2017/3/3 E S D 電子(東莞)有限公司內部訓練教材(C級).

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1 2017/3/3 E S D 電子(東莞)有限公司內部訓練教材(C級)

2 什么是ESD? 靜電現象舉例: 1、握手或手接触時常被電擊一下,是由于人身帶了靜電.接触 時突然放電所致
2、自然界中的放電例子很多,如大气中帶有很強的電荷,80KM 處,對地電位有200KV. 3、云相互摩擦而帶大量的電荷,相互放電形成能量巨大的雷電, 對地放電則可能形成雷擊. 4、工業中,如印刷中,紙离開紙筒時靜電電壓高達20KV. 5、我們生產線中,人体帶電,摩擦帶電,和感應帶電等隨時時存 在,不加控制,可造成危害.

3 靜電是如何產生的? 絕緣體、導體及其中間物 不同材料的導電率 導體(包括靜電屏蔽) - 一種容易將靜電導入地下的
材料。 (表面電阻：每平方單位105Ω或更小) 靜電耗散材料 - 一種慢慢把靜電導入地下的材料。 (表面電阻：每平方單位105~109Ω) 防靜電材料 - 一種實際上不產生靜電的材料。 (表面電阻：每平方單位109~1012Ω) 絕緣材料 - 一種不不能將靜電導入地下的材料。 (表面電阻：每平方單位1012Ω或更大)

4 +++++ A +++++ B ------- -------- 摩擦起電
當兩種材料一起摩擦，一種丟失電子，而另一種則收集電子。前者正充電，而後者則負充電。靜電是一個物體上的非移動的充電。如果有機會，該物體將放掉充電，又回到中性。這種充電釋放就是ESD，靜電放電。 +++++ A +++++ B 不同物体 摩擦起電 分离后帶電

5 ◎物質產生靜電大小排列如下表，其中愈正性與愈負性物質互相摩擦產生之靜電愈大
Air 空氣 Amber 琥珀 Asbestos 石棉 Acetate Rayon 人造絲 Aluminum 鋁 Brass , Silver 黃銅 , 銀 Cotton 棉 Gold , Platinum 金 , 白金 Fur 皮革 Hard Rubber 橡膠 Glass 玻璃 Orlon 奧龍 Hands 手 Polyester 多元脂 Human Hair 頭髮 Poly urethane PU聚亞氨脂 Lead Hand 石墨 Polyvinyl PVC聚氯乙烯 Mica 雲母石 Polyethylene PE聚乙烯 Nylon 尼龍 Polypropylene PE聚丙烯 Paper 紙 Sealing Wax 蠟 Rabbit Fur 兔毛 Silicon 矽 Silk 絲 Sulfur 硫磺 Steel 鋼絲 Teflon 鐵弗龍 Wool 羊毛 Nickel , Copper 鎳 , 銅 Wood 木材 Positive 正 性 ( + ) Negative 負 性 ( - )

6 工作場所中常見的靜電產生物質或活動 ： 工作桌面 – 一般的塑膠、上臘、上漆。 地 板 – 水泥地板、一般塑膠地板。
工作桌面 – 一般的塑膠、上臘、上漆。 地 板 – 水泥地板、一般塑膠地板。 衣 服 – 人造纖維衣服、一般非導電鞋、抹布。 椅 子 – 木材椅、塑膠椅、玻璃纖維椅。 包裝及運送 – 塑膠袋、泡棉、保麗龍、塑膠盒。 組裝、加工、測試、修理 – 噴霧清潔劑、吸錫器、 鉻鐵、刷子﹑塑膠帶、 熱氣、烤箱、 複寫紙。

7 ESD敏感元件 -- 可能容易被ESD損壞的零件 半導體元件 厚與薄的薄膜電阻 混合電路器件 晶體

8 三、靜電對電子元器件損傷的三种模型 1. 人体模型: 人們在日常生活中，由于活動而會使人体產生高迖几千伏靜電勢
三、靜電對電子元器件損傷的三种模型 1.人体模型: 人們在日常生活中，由于活動而會使人体產生高迖几千伏靜電勢. 這電荷會通過手指或基它部位直接傳遞到敏感電子元件中，人体模型表 現出來的特征為高壓低流，這主要擊穿元件內部電容.

