esd教育训练讲义

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1、ESD 教育訓練教材,訓練課程大綱 壹.靜電放電(ESD)介紹 貳.ESD防制之目的 參.ESD基本知識介紹 肆.ESD防制之設備儀器介紹與使用 伍.ESD防制基本作業規範 陸.理想之無靜電工作區配備,壹.靜電放電(ESD)介紹 靜電 原因:摩擦、剝離、感應. 機制:物質因失去或得到電子而帶電 靜電放電 原因:電位不同物體間的電荷移轉 不一定伴隨有電弧或火花發生,ESDS (Electrostatic Discharge Sensitive) ltem 是靜電放電敏感零組件 對於靜電放電敏感易被ESD破壞的元件組件或模組 SSZ (Static-Safe Zone) 靜電安全區域 內部任一點均

2、符合Basic Rule之要求的區域 SSP (Static-Safe Package ) 靜電安全包裝 ESD Protective Package 靜電放電防護包裝 能夠限制摩擦生電、屏蔽靜電場或免除靜電放電對ESDS元件產生破壞的包裝,SSW (Static-Safe Workstation) 靜電安全工作站 ESD Portective Workstation靜電放電防護工作 內含ESDS ltem的特定工作區域,必須符合SSZ之要求,通常其範圍較小,如SMT 線、手插件區、測試區、重工區等等 EPA (ESD Protective Area) 靜電放電防護區域 穿戴適當之接地設備,且

3、所有行為亦須遵守其相關規定於EPA外移動ESDS ltems時須以靜電防護材料加以妥善包裝,摩擦生電與靜電放電,人體與地毯摩擦產生靜電,放電後人體電荷平衡,人體經接地後放電,剝離生電,物質A (電荷平衡),物質B (帶負電荷),物質A (帶正電荷),物質B (電荷平衡),靜電放電模式,人體放電模式 (Human-Body Model，HBM) 機器放電模式 (Machine Model，MM) 元件充電模式 (Charged-Device Model，CDM),人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動磨擦或其他因素在人體上已累積了靜電，當此人去碰觸到IC時，人體上的靜電便經由IC的腳

4、(pin)而進入IC內，再經由IC放電到地上去。此放電的過程會在短到幾百毫微秒(ns, nanosecond,10-9sec)的時間內產生數安培的瞬間放電電流，電流會把IC內的元件給燒毀。,人體放電模式(HBM)的ESD是指因人體在地上走動磨擦或其他因素在人體上已累積了靜電，當此人去碰觸到IC時，人體上的靜電便經由IC的腳(pin)而進入IC內，再經由IC放電到地上去。此放電的過程會在短到幾百毫微秒(ns, nanosecond,10-9sec)的時間內產生數安培的瞬間放電電流，電流會把IC內的元件給燒毀。,機器放電模式(MM)的ESD是指機器(例如機器手臂)本身累積了靜電，當此機器去碰觸到I

5、C時，該靜電便經由IC的pin放電。因為大多數機器都是用金屬製造的，其機器放電的等效電阻為0 ；由於機器放電模式的等效電阻為零，故其放電的過程更短，在幾毫微秒到幾十毫微秒之內會有數安培的瞬間放電電流產生，因此對元件的破壞力更大。,元件放電模式(CDM)是指IC先因磨擦或其他因素而在IC內部累積了靜電，但在靜電累積的過程中IC並未受傷。此帶有靜電的IC在處理過程中，當其pin去碰觸到接地面時，IC內部的靜電便會經由pin自IC內部流出來，而造成了放電的現象。此種模式的放電時間更短，僅約幾毫微秒之內，而且此放電現象更難以真實的被模擬。,貳.ESD防制之目的,改善產品品質並減少及防制ESD對電子產品

6、的損害。 藉由教育訓練的實行，降低產品不良的發生與耗損。 改善客戶產品損害，增加產品可靠度。 降低客戶抱怨，提昇產品信譽。,參.ESD基本知識介紹 影響靜電荷產生量的因素 相對溼度 物質材料(摩擦電序列) 接觸的面積 摩擦頻率,典型的ESD電壓 認識靜電放電,溫度 : 21,摩擦電序列,材料的影響 認識靜電放電,所有材料皆可摩擦生電 正(Positive) 鋼 (Steel) 空氣 (Air) 木 (Wood) 人手 (Hands) 橡膠 (Rubber) 玻璃 (Glass) 金 (Gold) 毛髮 (Hair) 多元脂 (Polyester) 石英 (Quartz) 聚胺脂 (Polyet

7、hylene) 尼龍 (Nylon) 聚乙烯 (Polyethylene) 羊毛 (Wool) 聚丙烯 (Polypropylene) 絲綢 (Silk) 乙烯基 (Vinyl) 鋁 (Aluminum) 矽 (Silicon) 紙(Paper) 鐵弗龍 (Teflon) 棉(Cotton) 負(Negative),導電材料 認識靜電放電防制,105/square 1012/square 導電材料(Conductive Materials) 電流可輕易穿過或流過的材料 兩個導體接觸時,電荷會快速移轉 可使用接地的方式來中和靜電荷 表面電阻率小於1105/square或其體積電阻率小於 1104

8、-cm的材料(EIA-625,MIL-263B,ESD ADV 1.0) 帶電時電荷會分布於表面 受材料形狀 、附近的接地或帶電物體影響 需特別注意因感應而產生靜電的情況 可使用Field meter量測材料上的靜電壓,靜電消散材料與靜電屏蔽材料 認識靜電放電防制,105/square 1012/square 靜電消散材料(Static Dissipative Materials) 穿過或流過材料的電流量由材料的表面電阻率或 表面電阻來決定 表面電阻率至少為1105/square且小於11012/square , 或 其體 積電阻率至少為1104-cm且小於11011-cm (ESD ADV

