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1、ESD培训教材 （员工类）华为技术有限公司ESD分会裸手接触单板，裸手接触单板， 单板不能工作了单板不能工作了怎么回事？怎么回事？这是静电放电（这是静电放电（ESD）在作怪！）在作怪！前言 通信器件的通信器件的ESD敏感度越来越高敏感度越来越高 3G、传输数据高端等部分器件静电敏感度降到、传输数据高端等部分器件静电敏感度降到100V以下以下 通过产品设计并不能完全对器件进行通过产品设计并不能完全对器件进行ESD防护防护 产品成本对产品成本对ESD控制的要求越来越高控制的要求越来越高 设计成本、销售成本、服务成本设计成本、销售成本、服务成本 产品销售国际化，对产品销售国际化，对ESD防护提出了很
2、高的要求防护提出了很高的要求 海外应用环境复杂，人员意识亟需提高，维护成本高海外应用环境复杂，人员意识亟需提高，维护成本高 产品质量要求提高，客户要求提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，客户对设备故障的敏感度加强，操操作作规范性规范性加强加强前言内 容o 静电静电基础知基础知识识o 静电控制o 常见的不符合静电控制规范的实例静电基础知识基本概念 静电的历史及影响 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o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。o电荷：物质是由原子构成，原子是由电子、
3、 质子、中子构成。o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o静电敏感度(ESDSElectrostatic Discharge Sensitivity)o静电敏感器件(ESSDElectrostatic Sensitive Devices)oEPA:ESD Protect Area (ESD防护区域)oECA:ESD Control Area (ESD控制区域)静电的历史及影响o 闪电 o 600BC- Thales发现用毛皮摩擦过的橡 胶可以吸起羽毛。 o 公元1400
4、年，欧洲人在黑火药的生产过 程中采用了静电控制。 o 公元1600年，William Gilbert 重复了 Thales 的实验，并观察到干燥天气的影 响。静电的历史及影响o 公元1700年Hauksbee 发明了静电发 生器、验电器，发现了电磁感应现象。 o 公元1800年 o- - Faraday 发明了法拉第笼 （作用是形成静电屏蔽） o- - Kelvin 发明了静电测试仪， o- - 造纸厂使用了接地技术， oVolta 发明了电池。静电的历史及影响 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
5、在计算机里的磁头是ESD最敏感 的器件，敏感度约20V。静电的产生静电电压能够由 以下几种情况产 生： 摩擦剥离起电 感应起电 电容的改变科学定理科学定理 1、库仑定理 同性排斥 异性吸引 2、V=Q/C V=电压（伏特） Q=电荷（库仑） C=电容（法拉）静电的产生物质的结合和分离都会产生静电物质的结合和分离都会产生静电。静电的产生静电的产生静电的产生静电的产生摩擦起电摩擦起电静电的产生静电的产生空气空气 石棉石棉 玻璃玻璃 云母云母 头发头发 尼龙尼龙 羊毛羊毛 毛皮毛皮 铅铅 丝丝 铝铝 纸纸钢钢 木头木头 琥珀琥珀 硬橡胶硬橡胶 铜银铜银 硫磺硫磺 聚合物聚合物 特氟龙特氟龙正电正电负
6、电负电材料摩擦生电序列表材料摩擦生电序列表静电的产生人体活动人体活动静电势（空气相对静电势（空气相对 湿度湿度1020%）静电势（空气相对静电势（空气相对 湿度湿度6590%）在地毯上走动在地毯上走动350001500在聚乙烯地板上走在聚乙烯地板上走 动动12000250在工作台上工作在工作台上工作6000100拿聚乙烯纤维包拿聚乙烯纤维包7000600从工作台拿起聚乙从工作台拿起聚乙 烯衬垫烯衬垫200001200坐在填有聚氟脂泡坐在填有聚氟脂泡 膜的椅子上膜的椅子上1800015000人体活动产生典型的静电电压（人体活动产生典型的静电电压（V）干 燥 环 境 更 易 积 累 静 电 电 荷
7、静电的产生感感 应应 起起 电电人人 体体 被被 感感 应应 起起 电电 了了静电的特点在在3000伏时，你能伏时，你能通过皮肤通过皮肤感知感知在在5000伏时，你能伏时，你能听见听见在在10000伏时伏时，你能，你能看见看见人体对ESD的敏感静电的特点高电高电位：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）。低低电量电量：静电流多为微安级（尖端瞬间放电例外）。作用作用时间短：时间短：微秒级。受受环境环境影响大：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r通信产品故障r软件故障30多r硬件故障中器件失效30%多、外应力（环 境温
8、湿、灰尘腐蚀、雷电、机械应力、包装 等）导致产品故障约30r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。静电的危害EOS/ESD引起的失效引起的失效 排在第一位排在第一位EOS/ESD 59% 电子电子测试测试 3% 氧化氧化/钝化钝化 3% 导导体体失效失效 3% 硅片断裂硅片断裂 4% 引脚短路引脚短路/开路开路 7% 引脚连接引脚连接 15% 其他其他 6%高静电敏感器件失效原因排序高静电敏感器件失效原因排序高静电敏感器件失效原因排序高静电敏感器件失效原因排序静电的危害ESD失效失效ESD失效失效彷真彷真人体人体带带 8000V
