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1、ESDBestPracticalSharing TITLQRA 2 Index ESDHistoryDefinitionofESDMaterialReduceESDDamagedMethodologyESDChecklist 3 1314 1718 4647 52 Page ReminderthatESDisaseriousproblemintheentireelectronicsindustry 提醒所有員工 靜電 對IC材料的破壞是一個非常嚴重的問題 它是整個半導體所面臨的一項挑戰 WhyDoWeNeedESDTraining 為何需要此ESD訓練課程 Itisbelievedthat25
2、 ofallcomponentfailuresarearesultofESD 相信有大約25 的IC材料是因靜電 ESD 的影響而遭破壞 3 ElectricalOverStress EOS Theexposureofanitemtoacurrentorvoltagebeyonditsmaximumratings EOS 指一個IC材料受到超過其所能負荷的電壓 電流而遭受到破壞的狀態 Definitions定義 ElectrostaticDischarge ESD Thetransferofelectrostaticchargebetweenbodiesorsurfacesatdifferen
3、telectrostaticpotential ESDisasubsetofEOS ESD 即靜電放電之意 指不同電位的二個物體之間產生的電荷急驟流動的現象 4 ConductorsvsInsulators 帶靜電的絶緣體ChargedInsulator 帶靜電的導體ChargedConductor Conductorevenlydistributeschargeoverentiresurface平均分佈於整個表面 Oppositepolaritychargescanexistonthesameinsulator 不同極性的電荷會同時存在絶緣體上 Conductorcompletelydisc
4、hargeswhengrounded Insulatoarsdonotallowchargetoflow Groundinganinsulatorneitherremoveschargeorpreventssurfacecharges 5 Staticelectricityhasbeenacuriosityformanyhundredsofyears History Today specialprecautionsaretakenbyindustrieswherestaticsparkscouldcauseanexplosion e g flourmills hospitaloperating
5、rooms etc 在今天 靜電所產生的破壞已引起工業界的注意 例如 麵粉廠的塵爆 院的手術過程 IC製造工業等 AftertheinventionofgunpowderbytheChinese itwasnolongeracuriosityforanyonemanufacturingthatproduct 靜電現象一直存在於人類歷史中 以前則被認為是一種奇特的異象 6 Strangefailuresoccurred andthecauseoftheproblemwasnoteasilyseenwiththeopticalmicroscopes failureanalysisread caus
6、eunknown 靜電造成一些奇特而不易察覺的破壞 F A分析的結論往往是 原因不明 EOS ESDisperhapsthemostsignificantfailuremechanismintheelectronicsindustrytoday EOS ESD對半導體之元件的破壞 可能是當今半導體界最頭痛 也是最嚴重的一個問題 History 7 FundamentalsofStatic Tribocharging磨擦產生靜電 Thissituationoccurswhenoneorbothofthematerialsareinsulators 但這種情況為發生在其中一種物質為絕緣體 When
7、evertwodissimilarmaterialsmakecontactandthenareseparated astaticchargeiscreated 二種不同性質的物質碰在一起再分離也會產生靜電 8 TriboelectricSeries Factorstoconsider Humidity 濕度Speedofseparation 分離速度Typeofmaterial 材料性質Contactarea 接觸面積 IncreasingPositive Air 空氣HumanHand 手RabbitFur 兔毛Glass 玻璃Mica humanhair 頭髮Nylon 尼龍Wool 毛S
8、ilk 絲Aluminum 錫Paper 紙Cotton 棉Steel 銅鐵Wood 木頭Amber HardRubber 橡膠Nickel Copper Brass SilverPolyester 聚醋棉PolyethylenePolypropylene 軟片PVC Vinyl IncreasingNegative 9 靜電放電的模型 Human BodyModel HBM 人體放電模型MachineModel MM 機器放電模型Charged DeviceModel CDM 元件充電模型模擬由個人之手指尖端放電至元件的現像 GroundedSurface HBM波形 C 100PFR 1
