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1、ESD标准培训教材,更新日期:2013.10,1、ESD含义 2、静电产生方式 3、静电特点 4、车间使用的静电材料 5、静电的防护和控制措施,针对新入职生产员工,2小时,让新员工对ESD知识有一定了解,并在工作中按照相应的规范要求进行操作.,培训目的,培训对象,培训讲师,学习重点,培训课时,这是静电放电(ESD)在作怪!,前言,通信器件的ESD敏感度越来越高 3G、传输数据高端等部分器件静电敏感度降到100V以下 通过产品设计并不能完全对器件进行ESD防护 产品成本对ESD控制的要求越来越高 设计成本、销售成本、服务成本 产品销售国际化,对ESD防护提出了很高的要求 海外应用环境复杂,人员意
2、识亟需提高,维护成本高 产品质量要求提高,客户要求提高 客户对设备故障的敏感度加强,操作规范性加强,前言,内 容,静电基础知识 静电控制 常见的静电控制规范的实例,静电基础知识,基本概念 静电的影响 静电的产生 静电的特点 静电的危害 材料的电特性 常见的防静电材料 防静电标识,基本概念,静电:静电就是物体上多余的电荷。它所产生的效应包括带电体之间力的作用和电场。 电荷:物质是由原子构成,原子是由电子、质子、中子构成。 静电放电(ESDElectrostatic Discharge):带有不同静电电势的物体或表面之间的静电电荷转移。有两种形式:接触放电,电场击穿放电。,基本概念,静电敏感度(E
3、SDSElectrostatic Discharge Sensitivity) 静电敏感器件(ESSDElectrostatic Sensitive Devices) EPA:ESD Protect Area (ESD防护区域) ECA:ESD Control Area (ESD控制区域),静电的影响,正面! 复印机 环境控制(吸尘器) 危害! 医院里麻醉蒸气爆炸 飞行器在飞行过程充电影响了通信 在1960年第一个ESD敏感器件诞生 现在计算机里的磁头是ESD最敏感 的器件,敏感度约20V。,静电的产生,静电的产生,静电的产生,静电的产生,静电的产生,干 燥 环 境 更 易 积 累 静 电 电
4、 荷,静电的产生,人 体 被 感 应 起 电 了,静电的特点,静电的特点,高电位:可达数万至数十万伏,操作时常达数百至数千伏(人通常对3KV以下静电不易感觉到)。 低电量:静电流多为微安级(尖端瞬间放电例外)。 作用时间短:微秒级。 受环境影响大:特别是湿度,湿度上升则静电积累减少,静电压下降。,静电的危害,通信产品故障 软件故障30多 硬件故障中器件失效30%多、外应力(环境温湿、灰尘腐蚀、雷电、机械应力、包装等)导致产品故障约30 器件失效中EOS/ESD失效率占3040%,而高静电敏感的器件EOS/ESD失效率高达60%左右。,1、日本曾对不合格的电子产品进行过解剖分析,发现45%的不合
5、格器件是由静电放电造成的。美国也在上世纪八十年代初作过统计,它的电子工业每年由于静电造成的损失高达100亿美元。英国经过数年调查了解到,该国上世纪七、八年年代的电子产品,每年因静电造成的损失约为20亿英磅。 2、航天部门北京某所实验在1992年初组装调试我国“资源卫星”上使用的一种仪器时,因人体静电放电导致2只价值6000美元的进口并遭禁运的CCD器件(一种MOS器件)失效,几乎影响卫星的发射进度。,静电造成的危害举例:,3、航天部门北京某厂在生产一种“长征三号火箭”用仪器时,因进口MOS门电路CT30,用不防静电的塑料包装封装,短短不到两年时间因静电导致器件失效损失达30万人民币以上。 4、