9 三、靜電對電子元器件損傷的三种模型(續)
2.机械模型 元件在組裝過程，會使及許多金屬夾具，當這些金屬帶上靜電并靠近元件時，會發生金屬一元件之間的快速放電，机械模型表現出來的特征為低壓高流，會直接燒坏元件本身.

10 三、靜電對電子元器件損傷的三种模型(續)
3、充電器模型 器件接觸帶電體而帶電，遇地放電造成內部損傷

11 元件被ESD破坏之原因及形態: 功率產生:如熱崩潰,金屬被溶融 電壓產生:如介電質崩潰,表面崩潰 潛在性故障:如功能劣化,降級

12 印刷電路裝配(PCA, printed circuit assembly)或單個元件可能有幾種方式被ESD所損壞： 手直接接觸到元件引腳。
非直接接觸，如手接觸連接器或金手指(gold finger)。ESD“攻擊”沿PCA的跡線運行直到找到一個脆弱的IC，將它摧毀。 PCA或單個的元件放在一個充電表面，通過感應“拾取”類似靜電充電。這樣，當放在一個金屬表面，迅速放電(慢放電是安全的)。 PCA或單個的元件暴露在很強的外部電場，誘發過大的內部電流。

13 ◇ 靜電防護 ◆ 晶片設計的靜電防護(治本方法)
　 ◆ 晶片設計的靜電防護(治本方法) 本方法乃是靜電防護最好的辦法，但在設計半導體的抗靜電電路時，必須考慮到電路產生熱的影響、反應時間、 最大電壓、 能量傳導、 寄生電容等等因子，故並非隨心所欲可以辦到。因此靜電防護仍必須靠一些治標的方法。 　 ◆ 靜電防護的基本原則 　 避免靜電產生 2. 疏導或中和所產生之靜電 3. 摒蔽靜電場

14 1. 避免靜電產生 (A) 潮溼法(Moisturing)水氣本身會有導電現象，故可降低絕綠體表面電阻，達到靜電防護目的
(B) 抗靜電塗佈法(Anti-Static Coating) – 有部份溶液可噴灑於綠體青面降低物體表面電阻，達到靜電防護的目的。但此種塗層，日久會脫落而漸漸失去其效果，故必須考慮其有效期。 (C) 內部靜電劑法(Imbeded Anfi-Static Agent) – 這是在材料中加入具有導電性或吸溼性的物質，使其外層具有輕微導電性。此方法可以不必考慮有效期，但成本較高。

15 (B) 中和法(Neutralization)
2. 疏導或中和靜電法 (A) 疏導法(Bleed-Off) 　典型的疏導法就是配帶靜電環(Wrist Strap)，是將人體產生之靜電電荷，藉由導線將所產生之電荷傳導出去。通常靜電環中會接一1MΩ之接地電阻，以保護人員工作之安全. (B) 中和法(Neutralization) 利用靜電消除器(Ionizer)來釋出正、負離子以中和消除靜電效應。目前常用的靜電消除器有下列幾種.

16 3. 摒蔽靜電場（Field Shielding）
　　　　 此種方法乃利用Farady Cage 之原理使靜電場被摒蔽在容器之外圍。左圖是－5KV電場下各種容器內測得的靜電場，右圖是一摒蔽電場之模型 一般PE袋 3.0 電 壓 2.0 防靜電袋 金 屬 容 器 (kv) 1.0 導電袋 1.0 2.0 3.0 時間 (秒) 電場無法貫穿僅分佈表面

