ESD教育訓練 靜電的基礎常讖 靜電∶ Electrostatic;靜電就是相對靜止不動的電荷. 2.ESD: Electro Static Discharge,ESD就是靜電放電. 3.靜電的產生 任何兩個物體的接觸和分離丶物體的摩擦’即使是冋一類物體·由於表面狀態(如表面污染 腐蝕和粗糙度不同)在發生接觸和分離時也會表面產生靜電·此外·通過靜電感應或靜電電極 化,帶電微料附著也會產生靜電 4.靜電的危害 a.引發火災和爆炸事故(火工丶紡織仳工行業); b.造成產品損害(電子行業) c.造成對電子設備正常運行的工作幹擾; 5.靜電的防護∶安全防護(工、化工等行業) 產品防護(電子行業) 二丶實驗室之靜電防護措施 本實驗室的主要檢測及驗証產品是 CONN CABLE及電子產品等)·由以上可知·靜電對電 子產品危害性’固對靜電防護需做以下幾點 從設備上對靜電的防護: 為了防止設備漏電ν設備的外殼都接了一條地線·而地線是通過專用的電線接到車間外 通過接地椿接人大地中’使漏電在極短的時間向大地放電’而減去設備漏電對人員及電子產μ 造成危害 2工作台中的靜電防護’由於電子產品丶PCBA等要經過工作台進行作業’而工作人員給電 子產品加工或檢測一般都是在工作台上’對工作台上需加_張符合國家標凖的靜電墊而靜電 墊上安裝一個靜電扣’靜電扣接在靜電線上’靜電線是一專用線接亼大地’從而保証由於工 作台上聚集的電荷泄入大地,消除對產品電子元件的危害; 3測試桌維修桌之台面靜電防護方法同2一樣 (二).人體靜電防護 活動的人體是最重要的靜電源之一·因而是靜電防護的重要對象’人體由於活動中的摩 擦·感應起電等因素都會使人體聚積靜電荷’為消除人體靜電對電子產品(ESD敏感元件)的危 害·固須採取以下措施 1.工作人員在工作時必須帶上靜電環·靜電手環的另一端夾在靜電線上’通過靜電線將人體 帶的靜電荷迅速泄放至大地而消除靜電對產旵(敏感電子元件)的損害; 2.在某些特殊的工位’我們的作業員丶品管人員丶技術人員都帶上符合標凖的靜電手套和靜 電指套’人手上的靜電荷通過手套的導電纖維的電暈放電被中和·從而有效地消除靜電對
ESD 教育訓練 一、靜電的基礎常識： 1. 靜電：Electrostatic；靜電就是相對靜止不動的電荷. 2. ESD: Electro Static Discharge; ESD 就是靜電放電. 3. 靜電的產生： 任何兩個物體的接觸和分離、物體的摩擦，即使是同一類物體，由於表面狀態(如表面污染、 腐蝕和粗糙度不同)在發生接觸和分離時也會表面產生靜電，此外，通過靜電感應或靜電電極 化，帶電微料附著也會產生靜電； 4. 靜電的危害： a. 引發火災和爆炸事故(火工、紡織化工行業)； b. 造成產品損害(電子行業)； c. 造成對電子設備正常運行的工作幹擾； 5. 靜電的防護：安全防護(火工、化工等行業) 產品防護(電子行業) 二、實驗室之靜電防護措施： 本實驗室的主要檢測及驗証產品是 CONN,CABLE 及電子產品等)，由以上可知，靜電對電 子產品危害性，固對靜電防護需做以下幾點： (一).從設備上對靜電的防護: 1 為了防止設備漏電，設備的外殼都接了一條地線，而地線是通過專用的電線接到車間外， 通過接地樁接入大地中，使漏電在極短的時間向大地放電，而減去設備漏電對人員及電子產品 造成危害； 2 工作台中的靜電防護，由於電子產品、PCBA 等要經過工作台進行作業，而工作人員給電 子產品加工或檢測一般都是在工作台上，對工作台上需加一張符合國家標準的靜電墊，而靜電 墊上安裝一個靜電扣，靜電扣接在靜電線上，靜電線是一條專用線接入大地，從而保証由於工 作台上聚集的電荷泄入大地，消除對產品電子元件的危害; 3 測試桌維修桌之台面靜電防護方法同 2 一樣； (二).人體靜電防護 活動的人體是最重要的靜電源之一，因而是靜電防護的重要對象，人體由於活動中的摩 擦，感應起電等因素都會使人體聚積靜電荷，為消除人體靜電對電子產品(ESD 敏感元件)的危 害，固須採取以下措施： 1. 工作人員在工作時必須帶上靜電環，靜電手環的另一端夾在靜電線上，通過靜電線將人體 帶的靜電荷迅速泄放至大地而消除靜電對產品(敏感電子元件)的損害; 2. 在某些特殊的工位，我們的作業員、品管人員、技術人員都帶上符合標準的靜電手套和靜 電指套，人手上的靜電荷通過手套的導電纖維的電暈放電被中和，從而有效地消除靜電對