6、西欧一家著名的电视机制造厂在七十年代每日生产1000部电视机。在生产制造方面,生产总故障率中60%是静电引起的,每年要付出近千万美元的赔偿保证金。1979年由一家日本公司接收以后,采取高标准的品质管理和防静电摸施,每日生产2000部电视机只有总的累积故障率中的2%是静电引起的。,静电造成的危害举例:,静电的危害,静电的危害,静电的危害,附:各种常用器件的静电敏感性,人体静电可以损毁任何一个常用半导体器件,静电的危害,材料的电特性,绝缘体 导体 静电释放材料,材料的电特性,绝缘体特性 很大的体电阻,体电阻1x1011 很少有电子在物体中移动,在同一种物体上的不同地方可以保持正电荷和负电荷 绝缘体
7、的静电耗散只能通过环境,不能通过自己的表面接地耗散,材料的电特性,材料的电特性,导体 体电阻1x104 电子能在导体表面和体内自由流动 如果被接地,电荷能迅速被中和,材料的电特性,材料的电特性,人是导体,容易产生静电 对地能储存电荷 人在走动时更易产生静电 产生15千伏的静电很常见 产生35千伏的静电是可能的,人可以活动,材料的电特性,静电耗散材料 1x104 体电阻1x1011 电子在材料的表面可以自由移动,但移动的速率由于电阻而受到控制 如果被接地,电荷将被缓慢的释放掉,防静电材料的选择,问题:为什么要选择静电耗散材料 作为防静电材料?,常见的防静电材料,常见的防静电材料,常见的防静电材料
8、,注意:外层泡膜袋没有防静电作用,而是易产生静电材料!,易产生静电,周转箱,物料车,防静电提示贴,电子零件盒,防静电提示贴,斑马线区域防静电提示贴,车间楼层,过道,防静电提示贴,防静电地板,墙面,防静电提示贴,工作台面静电皮防静电提示贴,各种防静电提示,防静电的标示规范,防静电区域地板警示标签 防静电区域地板警示标签仅用于粘贴在防静电区域(EPA)的斑马线上,也不允许在墙壁、立柱上张贴。 在防静电区域斑马线上粘贴标签时,文字顶方向必须朝防静电工作区域内,即从通道上站立面向防静电区域边界看警示标签为通常视向。 防静电区域警示标签按每两个标签间距5米进行粘贴。,防静电的标示规范,防静电的标示规范,
9、防静电器材,如防静电周转车、工作椅、工具、包装材料等,具备静电防护的性能,使用上图标识贴。警示标签应粘贴在防静电器材的不易磨损的显目位置,如周转车最上层横梁中央、周转箱的两侧中央位置、防静电工作椅靠背中央、包装材料正表面等。,防静电的标示规范,防静电接地系统的接线端口的标识使用上图所示警示标签,它们用不干胶防水塑面纸制作。一般防静电台垫的接线端用此接地标签。 在粘贴标签时应使接地端子位于标签的内孔中央。一般由于腕带插孔和防静电台垫接地等有接地要求的地方。,防静电的标示规范,防静电工作区标示贴 用于粘贴于墙壁,门窗,地板处。提示行走的人表示你即将进入或你已进入防静电工作区。,防静电的标示规范,防
10、静电工作区域挂牌 悬挂于生产工作车间,过道,进门处。用于提示行人表示你即将进入或你已进入防静电工作区。,防静电的标示规范,防静电零件盒,周转箱,托盘,或直接用于存放裸板,IC,三极管等静电敏感元器件等容器使用上图所示静电防护贴纸,警示标签应粘贴在防静电容器上的不易磨损且显目位置。,防静电的标示规范,防静电警示标签的规格和使用严格按上述要求执行,新增或更改标签规格必须经防静电工作小组批准后方可实施。 新购防静电物品,包括设施、器材、静电敏感器件及其包装材料等,如原材料已有静电防护提示,也可直接引用原防静电提示标示,但其标示必须符合GJB 1649 或IPC规定 地规划调整导致防静电区域发生变化时
11、,应及时清理原区域不再适用的防静电标识,并遵照本规范要求在新的防静电区域张贴防静电标识。 防静电标识标签尽可能必免磨擦,碰撞,踩踏及各种强酸强碱液体。 防静电设备上不可随意粘贴其它标示,若防静电设备/标粘出现破损,则由本区域责任人(工段长)或防静电小组成员负责及时更换。,内容,静电基础知识 静电控制 常见的静电控制规范的实例,静电控制,为什么要进行ESD控制(Why) 哪些人要参与进行ESD控制(Who) 在哪些地方需要进行ESD控制(Where) 控制什么(WHAT) 怎样进行ESD控制(How),静电控制(WHY),静电控制(WHO),静电控制(WHERE),静电控制(WHAT),EPA(
