SMTESDESD知識培訓(xùn)教程SMTESDESD知識培訓(xùn)教程1ESD教材大綱什麼是ESD靜電產(chǎn)生危害相關(guān)名詞以及模式靜電與IC靜電防護接地相關(guān)知識ESD教材大綱什麼是ESD2What’sESD？ESD(Electro-StaticDischarge,即靜電釋放)EMP(靜電放電所產(chǎn)生的電磁脈衝，頻譜寬度可達MHZ~GHZ)怎樣能產(chǎn)生靜電？1.摩擦電2.靜電感應(yīng)3.電容改變在日常生活中，可以從以下多方面感覺到靜電—閃電—冬天在地墊上行走以及接觸把手時的觸電感—在冬天穿衣時所產(chǎn)生的噼啪聲這些似乎對我們沒有影響，但它對電子元件及電子線路板卻有很大的沖擊。What’sESD？ESD(Electro-Static3電子工廠中常見的靜電產(chǎn)生源人員:未接地地板:塑膠地板或環(huán)氧樹脂地板椅子:木質(zhì)、塑膠、或纖維質(zhì)衣服:尼龍、一般布料工作檯面:磨光、油漆、及上臘包裝材料:一般塑膠材料其他:塑膠墊子、文件夾等任何可能產(chǎn)生摩擦的絕緣材料或未接地的導(dǎo)體電子工廠中常見的靜電產(chǎn)生源人員:未接地4靜電危害產(chǎn)生過程

電荷分離電荷累積在設(shè)備上電荷累積在產(chǎn)品上電荷消散靜電放電靜電放電易爆性環(huán)境引燃靜電危害產(chǎn)生過程電荷分離電荷累積在設(shè)備上5您為何必須做靜電防護？半導(dǎo)體逐漸朝向體積更小、運算更快、容量更大發(fā)展，因此靜電放電可能對產(chǎn)品造成的損壞也漸行提高。除了ESD(ElectrostaticDischarge)導(dǎo)致的靜電傷害外，靜電還會導(dǎo)致ESA(ElectrostaticAttraction)、EMI(ElectromagneticInterference)致命現(xiàn)象。CleanRoom最怕的是ESA導(dǎo)致的表面污染物(Contamination)，一個4英吋晶圓負(fù)載1000V電荷時，1micron的微粒撞擊可產(chǎn)生撞擊力達830,000磅／平方英吋或148公噸／平方公分，遠超過使晶圓受損的程度。您為何必須做靜電防護？半導(dǎo)體逐漸朝向體積更小、運算更快、容量6靜電對IC造成的傷害靜電對IC造成的傷害7電子元件的損壞形式有兩種完全失去功能

1.器件不能操作

2.約占受靜電破壞元件的百分之十間歇性失去功能

1.器件可以操作但性能不穩(wěn)定，維修次數(shù)因而增加

2.約占受靜電破壞元件的百分之九十電子元件的損壞形式有兩種完全失去功能8ESD相關(guān)專有名詞及定義Conductive導(dǎo)電材料:<105

/單位面積ESD-Dissipative靜電消散材料：106

~1011/單位面積Insulative絕緣體：>1012/單位面積C.G.P.：CommonGroundPoint共同接地點E.P.A.：ESDProtectedArea靜電防護區(qū)CECC00015-1：歐洲靜電防護規(guī)格ANSI/ESD-S20.20-1999美國靜電協(xié)會修訂版IEC:國際電工委員會ESD相關(guān)專有名詞及定義Conductive導(dǎo)電材料:<9ESD的三種模式

1)HBM:HumanBodyModel2)MM:MachineModel

3)CDM:ChargedDeviceModelESD的三種模式10

靜電與IC(1)靜電像『細(xì)菌』一樣，看不見、摸不著、又無所不在。

(2)靜電放電是IC元件的『隱形殺手』。(3)靜電放電最大的傷害不是立即將產(chǎn)品打壞，而是將產(chǎn)品變成“危險良品”。使得產(chǎn)品在客戶手中產(chǎn)生嚴(yán)重的可靠性問題，或“突然故障”的巨大災(zāi)難！靜電與IC(1)靜電像『細(xì)菌』一樣，看不見、摸不著11