9、1.0 , EIA-625-1994 , MIL-263B) 與另兩種材料以電阻值的範圍作為區別 靜電屏蔽材料(Static Shielding Material) 可防止元件遭受外界靜電場破壞的一種保護屏障 (EIA-625),絕緣材料 認識靜電放電防制,105/square 1012/square 絕緣材料(Insulative Materials) 可防止或限制電流穿過或流過的材料 最主要的靜電源 表面電阻率大於11012/square或其體積電阻率大於 11011-cm的材料(EIA-625-1994;ESDA ADV 1.0-1994) 電阻非常大,很少電子可以流經表面或穿過材料 可

10、能同時在表面的不同位置上出現正負電荷 以Field meter量測的結果僅能當作參考 在EPA中應儘量避免使用,接地系統,主要目的：將靜電防護設施接地，提供一個路徑 使靜電消散材料、導電材料及個人接地設備在同 一個電位上，減少ESDS元件受到破壞。(ESD S6.1) 人員安全防護：考慮人員碰觸電源時，通過人體 的電流。故接觸人體的接地系統必須要有限流電 阻(靜電環)。,ESD Ground (Soft Ground)靜電放電接地 能夠使靜電產生源 (人或物)藉由此路徑到接地的端點、 排線、金屬線或其他接地系統。(EIA-625) Ground(Hard Ground)實接地 藉由電子線路或特

11、殊設備和大地(Earth)連接的導電接點 ，和大地間具零電位差。 接地線用導體 接地用導體需要有足夠的機械強度、耐腐蝕且不會發生 斷線之電線或金屬導體。,肆.ESD防制之設備儀器介紹與使用 表面阻抗測試器 靜電壓測試器 離子風扇 靜電環測試器 靜電環 靜電電荷測試儀,表面阻抗測試器,功能:檢測工作表面靜電消散功能是否符合規範，以減少敏感元件受到ESD破壞 校驗頻率: 1次/年 操作步驟: 1. 將測試設備置於欲量測之位置 2. 施以適當之壓力 3. 按下綠色鈕 4. 進行表面阻抗檢測並記錄讀值,靜電壓測試器,功能:檢測環境&工作區域之靜電壓值 是否低於敏感材料規範 校驗頻率: 1次/年,靜電環

12、測試器,功能:檢測作業員所戴之靜電環功能是否正常(可接受的範圍800千歐姆至1.2百萬歐姆) 校驗頻率: 1次/季 操作步驟: 1.檢查測試器接地線是否確實接地 2.將靜電環依正常操作程序配戴 3.按下測試鈕 4.,靜電環測試器,自主檢測方式: 在不接地情況下，做自主檢測 此三項測試均 PASS，即測試器 “ OK “,靜電環 型式：粘帶式、金屬、紡織品、鬆緊帶式 安全性：必須要有限流電阻(通常為1M ,1/4W) 來保護人體安全.,伍.ESD防制基本作業規範,教育訓練及認證,各單位須有一固定之ESD負責人，並經過公司安排之教育訓練及認證，負責安排每日的測試工作與記錄，並作每月之自主檢查。 各

13、單位視各自情況安排內部教育訓練並應附有檢定之記錄。 所有於靜電安全工作區域作業之人員，均需通過教育訓練及檢定。,ESD管制標誌及標籤,靜電安全工作站須以黃底黑字顯示靜電注意標 示(EIA-471)，除非該工作站位於靜電安全區域內。 標示置放於靜電安全工作站外，大小為距離1公尺處可清楚讀取標示上之字體。,所有放置ESD敏感元件之容器應於顯而易見的位置貼上ESD靜電防護標籤。 靜電安全工作站之作業指導書應附有ESD靜電防護標籤。,靜電安全工作區域中無法避免之絕緣材料(OI架、資料夾)時，應使用靜電消散液覆蓋其表面，並定期檢測是否失效。,靜電安全工作區,未使用靜電消散液,導電地板之導電銅箔確實銜接廠

14、務接地線，並每月進行不定點檢測及記錄；每三個月作清洗及打導電蠟之保養維護(若月檢測未通過測試，即應進行維護工作) 。,所有人員進入靜電安全工作區作業，應佩戴靜電環並確實接地；每日定時檢測並記錄。 作業人員進入無塵室須穿著靜電鞋，且應每日檢測並記錄。 作業人員進入靜電安全工作區，應穿戴靜電帽或防塵帽。 靜電衣經清洗後須檢測並記錄。 永久性靜電防護容器應符合規範，並應協請廠商提供證明。,各部門共同注意事項:,應帶靜電手環作業員是否有帶靜電手環. 應帶靜電手套作業員是否有帶靜電手套. 應帶靜電指套作業員是否有帶靜電指套. 靜電環接地是否正確(引線夾持端與金屬防靜電線確實接觸) 靜電環是否與皮膚確實接觸 靜電環功能是否正常(每天用靜電手環測試器上午/下午各 測試一次) 敏感元件是否于接地良好之桌墊上作業(用靜電手環測試器測量),拿取靜電放電敏感零件時，一定要帶適當地接地的腕帶，對於高移動性的拿取動作，則可使用具有導電性的鞋跟帶或踝帶，直接與地毯接地。 確保工作台面是使用不會產生靜電的材料。 在靜電放電防護區內不可抽煙或飲食。 確保靜電放電防護設備都已適當的接地並且其導電功能正常. 敏感元件是否放入導電零件盒,抗靜電袋,導電袋或金屬袋 . 設備,靜電桌墊是否正確接地(引線挾持端與金屬防靜電線確實接觸) 作業環境是否整潔 靜電桌墊的連線(夾持端與扣子端).接地扣是否