12、ESD PROTECTION AREA) 环境 个人 材料 地板 个人物品 原材料 温湿度 工衣 周转材料 工作台 工鞋 包装材料 工装夹具 接地 另外还需要相应的流程制度来保证!,静电控制(HOW),静电控制的原则 在EPA控制区域操作所有静电敏感器件 存放、运输所有静电敏感器件要用 测试和监控整个静电控制流程,静电控制(HOW),EPA控制方法 定义区域的防护水平 区域明确定义和标识 对区域内的所有导体包括人员可靠接地 消除一切不必要的静电产生源 运用12英寸(30cm)原则 ESD防护体系文件的建立,环境控制 温度和湿度: 生产制造和维修区域属于静电高风险区域: 温度:2030 相对湿度
13、(RH):4575% 其它防静电工作区环境的温湿度一般要求: 温度:2030 相对湿度(RH):3075% 注:产品物料对环境温湿度有特殊要求时,应根据需要和实际条件采取相应的局部环境保证措施。,静电控制(HOW),静电控制(HOW),典 型 的EPA 接 地 系 统,硬接地 软接地,防静电工作台 防静电台垫的尺寸应不小于工作台面的大小; 防静电台垫均须正面(即防静电面、耗散层)朝上、背面(即导电层)朝下铺设; 多个防静电工作台的接地线不能相互串接,应以并联方式与公共接地线连接,每块台垫(地垫)必须且只需接一根防静电地线。,静电控制(HOW),静电控制(HOW),防静电工作台垫起到释放静电的原
14、理?,静电控制(HOW),公共接地点并联: 1、接地整洁有序 2、接地灵活方便 3、保持工作台上各 设备的地电平一致 4、接地可靠,人员规范 防静电工作服、工作鞋操作指引 所有人员进入防静电区域必须穿好防静电工作服、防静电工作鞋或防静电鞋套,已配发工作帽的还必须戴好工作帽。 工作服外部严禁携带除工卡和笔之外的金属物件,防静电鞋内不得垫鞋垫。 更换工作服应在指定地点进行,不允许在设备旁边穿、脱工作服。,静电控制(HOW),人员规范 作业过程的防静电指引 进入EPA区域前,测试腕带和人体电阻,测试通过并做好记录方可进入; 接触ESSD及组件之前应戴好防静电腕带,防静电腕带插入香焦插孔中接地,要保证
15、腕带与皮肤接触良好; 确认工作区域内的工具、设备和仪器安全、可靠接地,尤其对那些经常移动的设备要特别注意; 确认工作区内的静电源(例如:非防静电塑料袋、非防静电泡膜、橡胶等)远离ESD敏感器件和敏感单板(至少30CM)。,静电控制(HOW),静电控制(HOW),在对单板、芯片、端口操作时,应穿防静电工作服,带防静电手腕且防静电手腕要可靠接地,人员规范,静电控制(HOW),设备、仪器的接地(包括计算机) 便携式防静电操作台 防静电工具(螺丝刀、毛刷、镊子等) 腕带、手套、工衣、工鞋 防静电包装材料 物理接口,工程维护现场检查点:,人员规范,静电控制(HOW),防静电包装、存储、转运 防静电存储
16、温度:2030;相对湿度(RH):30%75% 注意:对环境有特殊要求的,如潮湿敏感器件等,请遵照相应的专用操作指导书执行。 存储器具:可用于直接存储静电敏感器件及组件的器具有防静电器件盒、IC管、防静电袋、防静电周转箱、单板周转车等。,防静电包装、存储、转运存储操作指引 A 静电敏感器件须使用防静电器件盒、屏蔽袋、防静电器件管包装存放,静电敏感单板和组件需使用屏蔽袋、防静电吸塑盒、周转箱、周转车包装存放。 B 静电敏感器件尽量保持原包装状态,严禁随意拆封。 C 用于静电敏感器件散装清点和发料的工作台必须铺设防静电台垫,并可靠接地。操作人员应佩带防静电手套、指套或将有绳防静电腕带接入防静电接地系统。 D 静电敏感器件在储运过程中,勿靠近强静电、强电磁场,如电脑主机及其显示器上方、公共人行通道两侧等。,静电控制(HOW),防静电包装、存储、转运,静电控制(HOW),防静电包装、存储、转运,静电控制(HOW),I