9、5K Standard 資料來源 工研院電子所 自動組裝之製造環境ESD模型 電感 I A Time ns MM CDMEvent的來源 CDM 測試機台自動插件IC的包裝 Tube Definition定義 1 1 Conductivematerial ESDprotectivematerialhavingasurfaceresistivitylessthan1xE5ohms squareoravolumeresistivitylessthan1x10E4ohm cm 導體 ESD保護物質其表面電阻系數小於1x10E5歐姆 單位面積或容積電阻係數小於1x10E4歐姆 公分者 Staticdi
10、ssipativematerial Amaterialhavingasurfaceresistivityofatleast1x10E5ohms squareor1x10E4ohm cmvolumeresistivity butlessthan1x10E12ohm squaresurfaceresistivityor1x10E11ohm cmvolumeresistivity 靜電傳導物質 表面電阻系數介於1x10E5與1x10E12歐姆 單位面積 或容積電阻係數介於1x10E4與1x10E11歐姆 公分者 Definition定義 2 3 Insulativematerial Amateria
11、lhavingasurfaceresistivityofatleast1x10E12ohms squareor1x10E11ohm cmvolumeresistivity 絕緣物質 物質它的表面電阻係數大於1x10E12歐姆 單位面積或容積電阻係數大於1x10E11歐姆 公分者 Definition定義 3 InsutaticMaterial Materialthatminimizesthegenerationofstaticchargelessthan 200 TCP100V voltswhenrubbedagainstitself orwhenseparatedfromitselforot
12、hersimilarmaterials 抗靜電物質 物質若經自己相互磨擦或相互分開或與其它類似物質分開時不產生大於 200 TCP100V 伏特的靜電壓者 Definition定義 4 SafetyArea安全區域 Theoperationwhereallleadsareatcommonvoltagepotential Wiresarebondedandtiebarisnotseparatedsuchassealing molding PMIandsoon 材料所有的腳都在等電位 已接線 且腳尚未分離 如過爐 壓模 壓模前檢查等區域 Equipment設備 a ElectrostaticVol
13、tmeters fieldmeters 靜電表b DigitalOHMMeter 數位歐姆表c AirIonizer 離子風扇d WriststraporFootStrap Optional 靜電手環或腳環e ConductiveBag AntistaticMagazine 導電袋及抗靜電管f CautionLabel 提醒標籤g Anti StaticVoidFiller 抗靜電泡墊h DissipativeTable FloorMAT Optional 靜電地氈或桌墊i Esdprotectedworkstation 無靜電工作桌j CautionSign 提醒看板k ESDProtect
14、iveShoesTester 靜電鞋測試器 DigitalOHMMeter數位歐姆表 Shallbecapableofmeasuringadcresistanceof0 1ohmthrough1megohm 10 withanopencircuitvoltagegreaterthan1 5V 三用電錶或直流電阻表應可量測0 1歐姆到1M歐姆 10 範圍的電阻 且開路電壓應大於1 5V以上 AirIonizer離子風扇 1 Thedevicesatworkstationmustbewithin4feetmaximumaremeasuredbyverticallinefromthefaceofth
15、eionizersandaround45degreesoneachsideofthisline switchedonandproperlydirectedacrosstheworksurface 工作時必須置於距離離子風扇4英尺圓弧內 兩邊各近似45度角範圍內 且方向正對著工作區域任何靜電敏感的材料放於工作台之前 必須把離子風扇先打開 而且中途不可關掉 1 IonizerBalance 35V餘額電壓離子風扇的餘額 30cm 5min 小於 35V2 Ionizerchargedecaytime 來量測離子風扇的放電衰退程度 20sec 30cm 1000Vreduceto100V3 Blue
16、tapewillputunderionizerstreamaround5sec thenputwaferonit 膠布撕下後 在離子風扇下大約吹5秒鐘 方可將晶片置於其上 AirIonizer離子風扇 2 WriststraporFootStrap Optional 靜電手環或腳環 1 Wriststrapconnectedtodissipativeorconductivetabletopthroughanintegral1Mohm 10 resistorshouldbewornbyoperators Thiswayresultinthewriststrapbeing2Mohm 10 groundandisacceptable 靜電環必須有1M歐姆 10 的電阻連接到導電或靜電傳導的工作桌面 若因此使得靜電環與接地間形成2M歐姆 10 之電阻是可接受的 Theworkingresistorofwriststripmustbecheckedshiftilyasfollowingpath fromtheuser shand throughtheuser sbody thebody to s
