，并努力提高美國在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中的地位。

ANSI是國際標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（ISO)和國際電工委員會(huì)（IEC）的成員之一，有參加79%的ISO/TC活動(dòng)和參加89%的IEC/TC的活動(dòng)。

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五.靜電釋放控制
Human Body Model
     人體模式 —帶有靜電的操作者在工作過程中與器件的管腳接觸,將存貯于人體的靜電荷通過器件對(duì)地放電致使器件失效 
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Machine Model
    機(jī)器模式 — 帶電工具或設(shè)備接觸元件時(shí),在器件內(nèi)部將感應(yīng)出電位差,所感應(yīng)的電位差可引起器件的擊穿
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Charged Device Model
    帶電元件模式 —帶電的器件(如:D﹑Q﹑IC)通過引腳與地接觸時(shí),發(fā)生對(duì)地放電引起器件失效 
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對(duì)于工廠,靜電會(huì)造成:

成本增加

產(chǎn)品品質(zhì)降低

客戶不滿意我們的產(chǎn)品 –尤其產(chǎn)
      品在關(guān)鍵的時(shí)刻不能正常的使用.
No!!!
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靜電是如何破壞零組件的?
比起從前，現(xiàn)在的零件或產(chǎn)品更小,效率更高但也更脆弱和更敏感!
低于100V的電壓就能破壞零組件,而這個(gè)電壓是我們無法知道和感覺到的!
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靜電破壞的種類
嚴(yán)重?fù)p壞：完全失去功能。                     例如：金屬熔化，短路等。局部損壞：部分功能退化。潛在損壞：部分功能退化，使用中繼續(xù)退化，                    直到完全失效。暫時(shí)失效：數(shù)據(jù)電路中的功能受到干擾或數(shù)                     據(jù)遺失。                                             
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怎樣預(yù)防靜電的破壞?
	假定
所有的零件和產(chǎn)品都對(duì)靜電敏感, 如有任何問題,詢問主管或拉長

處理
對(duì)靜電敏感的物體的工作區(qū)都要接地,身體是靜電的主要來源除非接地

儲(chǔ)存和搬運(yùn)
所有對(duì)靜電敏感的物體都需儲(chǔ)存在靜電箱中以免受到靜電破壞
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防靜電器材
包裝材料
儲(chǔ)存和運(yùn)輸材料
人體接地材料
臺(tái)墊/地板
工衣/手套/手指套
工作臺(tái)/運(yùn)貨推車
離子風(fēng)機(jī)
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如何保護(hù)敏感度高的零件 ?

3.
1.
2.
4.
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每天檢查你的靜電設(shè)備
每天測試你的手腕帶
檢查工作臺(tái),傳送帶,靜電板必須接地.以防靜電積累
下面是員工手冊(cè),工具損壞或連接不好會(huì)造成靜電傷害.
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每天檢查你的靜電設(shè)備
工具損壞或連接不好會(huì)造成靜電傷害.
工具損壞或連接不好會(huì)造成靜電傷害.
只能使用經(jīng)過批準(zhǔn)的靜電工具,噴射器,清潔用具和溶劑.如有問題請(qǐng)找拉長或主管.
迅速地向班長或主管回報(bào)任何發(fā)生的問題
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儲(chǔ)存和運(yùn)輸
    確保全部對(duì)靜電敏感的物件都放在防靜電的包裝箱(袋)里.只能使用經(jīng)批準(zhǔn)的包裝材料.
確保所有的集裝箱里面沒有其它的物件,如塑料制品.重新使用集裝箱前必須進(jìn)行檢查.
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表示容易受到ESD損害的電子電氣設(shè)備或組件.
EPA(ESD Protection Area)=沒有任何材料或活動(dòng)造成ESDS件有靜電損壞風(fēng)險(xiǎn)的工作區(qū).
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你能幫助預(yù)防靜電破壞!

