1、ESD Basic Knowledg 静电放电（ESD）基础知识,制作者：周 威,Soaring,培训内容,静电的概念,ESD的概念,ESD的危害,ESD的防护,常用防静电用品,静电的概念,静电就是静止的电荷，就是物体表面有多余的电荷（正电荷或负电荷）存在,以下三种方式都会令静电产生： 1：摩擦2：相接触的两物体相互分开3：静电感应产生静电,Soaring,闪电 冬天在地毯上行走及接触把手时的触电感 在冬天穿毛衣时所产生的噼啪声,日常生活可以感觉得到的静电现象：,这些对我们平常生活没有很大影响，但它对电子元件及电子线路板有很大的冲击。,Soaring,带有静电的物体靠近或接触另一物体，只要它们
2、之间存在电势差，就会发生静电荷传递。这种静电荷传递过程我们称之为静电泄放。当这种静电荷传递的过程强度足够大，大到可以损坏我们的产品，我们就称之为ESD事件。,ESD 就 是 静 电 泄 放 （Electronic Static Discharge）,什么是ESD？,Soaring,静电敏感器件(SSD) Static, Sensitive Device,日常操作、试验和运输中容易遭受静电场或静电放电所损害的分立器件、集成电器或组件. 注：损害包括器件性能的任何降低或不正常。,Soaring,人体对大于3000V的静电才有感觉！ 但是,PCB/PCC电路板,磁头,梳头发,撕胶带,走路,撕贴胶带会
3、产生很高的静电，由于胶带是绝缘材料，产生的静电可以保留较长时间。不是生产工艺必须的胶带必须从工作台上拿走，严禁使用胶带来固定物体或电气维修。,Soaring,看到 8000V,听到 5000V,感觉到 3000V,电子元件 受损 100-500V,部分元件对静电的敏感程度,对ESD我们要有概念性认识,Soaring,IGBT是由一个MOS和一个npnp四层结构集成的器件 MOS是静电敏感器件,IGBT,1类：0 V1999V 2类：2000V3999V 3类：4000V15999V N类：16000V以上，非静电敏感元器件,国家军用标准电子产品防静电放电控制大纲的分级,Soaring,了解,E
4、SD如何损害我们的产品,大量的静电荷在存在电势差的物体（人或机器）与产品之间快速传递，短时间内产生很大的电流（远远超过产品可以承受的电流）重则损毁电路，造成产品不能使用；轻则使电路过热受到损伤，影响产品的寿命和可靠性。,Soaring,半导体的损坏形式有两种：,1.灾难性损坏 器件不能操作 约占受静电破坏的原件的10%,2.潜在性损坏 器件可以操作但性能不稳定，维修次数因而增加 约占受静电破坏原件的90%,静电的破坏,Soaring,静电对元器件的损伤程度,对P-N结造成软击穿，产品可靠性下降,Soaring,静电对元器件的损伤程度,芯片内单晶硅金属镀膜击穿产品废品率上升,Soaring,静电
5、对元器件的损伤程度,芯片内引线击穿使产品废品率上升,Soaring,决定静电产生多少的因素,决定静电产生多少的因素主要有： 1 材料的导电性能：导电材料和静电消耗材料产生比较少的静电，绝缘材料产生很多的静电。 2 环境相对湿度对静电的产生有很大的影响，相对湿度大（空气潮湿）静电产生就少，ESD的问题就少。反之，相对湿度小ESD的问题就多。 3 ESD地板， ESD安全的鞋（包括太空服）及腕带 的使用对于降低人体产生的静电也是非常有效的。另外在地板上走动比不走动产生更多的静电,Soaring,降 低 成 本提 高 产 品 质 量客 户 满 意增 加 利 润,ESD防护的好处,Soaring,Th
6、ree fundamental principles 三个基本的控制原理 - Ground/Bond all conductors ( 为所有导体进行接地处理。注意：人也是导体） - Control Charges on Nonconductors ( 控制容易产生较多静电绝缘材料） - Use protective packaging for transit and storage ( 在产品运输和存贮过程中使用ESD防护包装）,ESD 控制 = Man ( 人 ) + Machine (机 ) +Material (料 )+Method(法 )+ Environment( 环 ),Man
