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1、华诺丰源普通员工普通员工ESD培训培训 *有限公司有限公司第1页，共71页。静电概念静电概念ESD （Electrostatic Discharge，ESD）的中文含意：静电放电）的中文含意：静电放电; 因为电子产品生产中静电放电是静电危因为电子产品生产中静电放电是静电危害最主要的部分，所以害最主要的部分，所以ESD成为静电成为静电的防护代名词的防护代名词;第2页，共71页。常见的静电放电现象常见的静电放电现象1)雷电：电压高达数亿雷电：电压高达数亿伏；伏；2)干燥环境下的静电电击：干燥环境下的静电电击：电压可达数千伏；电压可达数千伏；3)绝大多数的静电放电绝大多数的静电放电是我们看不到的；是
2、我们看不到的；第3页，共71页。人们对静电的感知人们对静电的感知o人体能够感觉到静电时一般电压超过人体能够感觉到静电时一般电压超过2000V。静电不易感知的原因：电量小，放电时间短。静电不易感知的原因：电量小，放电时间短 See5000VHear4500VTouch3000VComponentDamage15-30V第4页，共71页。一些常见动作的静电电压一些常见动作的静电电压操作操作人体静电位人体静电位(KV)相相对湿对湿度度20%相对湿度相对湿度80%在聚乙烯地面行走在聚乙烯地面行走120.25合成纤维地毯上行走合成纤维地毯上行走351.5坐在泡沫填充的椅子上坐在泡沫填充的椅子上181.5
3、拿起聚乙烯塑袋拿起聚乙烯塑袋200.6在在普通工作台上滑动塑料盒普通工作台上滑动塑料盒181.5移除移除PC板上的板上的MYLAR胶胶帶帶121.5PC板上的收縮膜板上的收縮膜163使用使用真空吸錫器真空吸錫器81用氟利昂喷洒电路用氟利昂喷洒电路155第5页，共71页。 静电产生的途径静电产生的途径1)接触分离接触分离；2)摩擦；摩擦；3)剥离；剥离；4)断裂；断裂；5)传导；传导；6)感应感应；7)其他：热电、光电、压电；其他：热电、光电、压电；第6页，共71页。+接触分离带电接触分离带电不同物质接触分离都会产生静电。不同物质接触分离都会产生静电。不同物质接触分离都会产生静电。不同物质接触分
4、离都会产生静电。分离带电分离带电第7页，共71页。本教材由华诺丰源提供摩擦带电摩擦带电摩擦可以看作反复的接触分离过程摩擦可以看作反复的接触分离过程第8页，共71页。工作中因摩擦或接触分离产生静电的地方工作中因摩擦或接触分离产生静电的地方o工作中的人体走动，取放物品都会产生静电工作中的人体走动，取放物品都会产生静电o设备中的运动也有摩擦或接触分离的动作，设备中的运动也有摩擦或接触分离的动作，因此也会产生静电因此也会产生静电o移动的设备如推车，也会因摩擦产生静电移动的设备如推车，也会因摩擦产生静电第9页，共71页。决定摩擦电压的因素决定摩擦电压的因素o接触的程度、表面的均匀度、接触压力、磨接触的程
5、度、表面的均匀度、接触压力、磨力、分离速度等因素都会影响到摩擦电压的力、分离速度等因素都会影响到摩擦电压的大小。大小。o材料的不同摩擦电压不同。材料的不同摩擦电压不同。o环境温度湿度的不同对摩擦电压也有重大的环境温度湿度的不同对摩擦电压也有重大的影响。湿度越小摩擦电压越大。影响。湿度越小摩擦电压越大。第10页，共71页。剥离带电剥离带电+轮子轴皮带+同种物质的剥离和不同物质间的剥离都会产生静电同种物质的剥离和不同物质间的剥离都会产生静电物质原有的电荷平衡被打破，两边带上相反的电荷不干胶带、胶贴、传送带等都会因为剥离带电不干胶带、胶贴、传送带等都会因为剥离带电第11页，共71页。断裂带电断裂带电
6、物体断裂成后，各部分会带上不同的电荷物体断裂成后，各部分会带上不同的电荷第12页，共71页。传导带电传导带电一个不带电的物体接触带电的物体会通过传导带上相同的电荷第13页，共71页。感应带电：感应带电：+接近静电传递+接地+离开 带电带电体体体体产产生生生生电场电场，电场中的导体因电荷转移而带电电场中的导体因电荷转移而带电电场中的导体因电荷转移而带电电场中的导体因电荷转移而带电第14页，共71页。感应带电往往会让电子器件带电，从而造成损坏第15页，共71页。工作场地容易产生静电的动作工作场地容易产生静电的动作o人的活动人的活动o移动的设备移动的设备o推车推车o传动带传动带第16页，共71页。工