手腕帶
  依照
      報(bào)告

正確的步驟來處理,儲(chǔ)存和運(yùn)輸對(duì)靜電敏感的產(chǎn)品

迅速回報(bào)任何問題
    穿戴
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靜電放電 (ESD)
誰應(yīng)該負(fù)責(zé)任???

我們每個(gè)人!!
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六.標(biāo)準(zhǔn)靜電壓定義
人體可感受的ESD電壓都在± 3,000volts以上
電子界定義當(dāng)EPA區(qū)內(nèi)靜電電壓超出±100volts時(shí)必須做有效的防護(hù)措施
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名詞解釋
EPA區(qū)：
    靜電放電保護(hù)區(qū)，在EPA內(nèi)生產(chǎn)的的產(chǎn)品都是有靜電防護(hù)要求的，其中工人都是需要配備防靜電裝備的。列如，服裝，鞋子，手腕帶等。
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七.如何控制好ESD

設(shè)計(jì)上加強(qiáng)元件的免疫力
   在器件的輸入/輸出口上多加了一些防靜電保護(hù)電路,使器件的防靜電能力大大提高
   
    消除或減少靜電的產(chǎn)生
   盡可能使用防靜電材料作為加工的輔助材料<常用方法有增加濕度,抗靜電塗佈,屏蔽法>

安全的釋放與中和靜電
控制各制程段不同材料在使用中保持零電位<常用方法有穿靜電衣,使用靜電消除器>

加強(qiáng)人員ESD防護(hù)意識(shí)
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八.靜電消除的方法 
傳導(dǎo) Conduction(導(dǎo)電桌墊 靜電鞋)

遮蔽 shelter(靜電袋)

接地 Grounding (設(shè)備工具)

中和 Air ionizer(離子風(fēng)扇)

增加環(huán)境濕度
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                      靜電環(huán)

結(jié)構(gòu)﹕伸縮導(dǎo)線(內(nèi)含1MegaΩ ±10%電阻可確保操作者在意外情況下觸及線電壓時(shí)不致發(fā)生人身傷害事故 )腕帶及接頭所構(gòu)成。 
      配帶靜電環(huán)注意事項(xiàng)：

(a)靜電環(huán)腕帶之金屬片必須與手腕皮膚緊密接觸,不可鬆脫或套於衣袖上

(b)為確保1MΩ電阻之有效性,嚴(yán)禁用力拉扯靜電環(huán)的伸縮導(dǎo)線

(c)接頭必須固定與ESD接地線裸銅部分且與靜電環(huán)插座阻抗需低於2Ω ,否則不得碰觸材料

(d)靜電環(huán)在作業(yè)當(dāng)中嚴(yán)禁擅自借給他人
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              導(dǎo)電鞋

規(guī)格: 900KΩ ~ 35MΩ

原理：配合靜電地板將人體通過鞋底與大地構(gòu)成回路, 
      以使人體產(chǎn)生的靜電能向大地泄漏掉;同時(shí)還使
      鞋墊成為靜電泄漏的電氣回路
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             導(dǎo)電地板

規(guī)格: 2.5*104 Ω ~ 1.0*106 Ω 
 
    功用: 依導(dǎo)電鞋將人體所帶之靜電有效疏導(dǎo) 
          給地
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              靜電衣/帽

規(guī)格: 104 Ω ~ 109 Ω

清洗標(biāo)準(zhǔn):中性水(水溫不可超過30℃)配合中       
              性洗潔劑,輕揉后晾乾.嚴(yán)禁熨燙,用
              刷子刷或擰衣服

功能: 防止服裝的靜電積累,宣洩人
          體與衣服摩擦?xí)r所產(chǎn)生的靜電

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               導(dǎo)電桌墊

規(guī)格:上表面綠色摩擦層(106 Ω ~ 109 Ω)
         下表面黑色導(dǎo)電層(104 Ω ~ 106 Ω)
    功用:可有效疏導(dǎo)工作臺(tái)上殘留的靜電電壓可預(yù)防   
         電流電壓的回流效應(yīng)
        注意: 使用時(shí)嚴(yán)禁將其反面鋪設(shè)﹐靜電桌墊下嚴(yán)
                 禁鋪設(shè)一切導(dǎo)體材料
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            靜電消除器