電子產品(ESD敏威元件)的損害; 3.工作人員在進人實驗室時·專門換上防靜電工作衣’工作人員因動作而衣服摩擦產生的靜 電通過靜電衣的導電纖維的電暈放電被中和·從而消除靜電對電子產品(ESD敏感元件)的 損壞; 4.工作人員工作時·為防止頭發帶的靜電·頭發掉在電子產品上·特別戴上靜電帽’而消除 靜電對電子產品的危害; 5.工作人員在工作時,防止人體和鞋子帶電對產品危害’工作人員穿上符合標准的防靜電工 作鞋’人體通過鞋底與大地構成回路’以使人體產生的靜電荷向大地泄漏’從而有效地消 除靜電對電子產品的危害; 6.在SM車間·在機器旁邊加裝靜電墊’靜電地墊安裝一個扣子·扣子另一端夾在靜電線 上’可使人體設備上附著的靜電荷通過靜電地墊冋大地泄漏ν從而消除靜電對產品的危害; (三).產品在生產過程中的ESD防護 在電子產品的生產作業中’各工位丶工序之間用於傳遞暫時性貯放靜電敏威無器件和FCBA 的各種容器包裝’採用防靜電袋丶防靜電洶棉丶防靜電零件盒丶防靜電周轉箱 1靜電零件盒 採用符合國家標準靜電零件盒在電子產品生產作業中暫畤性貯放ESD敏感元器件(C丶場效應 管)’電子元件在生產作業各工序丶工位傳遞摩擦感應產生的靜電通過靜電零件盒通過電暈放 電中各’傳導消除’從而消除靜電對ESD敏感元件的損害 2靜電袋丶靜電泡棉 成品PCBA和半成品PCBA用符合國家有關標凖的靜電袋包裝’再墊上靜電泡棉’CBA在加 工生產中累積的靜電荷可通過靜電袋和靜電泡棉泄放靜電·靜電袋又能起到靜電屏蔽作用 從而消除靜電對PCBA的損害·靜電袋和靜電泡棉除具有防靜電功能’還有較好的減振防護 功能 3靜電箱 由半成品PCBA到加工成品電子產品( Mouse)過程中公司用符合國家標準的靜電箱運輸’暫時 貯存’PCBA在加工丶運輸過程中堆積的靜電荷可通過靜電箱泄放靜電從而消除靜電對產品 的損害 4防靜電周轉小推車 其車體由金屬和防靜電塑料制成’周轉元器件和半成品PBA在加工運輸過程中堆積的靜電 荷可通過防靜電周轉小推車放靜電’從而消除靜電對產品的損害 (四)從環境方面對靜電防護 1環境溫度和相對溫度通過空調控制在標凖旳環境溫度和相對溫度中∶環境溫度Σ0℃C~28℃,相對 溫度是40%~70%·以控制靜電的生成環境
電子產品(ESD 敏感元件)的損害； 3. 工作人員在進入實驗室時，專門換上防靜電工作衣，工作人員因動作而衣服摩擦產生的靜 電通過靜電衣的導電纖維的電暈放電被中和，從而消除靜電對電子產品(ESD 敏感元件)的 損壞； 4. 工作人員工作時，為防止頭發帶的靜電，頭發掉在電子產品上，特別戴上靜電帽，而消除 靜電對電子產品的危害; 5. 工作人員在工作時，防止人體和鞋子帶電對產品危害，工作人員穿上符合標准的防靜電工 作鞋，人體通過鞋底與大地構成回路，以使人體產生的靜電荷向大地泄漏，從而有效地消 除靜電對電子產品的危害； 6. 在 SMT 車間，在機器旁邊加裝靜電墊，靜電地墊安裝一個扣子，扣子另一端夾在靜電線 上，可使人體設備上附著的靜電荷通過靜電地墊向大地泄漏，從而消除靜電對產品的危害； (三).