7、作场地中常工作场地中常见的静电源见的静电源 工作台工作台工作台工作台漆漆漆漆, , 腊面腊面腊面腊面, , 塑胶和乙烯树脂等。塑胶和乙烯树脂等。塑胶和乙烯树脂等。塑胶和乙烯树脂等。 地板地板地板地板表面处理木料表面处理木料表面处理木料表面处理木料, , 腊面腊面腊面腊面, , 乙烯树脂等。乙烯树脂等。乙烯树脂等。乙烯树脂等。 椅子椅子椅子椅子玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维, , 塑胶塑胶塑胶塑胶, , 表面处理木料等。表面处理木料等。表面处理木料等。表面处理木料等。 工作人员工作人员工作人员工作人员衣物衣物衣物衣物, , 头发头发头发头发, , 鞋子鞋子鞋子鞋子, , 手套等。手套等。手套等
8、。手套等。 包装包装包装包装塑胶袋塑胶袋塑胶袋塑胶袋, , 气泡包装气泡包装气泡包装气泡包装, , 海绵海绵海绵海绵, , 盒子等。盒子等。盒子等。盒子等。 办公用品办公用品办公用品办公用品纸张、文件夹、文件袋、笔等纸张、文件夹、文件袋、笔等纸张、文件夹、文件袋、笔等纸张、文件夹、文件袋、笔等第17页，共71页。我们的工作环境存在许多静电源。我们的工作环境存在许多静电源。 许多塑胶产品都是容易制造和价格低廉许多塑胶产品都是容易制造和价格低廉许多塑胶产品都是容易制造和价格低廉许多塑胶产品都是容易制造和价格低廉 电子产品中也需要采用许多绝缘体材料电子产品中也需要采用许多绝缘体材料电子产品中也需要采
9、用许多绝缘体材料电子产品中也需要采用许多绝缘体材料 在移动和摩擦下，即使如金属一般的导体也会产生在移动和摩擦下，即使如金属一般的导体也会产生在移动和摩擦下，即使如金属一般的导体也会产生在移动和摩擦下，即使如金属一般的导体也会产生静电静电静电静电 设备和人体舒适所需要的温湿度要求环境有一定的设备和人体舒适所需要的温湿度要求环境有一定的设备和人体舒适所需要的温湿度要求环境有一定的设备和人体舒适所需要的温湿度要求环境有一定的干燥，助长静电的产生干燥，助长静电的产生干燥，助长静电的产生干燥，助长静电的产生ESD风险风险第18页，共71页。静电序列静电序列（+）空气空气 人类的手人类的手 锡面锡面 动物
10、的毛动物的毛 玻璃玻璃 头发头发 晴纶晴纶 羊毛羊毛 毛皮毛皮 铝铝 绸子绸子 纸纸 棉棉 木材木材 铁铁 铜铜 银银 金金 硫磺硫磺 PVC（塑料）（塑料）（-）第19页，共71页。静电序列o两物体接触分离或摩擦后，排在前面的带正电，后面的带负电；o距离越远，摩擦电压越高；o人类认识的不足：不同列表有所差异；循环现象；反向现象；o应用时不可作为硬标准。第20页，共71页。典型的工业静电放电特性典型的工业静电放电特性 放电时间放电时间 数纳秒数纳秒数纳秒数纳秒 数微秒数微秒 ( ( RC ) RC ) 放电电流量放电电流量 数安培数安培 ( I = Q / t )( I = Q / t ) 峰
11、值功率峰值功率峰值功率峰值功率 数数数数 KW ( I or V ) 产生的高频电场产生的高频电场 1 MHz 1 GHz1 MHz 1 GHz 产生的电感电压产生的电感电压 = L didt( ( 能够在短至能够在短至能够在短至能够在短至 0.5 nsec 0.5 nsec 内放电内放电内放电内放电 ) )第21页，共71页。ESD 电子器件的破坏电子器件的破坏即使是相当小的静电放电也可能损坏电子器件！即使是相当小的静电放电也可能损坏电子器件！即使是相当小的静电放电也可能损坏电子器件！即使是相当小的静电放电也可能损坏电子器件！ESD damageESD damageField failure
