1、ESD 防護,IPPD QA 2009.4,目 錄,1. ESD相關概念 2. 靜電產生原理 3. 防靜電包裝 4. 防靜電工具 5. 防靜電操作規程 6. 防靜電標識 7. HP靜電保護要求,2002年東北某工廠工人上班時脫去大衣產生的靜電引起黑火藥箱爆炸2003年航天工業部北京某所實驗室在初裝調試”資源衛星”上的一種儀器時因人體靜電導至兩只CCD元件失效几乎影響到衛星的發射進度觸目驚心的數字每年因靜電危害造成的損失美國100億美元英國 20億英鎊日本几百億日元中國几十億人民幣,一 : ESD相關概念,一 : ESD相關概念,什么是ESDESD (Electrostatic Discharg
2、e) 指静电释放指一个物体的电荷突然传导(释放)到另一物体的物理现象。ESD会对電子元器件(半导体器件等)造成严重的质量问题及可靠性问题,一 : ESD相關概念,我们是否能看到/感觉得到ESD发生？在静电电压为200V时, 我们则感觉不到它。在静电电压3000V时, 我们能感觉到ESD。在静电电压6000V时, 我们能听到ESD。在静电电压8000V时,我们能看到。但是我们生产的器件却可以感觉到, 因为：CMOS 集成电路器件只能承受2502000V！,二靜電產生原理,靜電產生的微觀基礎物質是由原子組成的原子中有質子和電子電荷在材料表面上積累就會使材料帶上靜電靜電積累通常由摩擦產生,原子,質子
3、（正電荷）,電子（負電荷）,- + - + - + - +,电荷分离產生靜電,二靜電產生原理,摩擦起電或接觸分離起電任何兩個不同材質的物體接觸分離時因電子轉移而產生靜電,靜電產生的方式,材料的絕緣性越好越易摩擦起電,二靜電產生原理,2. 感應起電,任何放电源的静电场都可能对足够靠近的导电材料产生 电荷分离感应產生靜電.,二靜電產生原理,1. 起電速度-物质摩擦起电能力的大小-接触的紧密程度-摩擦系数-分离速度-環境的相對濕度（空氣干燥）2. 放電速度-材料导电率-环境的相对湿度-表面湿度,影響靜電的相關因素,二靜電產生原理,100,1000,10000,100000,10% RH,40% RH
4、,50% RH,RH (%),靜電電壓 (V),在地毯上行走,在乙稀基地板上,上行走,工人在工作台旁,塑料管中的,陶瓷量具,泡沫塑料中的,陶瓷量具,相對濕度 (規范要求為 40% 70%),空氣干燥較易產生較高靜電壓,二靜電產生原理,ESD常見模式,故障模型與機制(一) : 人體放電模式該模型表示攜帶靜電的人員接觸產品，并通過產品傳導電荷。,二靜電產生原理,ESD常見模式,故障模型與機制(二) : 荷電器件放電模式该模型表示，器件由于在制造或運輸流程中攜带上静電后, 当它们接觸到其他物体后而出現ESD現象。,二靜電產生原理,ESD常見模式,故障模型與機制(三) : 电场感应模式 (FIM)该模
5、型表示，装置由于在生产线中有带电材料而带电，从而出现静电损伤问题，当它们接触到其他物体后而出现ESD现象。,_ _ _,+,+ +,_ _,_ _,+,+ +,+,+,+,+,+,+,ZAP 1 !,ZAP 2 !,_ _ _,二靜電產生原理,静电损伤ESD大多由人为造成！在您活动时，您的身体很容易带电。 皮肤、头发和身体可储存大量的静电。 您可能会将这些电荷传导（释放）到组件或部件-导致静电损害。 在生产过程中，不遵守操作规范而使电荷传导至器件上。,二靜電產生原理,Question:為什么在放電回路上需串聯一個較大的電阻,二靜電產生原理,ESD是当今电子行业面临的日益严重的问题之一。 ESD
6、可导致： 退货增多/成本增加 收入降低 产品故障/产品质量低劣 客户不满 ESD可导致： 组件损坏或电击 内部电路立即永久损坏。 退化/潜伏故障 对组件内部电路的损坏是注意不到的。,三防靜電包裝,防靜電包裝適用的對象,所有靜電敏感器件ESDS (Electrostatic Discharge sensitive)在進行包裝攜帶儲存分發時都應該采用防靜電措施靜電敏感主要器件有集成電路（IC）場效應管（MOS管）光電器件Motherboard各種電腦適配卡等集成電路（IC）場效應管（MOS）應存放在專用的塑料管或防靜電專用托盤上元器件應排列有序禁止將元器件堆疊在一起Motherboard應采用防靜
7、電屏蔽袋或專用防靜電吸塑盒包裝防靜電屏蔽袋應采用防靜電膠帶封口各種電腦適配卡各種電腦組件（軟盤驅動器硬盤驅動器光盤驅動器等）單獨攜帶時均應采用防靜電包裝,三防靜電包裝,防靜電包裝材料1. 防靜電包裝材料的體積電阻要求104/CM-1011/CM防靜電包裝材料的表面電阻要求104/CM-1011/CM2. 防靜電包裝材料主要有出下几種a. 防靜電屏蔽袋如圖3-1防靜電屏蔽袋一般用于裝有靜電敏感器件的單板包裝,圖3-1,三防靜電包裝,b. 防靜電吸塑盒如圖3-2防靜電吸塑盒用于單板包裝,圖3-2,c. 防靜電塑料袋如圖3-3防靜電塑料袋用于靜電敏感較低的部件包裝,圖3-3,三防靜電包裝,d. 防靜
8、電泡膜如圖3-4防靜電泡膜用于包裝箱中的填充材料降低包裝中貨物的相互撞擊,圖3-4,e. 防靜電紙箱如圖3-5防靜電紙箱用于單板存放運輸的包裝與防靜電泡膜樣使包裝箱內不會因材料產生較多靜電電荷,圖3-5,三防靜電包裝,3. 外觀要求有刺傷煬傷松馳穿孔破裂粘連異物附著復合層脫離的防靜電材料應停止使用,4. 包裝材料的選取,說明此處僅對有防靜電要求的物料而言無防靜電要求的物料不受此限,三防靜電包裝,5. 防靜電包裝的操作指引a. 管式包裝的IC芯片裝入與取出應按以下要求進行操作-開啟擋銷或管塞-用防靜電工具送IC往管口注意嚴禁用手接觸IC特別是其引腳 。用手接觸IC須戴防靜電手套或指套-將管子末端
