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1、ESD培训教材 （员工类）华为技术有限公司ESD分会裸手裸手接接触触单单板，板， 单板单板不不能能工工作了作了怎么怎么回回事事？这是这是静静电电放放电（电（ESD）在作在作怪！怪！前言通信通信器器件的件的ESD 敏敏感感度度越来越来越高越高 3G 、传输数据、传输数据高高端等端等部部分器件静电敏感度降到分器件静电敏感度降到100V以下以下 通过产品设计并不通过产品设计并不能能完完全全对器件进行对器件进行ESD 防护防护产品产品成成本对本对ESD 控控制制的的要求要求越越来来越高越高 设计设计成成本、销售成本本、销售成本、服、服务成本务成本产品产品销销售售国国际际化化，对，对ESD 防防护护提提
2、出出了了很很高高的要求的要求 海外海外应应用环境复杂，用环境复杂，人员人员意识亟需提高，维护意识亟需提高，维护成成本高本高产品产品质质量量要要求求提提高高，客，客户要户要求求提高提高 客户客户对对设备故障的敏设备故障的敏感度感度加强，加强，操操作作规范性规范性加强加强前言内 容静电静电基础知基础知识识静电控制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（ES
3、DElectrostatic 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(ESDSElectrostatic 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)静电的历史及影响闪电600BC-Thales发现用毛皮摩擦过的橡 胶可以吸起羽毛。公元1400年，欧洲人在黑火药的生产过 程中采用了静电控制。公元1600
4、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。公元1800年-Faraday 发明了法拉第笼 （作用是形成静电屏蔽）-Kelvin 发明了静电测试仪，-造纸厂使用了接地技术，Volta 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
5、电 感应起电 电容的改变科学科学定理定理 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）静电的产生物物质质的结的结合合和和分分离都离都会会产生产生静电静电。静电静电的的产生产生静电的静电的产生产生摩摩擦起电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 硬硬橡胶橡胶 铜银铜银 硫磺硫磺 聚聚合物合物 特特氟龙氟龙正电正电负电负电材料摩擦材料摩擦生生电序电序列表列表静电的产生人人体体活动活动静静电电势（空势（空气气相对相对 湿度湿度10
6、20%）静静电势（空电势（空气气相对相对 湿度湿度6590%）在在地地毯上毯上走动走动350001500在在聚聚乙烯乙烯地地板上走板上走 动动12000250在在工工作台作台上上工作工作6000100拿拿聚聚乙烯乙烯纤纤维包维包7000600从从工工作台作台拿拿起聚乙起聚乙 烯烯衬垫衬垫200001200坐坐在在填有填有聚聚氟脂泡氟脂泡 膜膜的的椅子上椅子上1800015000人体人体活活动产生动产生典典型型的的静电静电电电压（压（V）干 燥 环 境 更 易 积 累 静 电 电 荷静电的产生感感 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伏伏时时，你能
7、，你能通通过皮肤过皮肤感知感知在在5000伏伏时时，你能，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
8、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% 硅硅片片断裂断裂 4% 引引脚脚短路短路/开路开路 7% 引引脚脚连接连接 15% 其他其他 6%高高静电敏静电敏感感器件器件失失效原因排序效原因排序高静电高静电敏敏感器感器件件失效原失效原因因排序排序静电的危害ESD失效失效ESD失效失效彷真彷真人体人体带带 8000V 静电静电放放电电 放放电电 3 次次 放大放大 3000 倍倍静电的危害硬硬损损伤：伤：器器件直件直接接不不能能工作工作
9、. 软软损伤损伤：ESD减减弱弱了器了器件件或或单板单板 的的性能，性能，但但仍仍能能通过通过测试测试。单板。单板 或或器件器件的的特性特性变变差，差，最最终失效终失效.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 时时间间不不可可估计估计的的 外部损失外部损失信誉信誉用用服服服务服务顾顾客客满意满意度度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
10、地方可以保持正电荷和负电荷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 硬硬橡胶橡胶 聚聚和物和物 聚聚氟氟乙烯乙烯 特特氟龙氟龙绝绝缘体缘体注意：注意：纸板纸板和和木头在湿度较高木头在湿度较高时时因为吸水具有静因为吸水具有静电电耗散性能，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铜铜锡锡钢钢铝铝导导体体材料的电特性人是导体，容人是导体，容易易产生静电产生静电对地能储存电荷对地能储存电
11、荷人在走动时更人在走动时更易易产生静电产生静电 产生产生15千伏千伏的的静电很常见静电很常见 产生产生35千伏千伏的的静电是可能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体体电电阻阻1x1041x1011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如果被如果被接接地地，电，电荷荷将将被缓慢被缓慢的的释放掉释放掉防防静电静电 工具工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耗散材料散材料 作作为为防防静电静电材料材料？常见的防静电使用
12、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防静电电 海绵海绵黑色黑色防防静电静电EPE防静防静电电 气气泡袋泡袋常见的防静电材料该纸该纸箱箱里里面面有有涂涂炭层炭层 起起静电静电屏蔽屏蔽的的作用作用一般一般纸纸箱箱为为绝绝缘缘材料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ESD15mm15mmArial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,4
13、2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磅内容静电基础知识静电控制静电控制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（WHAT）怎样进行ESD控制（How）静电控制（WHY）内部内部损失损失钱钱时时间间不不可估计可估计的的损失损失 外部外部损失损失信誉信誉丧失丧失顾顾客满意客满意度度下降
14、下降WHY？静静电电不能不能被消除被消除，只只能能被被控控制！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 技技术服务术服务 客户客户静电控制（WHERE）供供应商应商 实实验室验室 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 客客户户现场现场 维维修修WHERE？静电控制（WHAT）EPA(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
15、控制的静电控制的原则原则在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法拉第笼测试和监控整个静电控制流程如何如何理解理解？静电控制（HOW）EPA控制控制方法方法定义区域的防护水平（华为有两个级别）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(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
16、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 统硬硬接接地地 软软接接地地防静电工作防静电工作台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