12、Field failureHBM simulation failureHBM simulation failureBipolar ICBipolar IC静电敏感器件的英文缩写静电敏感器件的英文缩写ESDS第22页，共71页。ESDS 有多敏感有多敏感 ?人体人体人体人体 30 v30 v的静电就会损坏一些敏感器件的静电就会损坏一些敏感器件的静电就会损坏一些敏感器件的静电就会损坏一些敏感器件一些器件自身一些器件自身一些器件自身一些器件自身10 v10 v静电放电就可能损坏静电放电就可能损坏静电放电就可能损坏静电放电就可能损坏第23页，共71页。ESD 造成的破坏造成的破坏半导体是最容易受到静电
13、破坏的器件半导体是最容易受到静电破坏的器件 . 氧化层击穿氧化层击穿 界面过热烧损界面过热烧损 金属熔化金属熔化金属熔化金属熔化常见的破坏有常见的破坏有常见的破坏有常见的破坏有 : 以上的混合模式以上的混合模式以上的混合模式以上的混合模式第24页，共71页。Metallization burnoutESD 造成的破坏造成的破坏静电破坏前静电破坏前静电破坏前静电破坏前静电破坏后静电破坏后静电破坏后静电破坏后第25页，共71页。60 75%60 75%EOS / ESDEOS / ESD其他其他其他其他30 50%30 50%EOS / ESDEOS / ESDESD 对电子业造成的损失对电子业造
14、成的损失8 33%8 33%ESD aloneESD alone损失是巨大的！损失是巨大的！损失是巨大的！损失是巨大的！欧洲调查数据欧洲调查数据欧洲调查数据欧洲调查数据其他其他其他其他其他其他其他其他美国美国美国美国ESDESD协会协会协会协会调查数据调查数据调查数据调查数据日本调查数据日本调查数据日本调查数据日本调查数据第26页，共71页。 IC IC 制造商制造商制造商制造商 ( ( 高速高速高速高速 bipolar LSI )bipolar LSI )质量改进由质量改进由质量改进由质量改进由 22% 22% 达到达到达到达到 100%100% IC IC 制造商制造商制造商制造商 ( N
15、MOS-LSI)( NMOS-LSI)制作质量损失下降了制作质量损失下降了制作质量损失下降了制作质量损失下降了 50%, 50%, 并获得并获得并获得并获得 800% 800% 的的的的 R.O.I.R.O.I. PCBA PCBA 组装加工厂组装加工厂组装加工厂组装加工厂13% 13% 的生产质量改善，以及市场返修率下降了的生产质量改善，以及市场返修率下降了的生产质量改善，以及市场返修率下降了的生产质量改善，以及市场返修率下降了 1.5%1.5% 半导体制造商半导体制造商半导体制造商半导体制造商 ( (低功率低功率低功率低功率 Schottky-TTL ICs)Schottky-TTL IC
16、s)废品率从废品率从废品率从废品率从 2.6% 2.6% 降至降至降至降至 0.21%0.21%ESD 控制获得的收益控制获得的收益第27页，共71页。ESD 破坏的风险破坏的风险微型化和更高度集成不利于静电防护微型化和更高度集成不利于静电防护微型化和更高度集成不利于静电防护微型化和更高度集成不利于静电防护1206120608050805060306030402040202010201USAUSA3216321620122012160816081005100505020502JapanJapan对静电的破坏更加敏感对静电的破坏更加敏感对静电的破坏更加敏感对静电的破坏更加敏感 ! !第28页，共
17、71页。ESD 破坏的风险会逐级放大破坏的风险会逐级放大第29页，共71页。缺乏管制意识的主要原因缺乏管制意识的主要原因1. 1. 人体能感觉出静电存在的水平为人体能感觉出静电存在的水平为人体能感觉出静电存在的水平为人体能感觉出静电存在的水平为 2,000 4,000 volts2,000 4,000 volts，但，但，但，但敏感器件只须敏感器件只须敏感器件只须敏感器件只须 100 volts 100 volts便能被损坏便能被损坏便能被损坏便能被损坏 ( ( 大部分大部分大部分大部分 1,000 volts )11012；检测袖对袖及衣襟点对点阻值检测袖对袖及衣襟点对点阻值 第62页，共7