產品在生產過程中的 ESD 防護： 在電子產品的生產作業中，各工位、工序之間用於傳遞暫時性貯放靜電敏感無器件和 PCBA 的各種容器包裝，採用防靜電袋、防靜電泡棉、防靜電零件盒、防靜電周轉箱； 1 靜電零件盒： 採用符合國家標準靜電零件盒在電子產品生產作業中暫時性貯放 ESD 敏感元器件(IC、場效應 管)，電子元件在生產作業各工序、工位傳遞摩擦感應產生的靜電通過靜電零件盒通過電暈放 電中各，傳導消除，從而消除靜電對 ESD 敏感元件的損害 2 靜電袋、靜電泡棉： 成品 PCBA 和半成品 PCBA 用符合國家有關標準的靜電袋包裝，再墊上靜電泡棉，PCBA 在加 工生產中累積的靜電荷可通過靜電袋和靜電泡棉泄放靜電，靜電袋又能起到靜電屏蔽作用， 從而消除靜電對 PCBA 的損害，靜電袋和靜電泡棉除具有防靜電功能，還有較好的減振防護 功能. 3 靜電箱： 由半成品 PCBA 到加工成品電子產品(Mouse)過程中公司用符合國家標準的靜電箱運輸，暫時 貯存，PCBA 在加工、運輸過程中堆積的靜電荷可通過靜電箱泄放靜電從而消除靜電對產品 的損害 4 防靜電周轉小推車： 其車體由金屬和防靜電塑料制成，周轉元器件和半成品 PCBA 在加工運輸過程中堆積的靜電 荷可通過防靜電周轉小推車放靜電，從而消除靜電對產品的損害； (四).從環境方面對靜電防護： 1 環境溫度和相對溫度通過空調控制在標準的環境溫度和相對溫度中：環境溫度 20℃~28℃,相對 溫度是 40%~70%，以控制靜電的生成環境
2為保護一些對ESD特別敏感的電子元器件’公司還通過對生產車問裝修’建成無麈車間’為防 止麈埃吸附帶電等產生 3進人無麈車間的人必須通過離子風淋室,進人的材料必須經過材料除塵室’以清除人體或物品的 塵埃 四),靜電地線和設備接地線的直觀認識丶判別 靜電線是_根綠色的’橫截面積為6πm的電線’靜電線連接在靜電箱中’再從靜電箱通過 根一根橫截面積25πm的綠色電線’通過接地椿接亼大地;設備接地線的顔色是黃綠相問’設 備接地線是通過一根專門的電線通過接地椿接人大地 三、靜電防護系統的檢测 為保証公司靜電防護糸統正常運轉’公司對靜電系統測試制訂了靜電防護檢測方法: 1.靜電接地電阻的檢測 靜電接地電阻的檢測工具是接地電阻測試儀. 2.靜電環的檢測: 靜電環的檢測工具為靜電環測試儀 a.靜電環的檢測方法 a-1:將靜電腕帶帶上於腕上將測試儀器與靜電腕帶連接,接地線端的膠插頭插人測試器 按下測試器金屬按扭。 a-2:測試結果:綠燈(good)亮且有聲音 良好 紅燈(high)亮 -斷路(或電阻過大) 紅燈(ow)亮 短路(或電阻過小 a-3:靜電環裡面有IMΩ電阻,靜電環測試儀利用此原理進行測試靜電環是否OK. 3.防靜電墊的檢測: 防靜電墊的檢測工具為表面阻抗測試儀. a.防靜電墊的檢測方法為: 將表面阻抗測試儀水平放置靜電墊表面按TST鍵持續發亮的LED指示岀靜電墊的表 面阻抗. b.靜電零件盒丶靜電箱丶靜電泡棉丶靜電袋丶靜電衣丶靜電帽丶靜電鞋等等的檢測方法同 防靜電墊檢測
2 為保護一些對 ESD 特別敏感的電子元器件，公司還通過對生產車間裝修，建成無塵車間，為防 止塵埃吸附帶電等產生； 3 進入無塵車間的人必須通過離子風淋室,進入的材料必須經過材料除塵室，以清除人體或物品的 塵埃； (四).靜電地線和設備接地線的直觀認識、判別： 靜電線是一根綠色的，橫截面積為 6mm2的電線，靜電線連接在靜電箱中，再從靜電箱通過 一根一根橫截面積 25mm2的綠色電線，通過接地樁接入大地；設備接地線的顏色是黃綠相間，設 備接地線是通過一根專門的電線通過接地樁接入大地 三、靜電防護系統的檢測： 為保証公司靜電防護系統正常運轉，公司對靜電系統測試制訂了靜電防護檢測方法: 1. 靜電接地電阻的檢測 靜電接地電阻的檢測工具是接地電阻測試儀. 2. 靜電環的檢測: 靜電環的檢測工具為靜電環測試儀. a.靜電環的檢測方法: a-1: 將靜電腕帶帶上於腕上,將測試儀器與靜電腕帶連接,接地線端的膠插頭插入測試器 按下測試器金屬按扭。 a-2: 測試結果: 綠燈(good)亮且有聲音------------良好 紅燈(high)亮 -------------斷路(或電阻過大) 紅燈(low)亮 ------------短路(或電阻過小) a-3: 靜電環裡面有 1MΩ電阻,靜電環測試儀利用此原理進行測試靜電環是否 OK. 3. 防靜電墊的檢測: 防靜電墊的檢測工具為表面阻抗測試儀. a.防靜電墊的檢測方法為: 將表面阻抗測試儀水平放置靜電墊表面,按 TEST 鍵,持續發亮的 LED 指示出靜電墊的表 面阻抗. b.靜電零件盒、靜電箱、靜電泡棉、靜電袋、靜電衣、靜電帽、靜電鞋等等的檢測方法同 防靜電墊檢測