7、( 人 ) -手腕带 ，ESD鞋，ESD椅子,衣服 ,Machine ( 机 ) - 接地，控制静电电流 - 消除 / 屏蔽 电磁干扰和交流电场,Material ( 材料 ) - 使用导体材料 - 尽量使用静电消耗材料 - 使用 ESD地板，ESD桌垫 - 不用或尽量少用绝缘材料,Method ( 方法 ) - 预防 （创建ESD安全的环境） - 保护 （保护对ESD敏感的产品或零部件，避免金属小 电阻接触 ） - 屏蔽 （对非ESD安全的物品进行法拉第或距离屏蔽 ） - 消除 （通过接地，离子化消除产生的静电）,Environment ( 环境 ) - 温度 / 湿度控制 - 局部使用离子
8、风机 - 员工 ESD培训 - 管理,如何控制ESD？,Soaring,1.接地 2.静电屏蔽 3.离子中和,防静电的三种基本方法,Soaring,Soaring,接地就是将静电通过一条线的连接放入大地,接地是防静电中最直接最有效的方法,ESD接地,Soaring,静电敏感元件在储存或运输过程中会暴露于有静电的区域中，用静电屏蔽的方法可削弱外界静电对电子元件的影响。最通常的方法是用静电屏蔽袋作为保护。,静电屏蔽,Soaring,绝缘体往往是易产生静电的，对绝缘体静电的消除，用接地方法是无效的，通常采用的方法是离子中和， 即在工作环境中使用离子风机，离子气枪。,离子中和,工厂中ESD控制应该做到
9、,1. 在ESD安全的工位处理对ESD敏感产品,2.在处理ESD敏感产品之前应释放身体所带的静电，戴上腕带，防静电手套,3. 对所有金属设备和工具进行接地处理,Soaring,让ESD敏感产品与绝缘材料最少保持12英寸(约30公分)的距离。（如果对产品进行了保护如：产品放在ESD包内，放在盖上盖子的ESD 安全物料盒内；如果对绝缘材料进行了屏蔽或使用了离子风机，ESD敏感产品与绝缘材料之间不受这个距离的限制。）5. 总是保持工作区域干净整洁，拿走不必要的物料，特别是拿走不是生产必需的普通塑料制品，纸制品及个人物品。,Soaring,6.对ESD敏感产品可能接触的设备部件，测量设备接地，确保牢固
10、有效安全7. 不要用金属物体去接触对ESD敏感产品的暴露的输入电路，减少对ESD敏感产品不必要的接触。8. 服从ESD敏感区域，ESD安全纪律要求9.调试时也要保护对静电敏感的元器件，非要用手去接触静电敏感的产品时应释放掉手上的静电,Soaring,避免金属联接的方法： 设计工具，使暴露的电路不能接触工具的金属表面 在工具的表面使用ESD消耗材料(ESD垫子等),暴露的 电路,不好,好,好,Soaring,工作台面,每班应在吃饭前和下班前进行两次工位（工作台面和夹具）清洁，每次必须清洁干净。 从工位上拿走不是生产必须的绝缘材料,Soaring,Soaring,常用的防静电用品,佩带时应紧贴皮肤
11、！,腕 带,1.个人防静电用品,可靠接地,防静电手套,采用特种防静电绦纶布制作，基材由绦纶和导电纤维组成，导电 纤维间距为4mm，手套具有极好的弹性和防静电性能 表面电阻 106-109 静电衰减时间 100次；B级50,防静电脚环,确保接地脚环能持续与地垫接触,双脚都须穿带！,防静电服,在化纤织物中加入导电纤维制成的防静电服，其防静电是基于电荷的泄漏与中和两种机理。当接地时，织物上的静电除因导电纤维的电晕放电被中和之外，还可经由导电纤维向大地泄放；不接地时则借助于导电纤维微弱的电晕放电而消电。 防静电服应坚持干净，坚持防静电性能，使用后用软毛刷、软布蘸中性洗涤剂洗擦，洗涤时不要与其他衣物混洗
12、，采用手洗或洗衣机柔洗程序，以免导电纤维断裂。穿用一段时光后，应对防静电服进行检验，若静电性能不符合尺度要求，则不能再以防静电服使用,应无破损，扣紧,无线防静电手环,原理：由于区内置有离子交换剂，可轻易提供等量异性电荷去中和静电电荷，故可达成静电泄放的效果，另于本机外部设有一只螺丝，与内部导体回路联结。 螺丝作用：1.可作为因人员不当碰触高静电源，瞬间导入大量静电荷，在离子中和来不及完成时，可由螺丝外界空气水分子提供离子中和 2.可利用此螺丝做电位归零功能（只需将螺丝碰触接地即可） 3.可作为回路检测端子之用,1.充分接触皮肤 2.接扣须按紧 3.不能用力拉扯腕带 4.定期检查阻值是否正常,常用的防静电用品,2.防静电表面产品,防静电地板,Soaring,防静电复合橡胶台垫,金属球人体静电释放器,触摸金属球有效的释放人体所带静电,3.离子中和设备,常用的防静电用品,离子风机,离子风机,离子风枪,常用的防静电用品,4.静电防护包装,不可使用在ESD防护区外,静电屏蔽袋,防静电袋,Soaring,防静电警示标志,对静电敏感不得接近,防护措施已到位,ESD敏感标志,ESD保护标志,Soaring,Soaring,谢谢！,