18、1页。防静电鞋防静电鞋o每天在人体综合阻值测量每天在人体综合阻值测量仪上检测穿戴后能否达到仪上检测穿戴后能否达到要求要求o洗涤后，或被酒精丙酮等洗涤后，或被酒精丙酮等溶剂浸渍后检测电阻值是溶剂浸渍后检测电阻值是否符合要求。否符合要求。o脚束带、防静电鞋套佩戴脚束带、防静电鞋套佩戴时导电带一定要通过紧贴时导电带一定要通过紧贴皮肤与人体连接皮肤与人体连接第63页，共71页。防静电鞋的检测防静电鞋的检测o人体综合阻值测量仪人体综合阻值测量仪Static Shoes/Wrist Strap Testero基本原理：测量对地电阻基本原理：测量对地电阻oLOW设置设置750KoHIGH设置置10M100M
19、(通常通常为10M）o鞋的测量应当左右脚分开鞋的测量应当左右脚分开第64页，共71页。线路板的持拿正确的持拿方法如图所示：正确的持拿方法如图所示：第65页，共71页。ESDS产品的运输、存放和操作器具产品的运输、存放和操作器具1. 在运输和存放在运输和存放 ESDS产品时应使用防静电袋、防静电货产品时应使用防静电袋、防静电货架、防静电推车和防静电周转容器；架、防静电推车和防静电周转容器；2. 防静电货架必须铺垫防静电货架必须铺垫 防静电垫，并接地；防静电垫，并接地；3. 运输用的防静手推车和转运车的表面必须覆盖上防静电运输用的防静手推车和转运车的表面必须覆盖上防静电垫，每层之间相互连接。垫，每
20、层之间相互连接。4. 推车的轮子必须是导电轮或使用金属链条拖地接地；推车的轮子必须是导电轮或使用金属链条拖地接地；第66页，共71页。防静电包装袋防静电包装袋屏蔽袋、防潮袋最安全的包装袋屏蔽袋、防潮袋最安全的包装袋导电袋，一般为永久性防静电材料导电袋，一般为永久性防静电材料暂时性防静电材料制成的包装袋，需暂时性防静电材料制成的包装袋，需要定期评估要定期评估注意：防静电包装袋应标注防静电标志，注意：防静电包装袋应标注防静电标志，以示区别！以示区别！第67页，共71页。防静电材料的种类防静电材料的种类o防静电材料按防静电有防静电材料按防静电有效性时间长短分为：效性时间长短分为： 永久性防静电材料；
21、永久性防静电材料； 暂时性防静电材料暂时性防静电材料；o暂时性防静电材料一般暂时性防静电材料一般使用表面喷涂防静电剂使用表面喷涂防静电剂或材料混入防静电剂制或材料混入防静电剂制成。有效性从几个月到成。有效性从几个月到二年不等。二年不等。o永久性防静电材料一般永久性防静电材料一般使用填充添加炭粉、碳使用填充添加炭粉、碳纤维、金属及金属氧化纤维、金属及金属氧化物等工艺制成。物等工艺制成。第68页，共71页。防静电材料防静电材料o防静电吸塑盘、防静电海面、防静电珍珠棉防静电吸塑盘、防静电海面、防静电珍珠棉等暂时性防静电材料，应当定期检测其防静等暂时性防静电材料，应当定期检测其防静电性能电性能。不能单
22、纯从颜色上区分材料是不是防静电的。很多防静电材料是白色或透明的，很多黑色、红色、不能单纯从颜色上区分材料是不是防静电的。很多防静电材料是白色或透明的，很多黑色、红色、绿色、蓝色的材料是普通不防静电材料。绿色、蓝色的材料是普通不防静电材料。第69页，共71页。抗静电剂处理过的材料及注意事项抗静电剂处理过的材料及注意事项o多为表面活性剂，依靠多为表面活性剂，依靠吸收水分在表面形成一吸收水分在表面形成一层薄薄的导电层，达到层薄薄的导电层，达到防静电的效果。防静电的效果。o按照分子活性官能团的按照分子活性官能团的特点可分为阳离子、阴特点可分为阳离子、阴离子和非离子三种离子和非离子三种。o有内混式和表涂式两种有内混式和表涂式两种方式处理材料。方式处理材料。o须经常检测效果须经常检测效果o不同种类的抗静电剂有不同种类的抗静电剂有可能相互抵消作用可能相互抵消作用o使用酒精、丙酮等非极使用酒精、丙酮等非极性溶剂应先测试会不会性溶剂应先测试会不会有影响有影响o高温后应当计时检测效高温后应当计时检测效果是否有变化果是否有变化o不要忽视摩擦电压的检不要忽视摩擦电压的检验验第70页，共71页。演讲完毕，谢谢观看！第71页，共71页。