四、ESD基本知識介紹: ()靜電放電模式 1.人體放電模式 人體放電模式(HBM的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)而進人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,l0-sec)的時間內產生數安培的瞬間放電電 流,電流會把I內的元件給燒毀. 2.機器放電模式 機器放電模式(Mw的是指機器(例如機器手臂)本身累積了靜電’當此機器去碰觸到I時 該靜電便經由℃C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 W;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·因吒對元件的破瓌力更大元件放電模式 4.元件放電模式 元件放電模式(CDM是指C先因磨擦或其他因素而在C內部累積了靜電’但在靜電累積 的過程中I並未受傷。此帶有靜電的囻C在處理過程中·當其pi去碰觸到接地面時’IC內部 的靜電便會經由pin自囻C內部流岀來’而造成了放電的現象φ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 (二).影響靜電荷產生量的因素 1.相對溼度 靜電壓(kV) 靜電之產生 相對溼度20%相對溼度80% 在乙烯基材質的地板走動 12 0.25 在人造地毯上走動 35 1.5 坐離發泡椅墊 18 1.5 拿起聚乙烯塑膠袋 20 0.6 在地上滑動苯乙烯材質的箱子 18 1.5 移除PC板上的Myar膠帶 1.5 PC板上的收箱膜 16 3 作動真空吸錫器 噴電路冾凝噴霧劑 15 5
四、ESD 基本知識介紹: (一).靜電放電模式. 1. 人體放電模式. 人體放電模式(HBM)的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. 2. 機器放電模式. 機器放電模式(MM)的是指機器(例如機器手臂)本身累積了靜電，當此機器去碰觸到 IC 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 W；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. 4. 元件放電模式 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. (二).影響靜電荷產生量的因素 1. 相對溼度 噴電路冷凝噴霧劑 15 5 作動真空吸錫器 8 1 PC板上的收縮膜 16 3 移除PC板上的Mylar 膠帶 12 1.5 在地上滑動苯乙烯材質的箱子 18 1.5 拿起聚乙烯塑膠袋 20 0.6 坐離發泡椅墊 18 1.5 在人造地毯上走動 35 1.5 在乙烯基材質的地板走動 12 0.25 相對溼度20% 相對溼度80% 靜電壓 (kV) 靜電之產生 噴電路冷凝噴霧劑 15 5 作動真空吸錫器 8 1 PC板上的收縮膜 16 3 移除PC板上的Mylar 膠帶 12 1.5 在地上滑動苯乙烯材質的箱子 18 1.5 拿起聚乙烯塑膠袋 20 0.6 坐離發泡椅墊 18 1.5 在人造地毯上走動 35 1.5 在乙烯基材質的地板走動 12 0.25 相對溼度20% 相對溼度80% 靜電壓 (kV) 靜電之產生