9、静电静电放放电电 放放电电 3 次次 放大放大 3000 倍倍静电的危害硬损伤：硬损伤：器件直接不能工作器件直接不能工作. 软损伤软损伤：ESD减弱了器件或单板减弱了器件或单板 的性能，但仍能通过测试的性能，但仍能通过测试。单板。单板 或器件的特性变差，最终失效或器件的特性变差，最终失效.附：各种常用器件的静电敏感性(Wafer)(Device)人体静电可以损毁任何一个常用半导体器件人体静电可以损毁任何一个常用半导体器件静电的危害 内部损失内部损失金钱金钱 时时间间不可估计不可估计的的 外部损失外部损失信誉信誉用服服务用服服务顾客满意顾客满意度度ESD失效带来的影响失效带来的影响材料的电特性l
10、 绝缘体l 导体l 静电释放材料材料的电特性绝缘体特性o很大的体电阻，体电阻1x1011o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o绝缘体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尼龙尼龙 纸板纸板 木头木头 硬橡胶硬橡胶 聚和物聚和物 聚氟乙烯聚氟乙烯 特氟龙特氟龙绝缘体绝缘体注意：注意：纸板和木头在湿度较高时因为吸水具有静电耗散性能，纸板和木头在湿度较高时因为吸水具有静电耗散性能， 湿度较低（一般小于湿度较低（一般小于50%左左右右）时表）时表现现为绝缘性能。为绝缘性能。材料的电特性导体o体电阻1x104o电子能在导体表面和体内自由流动o如
11、果被接地，电荷能迅速被中和材料的电特性铜铜锡锡钢钢铝铝导导体体材料的电特性l人是导体，容易产生静电人是导体，容易产生静电l对地能储存电荷对地能储存电荷l人在走动时更易产生静电人在走动时更易产生静电 产生产生15千伏的静电很常见千伏的静电很常见 产生产生35千伏的静电是可能的千伏的静电是可能的人体人体人人可可以以活动活动材料的电特性静电静电耗散材料耗散材料l体体电电阻阻1x1041x1011l电电子在材料子在材料的的表面可表面可以以自由移动自由移动，但移动但移动 的的速率由于速率由于电电阻而受阻而受到控制到控制l如果被如果被接接地地，电，电荷将被缓慢荷将被缓慢的的释放掉释放掉防防静电静电 工具工
12、具防防静电静电包包 装装材料材料防静电材料的选择问题：问题：为什为什么要么要选择选择静电静电耗散材料耗散材料 作作为为防静电防静电材料材料？常见的防静电使用工具（防静电工具包）常见的防静电材料常见的防静电材料防静电 海绵防静电 海绵黑色防静电黑色防静电EPE防静电 气泡袋防静电 气泡袋常见的防静电材料该纸箱里面有涂炭层该纸箱里面有涂炭层 起起静电静电屏蔽屏蔽的作用的作用一般纸箱为绝缘材料一般纸箱为绝缘材料常见的防静电材料注注意意：外外层泡膜袋没有层泡膜袋没有 防静电作用，防静电作用，而是易而是易产产 生生静电静电材料！材料！易易产产生生静电静电易易产产生生静电静电防静电标识ESD15mm15m
13、mArial粗体,12磅底色:黄色Arial Narrow粗体,46磅底色:黄色Arial Narrow粗体,42磅35mm45mm180mm45mm粗黑体,42磅,黑色粗黑体,60磅,黑色底色:黄色35mm180mm内径： 26mm 外径： 50mm底色:黄色粗黑体,20磅Arial粗体,24磅内径： 26mm 外径： 50mm底色:黄色Arial Narrow粗体,20磅Arial粗体,24磅内容o 静电基础知识o 静电控制静电控制o 常见的不符合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
14、（WHAT）怎样进行ESD控制（How）静电控制（WHY）内部损失内部损失钱钱时时间间不可估计不可估计的的损失损失 外部损失外部损失信誉丧失信誉丧失顾客满意顾客满意度度下降下降WHY？静电不能静电不能被消除被消除，只只能能被控制！被控制！静电控制（WHO）who? 供应商供应商 研研发人发人员员 采购采购 库房库房人人员员 生产生产及测试及测试人人员员 包包装装人人员员 技术服务技术服务 客户客户静电控制（WHERE）供应商供应商 实验室实验室 IQC 仓储仓储 生产生产线线 装配装配和和测试测试 理货理货和包和包装装 客户现场客户现场 维维修修WHERE？静电控制（WHAT）EPA(ESD
15、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）静电控制的静电控制的原则原则o在EPA控制区域操作所有静电敏感器件o存放、运输所有静电敏感器件要用法拉第笼o测试和监控整个静电控制流程如何理解如何理解？静电控制（HOW）EPA控制控制方法方法o定义区域的防护水平（华为有两个级别）o区域明确定义和标识o对区域内的所有导体包括人员可靠接地o消除一切不必要的静电产生源o运用12英寸(30cm)原则oESD防护体系文件的建立环境控制环境控制温度和湿度：l生产制造和维修区域属于静电高风险
16、区域：温度：2030相对湿度(RH)：4575%l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）13E9 117810101010131355663124ABBA4 1231 工作台 6 2 防静电台垫 3 台垫接地扣 4 腕带插孔5 防静电器具设备/仪器/工具 7 防静电地垫 8 地垫接地扣 9 防静电工作椅 10 接地线11 防静电地板13 防静电地（建筑厂房外） 14 电气保护接地（建筑厂房外）12 落地设备/仪器A、B、C、D、E为串接或等效串接1M欧姆电阻公共接地点公共接地点专用防静电线12L N PE 14典 型的 EPA接 地 系 统硬