溼度與靜電的關(guān)係溼度與靜電的關(guān)係12

電子元件對靜電壓敏感度

元件名稱 耐靜電壓範(fàn)圍

RF-FETS(MICROWAVE) 1-5VMR-HEADS 5VPENTIUM 5VV.MOS 30V~1800VMOSFET 100V~200VEPROM 100V

J.FET 140V~7000VSAW 150V~500V

OPAMP 190V~2500VCMOS 250V~3000V

GaaSFET

100V~300V電子元件對靜電壓敏感度元件名稱 13在電子生產(chǎn)上進行靜電防護，可免：1.增加成本2.減低質(zhì)量3.引致客戶不滿而影響公司信譽在電子生產(chǎn)上進行靜電防護，可免：1.增加成本14遭受靜電破壞從一個元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅。這一過程包括：元件制造：包含制造、切割、接線、檢驗到交貨。印刷電路板：收貨、驗收、儲存、插入、焊接、品管、包裝到出貨。設(shè)備制造：電路板驗收、儲存、裝配、品管、出貨。設(shè)備使用：收貨、安裝、試驗、使用及保養(yǎng)。其中最主要而又容易疏忽的一點卻是在元件的傳送與運輸?shù)倪^程。遭受靜電破壞從一個元件產(chǎn)生以后，一直到它損壞以前，所有的過程15靜電控制的五大基本方向訓(xùn)練靜電安全區(qū)與包裝離子化接地稽核(Audits)與自我檢驗(SelfChecks)靜電控制的五大基本方向訓(xùn)練16五種靜電基本消除法接地增加濕度使用抗靜電材料使用靜電消除器降低摩擦速度五種靜電基本消除法接地17生產(chǎn)線ESD相關(guān)設(shè)備使用方法手環(huán)、腳環(huán)測試器離子風(fēng)扇防靜電液表面阻抗測試器環(huán)境靜電壓測試器接地系統(tǒng)監(jiān)視器生產(chǎn)線ESD相關(guān)設(shè)備使用方法手環(huán)、腳環(huán)測試器18

手環(huán)與腳環(huán)手環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)使用法手環(huán)的檢測有線式與無線式手環(huán)的比較腳環(huán)

手環(huán)與腳環(huán)手環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)使用法19生產(chǎn)線流程的標(biāo)準(zhǔn)防護法進料:電子元件需以防靜電材質(zhì)之容器裝運，並儲放於導(dǎo)電箱或舖上防靜電桌墊之倉庫中，以確保材料在裝配前未受到靜電破壞。設(shè)備:機器接地。生產(chǎn)過程:1)消除人體產(chǎn)生之靜電:手環(huán)、腳環(huán)、防靜電衣、導(dǎo)電地板、接地樁。2)消除絕緣材料之靜電:離子風(fēng)扇。包裝材料:合乎規(guī)範(fàn)的表面阻抗值。管理:全程的靜電防護。生產(chǎn)線流程的標(biāo)準(zhǔn)防護法進料:電子元件需以防靜電材質(zhì)之容器裝20如何進行靜電防護實用守則：未帶防靜電手環(huán)，絕不可觸摸PCB.。靜電必須全面防護，並有明確的SOP。在移動的工作環(huán)境中，使用導(dǎo)電地板、導(dǎo)電鞋、防靜電衣。在靜止有接地的工作環(huán)境中，使用手環(huán)、靜電衣、桌墊等全套E.P.A.配備。廠房靜電接地系統(tǒng)要確實，且隨時自動監(jiān)測。相關(guān)人員定期接受適當(dāng)?shù)撵o電防護訓(xùn)練。如何進行靜電防護實用守則：21

ESD防護控制措施依據(jù)國際規(guī)範(fàn),製訂明確可行的政策與準(zhǔn)則依實際需求,規(guī)劃具前瞻性與整體性的控制計劃購置足夠的防護產(chǎn)品與配備充份的人員訓(xùn)練有效的執(zhí)行與內(nèi)部控管ESD防護控制措施依據(jù)國際規(guī)範(fàn),製訂明確可行的政22靜電防護要領(lǐng)

靜電防護守則：原則一：在靜電安全區(qū)域使用或安裝靜電敏感元件原則二：用靜電屏蔽容器運送及存放靜電敏感元件或電路板原則三：定期檢測所安裝的靜電防護系統(tǒng)是否操作正常原則四：確保供應(yīng)商明白及遵從以上三大原則靜電防護要領(lǐng)靜電防護守則：23靜電防護步驟1.避免靜電敏感元件及電路板跟塑膠制成品或工具（如計算機，電腦及電腦終端機）放在一起。2.把所有工具及機器接上地線。3.用靜電防護桌墊。4.時常遵從公司的電氣安全規(guī)定及靜電防護規(guī)定。5.禁止沒有系上手環(huán)的員工及客人接近靜電防護工作站。6.立刻報告有關(guān)引致靜電破壞的可能。靜電防護步驟1.避免靜電敏感元件及電路板跟塑膠制成品或工具（24接地實務(wù)篇

為什麼要接地

1).防止電擊2).啟動保護設(shè)備、防止火災(zāi)及爆炸3).防雷擊4).防靜電5).防雜訊干擾

接地實務(wù)篇為什麼要接地25何謂接地？接地術(shù)語地理地、電氣地、地電位、邏輯地、流散區(qū)、接地、對地電阻、接地阻抗、接地系統(tǒng)。

地電位

20m

流散區(qū)+何謂接地？接地術(shù)語+26接地電位之分布？

20M20M接地電流分佈曲線流散區(qū)零電位零電位零電位球表面積:4πr2，半球表面積:2

πr2半徑20m，其半球型表面積已達2,500m2。土壤電阻已小到可以忽略不計。。R=ρL/A接地電位之分布？27土壤電阻率的求法

土壤電極電極電源R=V/IR=L/S=RS/Lρ:土壤電阻率S:標(biāo)準(zhǔn)電極的表面積，m2

L:電極之間的距離，m

A

V土壤電阻率的求法

28

接地棒的接地電阻計算方式(一)由地面下打入接地棒R:接地電阻():大地電阻係數(shù)(/m)ι:接地棒長度(m)d:接地棒直徑(m)τ:接地棒埋設(shè)深度(m)