2.物質材料 所有材料皆可摩擦生電 ↑正( Positive) ●鋼( Steel) 空氣(Ain) 人手( Hands) ●橡膠( Rubber) 玻璃( Glass) 金(Gold 毛髮(Hair) 多元脂( Polyester) 石英( Quartz) 聚胺脂( Polyethylene) 尼龍( Nylon) 聚乙烯( Polyethylene 羊毛(Woo) 聚丙烯( Polypropylene) ●絲綢(Sik) ·乙烯基(Viny) 鋁( Alum inum) 矽( Silicon) Paper ●鐵弗龍( Teflon) ↓負(N a.導電材料 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1x1059/ square或其體積電阻率小於 lx1049-cm的材料(EIA625MIL-263 B. ESDADⅤ1.0)
2. 物質材料 a. 導電材料 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 (Polyethylene) ● 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) 105Ω/square 1012Ω/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 1×105Ω/square 或其體積電阻率小於 1×104Ω-cm 的材料(EIA-625,MIL-263B,ESD ADV 1.0)
b.靜電消散材料與靜電屏蔽材料 10Q/square 1012Q2/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1×1059/ square且小於1×10129/ square,或 其體積電阻率至少為1×1049cm且小於1×101!gcm ( ESD ADV1.0,HA625-1994,MIL-263B) 與另兩種材料以電阻值的範圍作為區別 c.絕緣材料 105Q2/square 1012Q2/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1×1012g/ / square或其體積電阻率大於 l×10192cm的材料(EIA-625-1994, ESDAADⅤ1.0-1994 ●電阻非常大,很少電子可以流經表面或穿過材料 ●可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 3.接觸的面積 4.摩擦頻率 (三).ESD防制之設備儀器介紹與使用表面電阻測試儀 2.表面電壓測試儀 3.靜電電荷測試儀 4.靜電環測試儀 5.接地電阻測試儀 6.離子風扇
b. 靜電消散材料與靜電屏蔽材料 c. 絕緣材料 3. 接觸的面積 4. 摩擦頻率 (三). .ESD 防制之設備儀器介紹與使用表面電阻測試儀 2. 表面電壓測試儀 3. 靜電電荷測試儀 4. 靜電環測試儀 5. 接地電阻測試儀 6. 離子風扇 105Ω/square 1012Ω/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 1×105Ω/square 且小於 1×1012Ω/square , 或 其體 積電阻率至少為 1×104Ω-cm 且小於 1×1011Ω-cm (ESD ADV 1.0 , EIA-625-1994 , MIL-263B) ●與另兩種材料以電阻值的範圍作為區別 105Ω/square 1012Ω/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 1×1012Ω/square 或其體積電阻率大於 1×1011Ω-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