9、略向下傾斜使IC輕輕滑入管內-插上擋銷或管塞 注意嚴禁急速倒轉或晃動IC管以免IC在管內發生猛烈碰撞 如圖3-6,圖3-6,三防靜電包裝,b. 托盤包裝操作指引一般情況下使用原防靜電托盤托盤外部用防靜電包裝注意這類托盤通常有特定的形狀和尺寸規格物料排列應整齊有序如圖3-7,圖3-7,三防靜電包裝,c. 防靜電袋（吸塑盒）包裝操作指引-檢查防靜電屏蔽袋內外層及隔震外套（汽泡袋）是否完好無損-將靜電敏感器件或組件放入對應的規格屏蔽袋或吸塑盒中-應使用防靜電膠帶將屏蔽袋口封上吸塑盒需將嚙合處扣緊。,圖3-8a,圖3-8b,注意-每個防靜電屏蔽袋只能裝一塊單板組件不得混放-嚴禁將靜電敏感器件及組件置于
10、隔震外套（即汽泡袋）等非防 靜電材料上,三防靜電包裝,d. 部件或整機包裝對于客戶要求的部件或整機帶板運輸時要使用防靜電材料（如防靜電袋）對其進行整體包裝。e. 禁止使用非防靜電材料如拉伸膜等易產高壓靜電的絕緣材料包裹靜電敏感器件及組件f. 非靜電材料或組件無需防靜電包裝,四防靜電工具,輔助控制方法 1. 濕度控制40% 2. 警示符號/標示 3. 電離器 4. 導電地板 5. 定期培訓,首要控制方法 1. 防靜電包裝 2. 接地工作站 3. 接地腕帶（靜電環） 4. 防靜電工作服 5. 導電間接材料,防靜電控制方法,防靜電工具-防靜電工作服,用靜電消散和適合淨室的材料制成用于容納服裝產生的電
11、荷，并防止對裝置產生影響用于容纳衣服和皮膚產生的灰塵及顆粒,圖4-1a,圖4-1b,四防靜電工具,四防靜電工具,防靜電工具-防靜電鞋,用于通過導電地板使人員接地,便鞋罩接地導電索與皮膚接觸,抗靜電鞋檢測器,圖4-2a,圖4-2b,圖4-2c,四防靜電工具,防靜電工具-防靜電腕帶（靜電環）,腕帶應與皮膚良好接觸才能有效 戴上符合要求的腕帶它是一根螺旋絲其內部有電阻并在尾部有一個香蕉插頭以接地 腕帶用于操作人員身體的接地,圖4-3,四防靜電工具,防靜電工具-防靜電工作台離子風扇,處理ESD敏感元器件要在ESD保護工作站中進行。 采用導電工作面（不鏽鋼）或防静電膠皮接地。 無關材料和放電源必須從ES
12、D保護工作站移開。,圖4-4a,圖4-4b,四防靜電工具,推車與滑車在使用時應前傾裝料 通過鏈條或導電輪接導電地面或與接地線連接推車的任何部位都不應產生靜電釋放推車的所有部位都應接地,防靜電工具-推車與防靜電座椅,圖4-5a,圖4-5b,四防靜電工具,防靜電工具使用注意事項,防靜電腕帶需定期測試建議每月測試一次測試不合格則停用。（電阻在0.8M-1.2M之間為合格） 重復使用的防靜電包裝材料使用前要檢查外觀 不符合”三.3”外觀要求則停止使用 工作服外嚴禁攜帶除工卡和筆以外的任何金屬物件 更換工作服應在指定地點進行勿在現場穿脫工作服 防靜電工作服應勤換勤洗建議每兩周換洗一次 腕帶測試儀應定期校
13、驗確保合格 工程師應定期自檢腕帶和防靜電工作服是否符合要求,五防靜電操作規程,不允許未采取防靜電措施的人接觸ESDS及其組件禁止直接用手接觸ESDS及其組件操作前應戴好防靜電手套或防靜電腕帶防靜電腕帶與皮膚應保証接觸良好并接入防靜電地線系統在戴腕帶的皮膚上不得涂護膚油防凍油等油性物質手拿ESDS及組件時應避免接觸其導電部份操作過程中應盡量減少對ESDS及組件的接觸次數一個防靜電袋中只能包裝一個ESDS組件禁止多個ESDS組件堆疊在一起當用防靜電屏蔽袋包裝時要小心操作忙止防靜電袋破損,五防靜電操作規程,從倉庫領用的芯片板件應進行防靜電封裝并包裝好不得中途拆封至生產現場使用時先放在防靜電台墊上泄放
14、掉運輸過程中的靜電沒有防靜電台墊的可先帶上防靜電手套通過人體將包裝盒上的靜電泄放准備好防靜電材料后方可拆封因維護升級等原因須在使用現場插拔單板或拆卸單板上的芯片時應先檢查防靜電腕帶與機架上的防靜電插座可靠連接帶好防靜電腕帶同時對單板和芯片操作時應放在防靜電材料上禁止在易產生靜電的材料上無防靜電措施的維護台上或利用人體部位進行操作。防靜電材料可采用防靜電屏蔽袋防靜電吸塑盒防靜電泡膜等,五防靜電操作規程,嚴禁將IC芯片單板放在易產生靜電的材料上（如普通塑料袋普通泡沫材料普通白色氣泡袋普通塑料制品透明膠帶等）嚴禁將單板模塊隨意放置裸露疊放或與器件其它物料之間混放對單板操作時帶防靜電腕帶防靜電腕帶與機
15、架上的防靜電插座可靠連接在操作台上對單板操作時防靜電腕帶連到操作台上防靜電插座中如操作台上沒有防靜電插座應就近連到保護地上清洗ESDS及組件時應用中性清洗劑或酒精清洗手工清洗使用防靜電毛刷禁止使用塑料毛刷防靜電烙鐵（帶保護地線）在使用前應先接地,五防靜電操作規程,ESD國際認証,ANSI/ESDS20.20是美國靜電放電協會電子產品生產過程中靜電防護的標准，是目前國際上電子行業靜電防護的最權威的標准，也是唯一可以認証的靜電防護標准。企業通過ANSI/ESDS20.20認証，說明靜電在該企業在生產當中得到了嚴格的控制，從而保証了產品的品，保証了產品的可靠,六防靜電標識,防靜電標識,使用EOS/E