接地棒的接地電阻計算方式(一)由地面下打入接地棒29接地棒的接地電阻計算方式(二)第一層h(m)，打入深度ι(m)，反射率(κ)

12地面dhι

第一層第二層接地棒的接地電阻計算方式(二)第一層h(m)，打入深30接地電阻之推算

R=ρL/AA=2πr2L=1MA=6.28M2R=200x1/6.28=31.84Ω。L=2MA=25.12M2R=200x2/25.12=15.92Ω。L=5MA=157M2R=200x5/157=6.36Ω。L=10MA=628M2R=200x10/628=3.18Ω。L=15MA=1413M2R=200x15/1413=2.12Ω。L=20MA=2512M2R=200x20/2512=1.59Ω。L=25MA=3952M2R=200x25/3952=1.26Ω。L=30MA=5652M2R=200x30/5652=1.06Ω。L=50MA=15700M2R=200x50/15700=0.63ΩL=100MA=62800M2R=200x100/62800=0.31Ω。L=200MA=251200M2R=200x200/251200=0.15Ω。L=500MA=1570000M2R=200x500/1570000=0.06Ω。

接地電阻之推算R=ρL/AA31

ESD接地應(yīng)有的正確觀念ESD接地應(yīng)有的正確觀念32

ESD接地應(yīng)有的正確觀念ESD接地與AC電源接地不可共接!

四種接地要分開ESD接地必須24小時監(jiān)測!中性線(N)與火線(H，L)不可反接！ESD接地應(yīng)有的正確觀念ESD接地與AC電源接33

1)生產(chǎn)線及接地棒的阻抗

2)接地棒與土壤接觸阻抗

3)半徑20M內(nèi)的土壤阻抗

接地阻抗應(yīng)包含那些部份分？1)生產(chǎn)線及接地棒的阻抗

2)接地棒與土壤接34接地棒標(biāo)準(zhǔn)施工法

標(biāo)準(zhǔn)廠房接地棒安裝法接地棒埋入地面深約60~150cm接地棒直徑2cm,長2.5M以上用60mm2以上的電線接出至地面上的分線盤接地棒與接地線的接點必須用高溫熔接分線盤用5.5mm2以上綠色接地線接至工廠生產(chǎn)線如果要舖裝接地網(wǎng),應(yīng)至少每隔5m裝一支接地棒 (接地棒流散區(qū)半徑20m)接地棒標(biāo)準(zhǔn)施工法標(biāo)準(zhǔn)廠房接地棒安裝法35傳統(tǒng)接地三點測量法之實例20m20mEarth待測接地棒輔助接地棒

傳統(tǒng)接地三點測量法之實例20m20mEarth待測接地36電機工程接地與靜電接地比較表

電機工程靜電電阻低(1Ω~1kΩ)很高(>108Ω)電壓低(1v~500V)高(100V~100kV)電流較高(1mA~10mA)很低(1pA~1mA)電源電壓源電流源接地電阻值低(<100Ω)高(<106Ω)電機工程接地與靜電接地比較表37

CECC重點規(guī)範(fàn)(B)

表面阻抗對地電阻消散時間手套與指套<1X106/sq

>7.5X105<1X109

手環(huán)本體<1X107/sq>7.5X105<1X1012

接地線

>9X106<5X106

人體+手環(huán)接地線>9X105<3.5X107

鞋子<3.5X107

CECC重點規(guī)範(fàn)(B)表面阻抗對地電38

CECC重點規(guī)範(fàn)(A)

表面阻抗對地阻抗消散時間桌墊>1x104/sq

<1x109/sq

>7.5x105

<1x109地板>1x104/sq

<1x1012/sq

>7.5x105

<1x10121000v到50v<2秒手推車>1x104/sq

<1x109/sq

>7.5x106

<1x109椅子>1x104/sq

<1x109/sq

>7.5x105

<1x10121000v到50v<2秒衣服>7.5x105/sq

<1x1012/sq

1000v到50v<2秒靜電接地<106

CECC重點規(guī)範(fàn)(A)39ANSI/ESD-S20.20-1999之一R-RequireO-Optional參考名稱Mfg.field依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)範(fàn)圍接地系統(tǒng)6.2.1ANSIEOS/ESDS6.1<1，AC阻抗系統(tǒng)地ROANSIEOS/ESDS6.1<1，AC阻抗輔助地OOANSIEOS/ESDS6.1<1，AC阻抗EquipotentialBondingOOESDADV2.0<1X10ESD地ROANSIEOS/ESDS6.1<1，AC阻抗ANSI/ESD-S20.20-1999之一40

ANSI/ESD-S20.20-1999之二R-RequireO-Optional參考名稱Mfg.field依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)範(fàn)圍個人接地6.2.2腕帶系統(tǒng)(座)RRESDS1.1<35X106腕帶系統(tǒng)(站)OOESDS1.1<