主要參數(shù):距風(fēng)扇口25mm處離子平衡度低於35V離子      
           風(fēng)含蓋區(qū)的靜電電壓低於200V

功用：依借風(fēng)扇吹出的正負(fù)離子來中和自然界的電
        離子;解決非導(dǎo)體所產(chǎn)生的靜電破壞問題.
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    抗靜電材料(袋、托盤、盒等) 
    
     此種材料不會(huì)產(chǎn)生靜電荷,或僅產(chǎn)生微量的靜電荷(通常在100V以下).其物質(zhì)阻抗均在106Ω> R<1011Ω之間,靜電消散時(shí)間<2sec.使用時(shí)需注意：

(a)避免使用尖銳物品刮壞表面金屬層

(b)封閉的導(dǎo)電袋或容器才有完全之保護(hù)

(c)表面塗層必須考慮其有效期
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九.防靜電標(biāo)示
 
   ESD元件敏感標(biāo)識(shí):適用于ESD敏感元件之包裝袋上

ESD防護(hù)標(biāo)識(shí):適用于ESD安全工作站或ESD防護(hù)區(qū)域
               (如:靜電工作臺(tái)﹑靜電料盒等)

ESD公共測試點(diǎn)標(biāo)識(shí):適用于ESD尾端測試點(diǎn)標(biāo)記(通常                
                ESD主線尾端接地電阻需小于10Ω )

*防靜電標(biāo)示可見度為1米
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所有工作人員在生產(chǎn)區(qū)域必須配戴有線靜電環(huán)并確實(shí)接地后方可接觸半導(dǎo)體材料.
2. 所有生產(chǎn)過程中使用的儀器,設(shè)備,加工治具,工作桌等均必須接地以防止漏電傷人,或損壞晶體材料.
3. 半導(dǎo)體材料在儲(chǔ)存,運(yùn)輸?shù)冗^程中必須使用防靜電材料進(jìn)行包裝,所有與ESD相關(guān)材料必須貼有任何人均可明了之標(biāo)籤.
4.所有靜電區(qū)域必須用綠色線標(biāo)示,并要求在30CM 的范圍其靜電電壓低于100V.
5.所有ESD相關(guān)的項(xiàng)目必須點(diǎn)檢并保留記錄,如靜電環(huán)的點(diǎn)檢為每天二次.
6.所有從事ESD相關(guān)工作之人員,皆必須接受ESD訓(xùn)練,並經(jīng)檢定考試認(rèn)證合格者方可從事該項(xiàng)工作,認(rèn)證有效期為一年,違反ESD兩次為認(rèn)證失效.
7. EPA內(nèi)凡涉及到操作SSD的所有桌面都必須是防靜電的桌面,儀表設(shè)備/焊接工具/人體等都必須實(shí)現(xiàn)接地 (並處於等電位);防靜電桌面上不得加普通塑料板,塑料布,膠木板,橡皮墊等.
8.EPA 內(nèi)尤其是工作臺(tái)上禁止放置非生產(chǎn)性物品,如餐具,茶葉包,提包,毛織品,塑料製品,雞毛撣,報(bào)刊,橡膠手套,藥瓶,圓錐形紙卷等物.
9.EPA內(nèi)操作人員所用的圖紙,資料,應(yīng)裝入透明的防靜電塑料袋內(nèi)不得使用普通的塑料袋

十.ESD/EOS 要求
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名詞解釋
EOS:
       電子界的解釋：電氣過應(yīng)力。
        當(dāng)外界電流或電壓超過的最大規(guī)范條件時(shí)，器件性能會(huì)減弱，甚至損壞。
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