16、SD S8.11993或EIA推荐的以下三種防靜電警示通常使用前面兩種。,圖6-1a,圖6-1b,圖6-1c,防靜電接地,七HP靜電保護要求,ESD ProtectionRequirements,HP-CPC Manufacturing Quality,Catalog,Training and Certification训练和認证Static-Safe areas and Static-Safe workstations防静电区和防静电工作站 Personnel Grounding人员的接地要求Audits, Tests, Records and Documentation检验，测试，记录和文
17、件Documentation相关文件Packaging, Storage, Transportation包装，储存，运输,Training and Certification 训练和验证,ESD coordinator (specify name and title)详细列出静电防护工作者的名字和职位 A formal ESD training and certification program 建立一个正式的静电防护训练和認证程序 Retraining and recertification program 建立再训练和再認证的程序 Training includes hands on de
18、mo and test训练包括現場示范和考核 All personnel, including managers, engineers, supervisors, and operators trained所有的人员，包括经理，工程师，管理者和操作员都要训练 Training records available for all personnel for at least a year训练記錄至少要保存一年,Static-Safe areas and Static-Safe workstations 静电防护区和静电防护工站,ESD caution signs at all static-sa
19、fe areas在所有防静电区域都要有防静电警告标示 Floor tapes identifying perimeters of static-safe areas要用膠帶區隔防靜電區域 Unprotected ESDS (Electrostatic Discharge Sensitive) parts used in static-safe workstations only 无保护的静电敏感零件只能在防静电工作站内使用 Grounding wires intact and in good shape保证接地线完好无损 Firm fitting connecting devices such
20、 as metallic crimps, and banana plugs used for connections to the ESD ground points 固定好接地的连接装置。例如，用于连接静电放电接地点的金属接頭和香蕉插头,Ground flooring or floor mats available in a static-safe work area where floor grounding methods are used用在静电保护区的地面接地方法是利用地板接地或者用静电胶皮接地 Grounded storage shelves in static-safe area
21、s接地的储存架要放在静电保护区内 Static-safe workstations free of insulative material within 12 inches of ESDS devices静电保护工站內在静电敏感器件周圍12英寸之内不能有絕緣材料 Static-safe workstations kept free of non-essential and personal items未采取防靜電保護人員不得出现在静电保护工站内 Ungrounded personnel prevented from getting closer than 12 inches to unprot
22、ected ESDS没有接地的人员不得進入无靜電防护的静电敏感器件的12英寸之内 Mobile stations in static-safe areas properly grounded在静电保护区里的移动工站应有恰当的接地 Dust free and clean static-safe areas and workstations 保持静电保护区和静电保护工站應保持清潔无尘,Personnel Grounding 人员接地要求,All personnel handling ESDS parts use wrist straps or foot straps (on both feet o
23、n an ESD floor）所有操作静电敏感零件的人员必须佩戴静电環（手環或雙腳環） Seated personnel use wrist-straps for grounding坐着的操作人员配戴手腕静电环接地 Clothing or hair of operator not within 12 inches of ESDS part操作员的衣服和头发距离静电敏感零件不得小于12英寸 ESD protective smocks used when clothing or hair of operator gets within 12 inches of ESDS part当操作员的衣服或头
24、发距离静电敏感零件在12英寸內时要穿静电衣,ESD protective smocks used for operators handling motherboards, processors and memory操作主板，CPU和内存条的操作员必须穿着静电衣 ESD smock covers up all operators clothing above the workstation surface level在工作站内静电衣 要穿在操作员的所有衣服之外 ESD smock completely buttoned up with no rolled up sleeves穿着静电衣需將全部扭
25、扣扣好并不得翻卷袖子 Grounding straps make good contact with operators skin at all times; no loose or intermittent contacts接地的静电环要一直保持与操作员手腕皮膚紧密的连接靜電環和皮膚之間不能隔有其它物質或靜電環顯得寬松,Audits, Tests, Records and Documentation 稽核，测试，报告和文件,A ground-strap monitor available in each functional area (incoming, production, repai
26、r, outgoing) 靜電環測試儀應用于以下区域（来料區，生产現場，維修區，出货區） Operators properly test the wrist-strap or foot-strap every day before start of the shift每天上班前，操作员要检查測試静电环（手環或脚環） A log next to the ground-strap monitor includes operator names or initials, date, and Pass or Fail data 靜電環測試記錄應放在測試站旁记录内容需包括操作员的姓名，日期及合格或者不合
27、格的数据,Ground-strap monitor calibrated and results recorded at least monthly 至少每月對靜電環測試儀進行校驗一次并記錄 Workstation ground connections tested and results recorded at least monthly至少每月對工作站接地狀況測試一次并記錄 Floor mats ground connections tested and results recorded at least monthly至少每月對静电胶皮接地狀況測試一次并記錄 Periodic (at l
28、east monthly) self-audits and results recorded 定期(至少每月一次)安排內部稽核并記錄 Test equipment calibrated and results recorded periodically 测试设备定期校正并記錄,ESD records kept for at least one year静电防护的檢測記录至少保持一年 Record of discovered non-compliances and the corrective actions implemented若有發現不符合要求檢測結果需提出矯正措施 Process for
29、 stopping work at a workstation that violates ESD protection until the problem is solved防靜電問題未解決前應停止在該工作站從事生產作業 ESD Requirements document静电防护相關要求應文件化 Three operators randomly pulled from the production line pass the ground strap monitor test随机从生产线上抽取三名操作员进行接地测试,Packaging, Storage, Transportation 包装，
30、储存，运输,Packaging containing ESDS parts have approved ESD labels静电敏感零件的外包裝上需贴有ESD 標示 ESDS parts kept completely inside static-shielding packages when not at an attended static-safe work area在非静电保护区域，静电敏感零件要完全置于防静电屏蔽袋内 No static-generating material inside shielding containers containing ESDS parts防靜電屏蔽袋內不能再用非靜電材料包装静电敏感零件,Packaging material in good shape (not worn out)包装材料需完好无损（没有破漏） Reject ESDS parts to be returned to suppliers shipped in original or equivalent antistatic packaging静电敏感零件退貨給供應商時需按原包裝退还或者采用相當的防靜電包裝,Thanks For Your Participate!,