17 ESD工作區域的要求: 凡是有對半導類材料進行儲放,加工,組裝的 區域均為ESD工作區域。 對于ESD工作區域, 距離約1米處用綠色線標識。
包括:原料倉之晶体儲存室, AI,RI,SMD室之材料儲放机器。 已過AI的PCB,加工線, 小板線, 手插段, 補焊段, 組裝段,修理站等。已組裝上,下机殼之成品不必擔心ESD影響。 對于ESD工作區域, 距離約1米處用綠色線標識。

18 安全工作站要求. 安全工作站包括防靜電工作桌面, 靜電標識,靜電盒,﹑防靜電料盒, 靜電環,接地設備。
全部靜電桌墊接地須接至ESD地,而非設備地。 防靜電桌墊須貼點檢標簽,每一月點檢一次,點檢表見附件三 靜電安全工作站1米內的物体和表而測量電壓應小于100V。

19 工作現場ESD之要求 1、作業員在正常作業時須佩戴靜電環. 2、作業員(含流動員)离幵工位作業ESD敏感性零組件時
須佩戴靜電環,且靜電環須接地良好. 3、每日領班或助理在每次上班前點檢各工位作業員的靜 電環接地措施并檢查作業員佩戴靜電環的方法是否 正確良好.每日點檢兩次.

20 ◇ 各種靜電標示警告 A.〝對ESD敏感〞標示： C.〝保護〞+外弧去斜線之標示： 適用於告知電子零組件對ESD 用於工具或材料上已具有控制ESD 極為敏感，易遭ESD破壞。 之功效。 B.〝對ESD敏感〞+警語之標示： D.〝對ESD敏感〞標示亦可用： 適用於防靜電包裝袋上。　　

21 靜電腕帶(wrist strap)詳述： 腕帶和工作臺墊提供ESD到達地下的清晰的路徑，使其佩帶者接近零伏電荷。帶和墊兩者都用內置限流 1M 電阻，形成一個安全系統，為裝配或製造工人防止來自偶然的110VAC的電擊。 有些人具有自然幹性皮膚，累次在其開始工作時的腕帶測試中不通過。為了解決這個問題，不要使用商業購買的家用潤膚露，它含有矽，可能負面影響焊接連接。 有些人可能會有由於腕帶內金屬部分引起的皮膚刺激。(這是由於小部分混合在不銹鋼內的鎳)。因為整個腕帶有導電性材料編織在裏面，這個問題可以通過在接觸皮膚的金屬區域貼上一小部分白色急救膠布來解決。

22 插頭 伸縮拉環 插頭与拉環間阻抗為1MΩ±10%

23 靜電環日點檢方法: 1、作業員於座位上坐好后,帶上靜電環(右手操作者將靜 電環戴於左手,左手操作者將靜電環戴於右手)並將靜
電環接地線插於接地孔中。 2、線上領班攜帶靜電環檢測器至各作業員作業位置,將 檢測器接地線插於接地孔中。 3、作業員自行壓下檢測開關(靜電環戴於左手者,用右手 壓檢測開關,靜電環戴於右手者,用左手壓檢測開關), 直到訊號顯示完成。

24 判定: 1、檢測時”GOOD”綠色顯示燈亮,表示該靜電環符合規 格,可正常使用. 2、檢測時”HIGH”紅色顯示燈亮,表示該靜電環超出規格,
禁止使用. 3、檢測時”LOW”紅色顯示燈亮,表示該靜電環超出規格, 禁止使用

25 靜電環阻抗測試 2.1 將數字万用表檔位調整到兆歐姆(MΩ)檔。 2.2 用數字万用表一端表筆夾住靜電環接地線插頭,另
一端筆夾住靜電環靜電帶。 2.3 讀出數字万用表的顯示數值并記錄于”靜電環點檢 記錄表”中。 2.4 若測量值超出規格(1MΩ+/-10%)則更換之。

26 防靜電桌墊點檢 表面 阻抗測試儀

27 點檢方法 將表面阻抗測試儀平放于防靜電桌墊上 按下測試按鈕 讀數在10^5~10^9Ω之間則為合格 點檢周期：一個月

28 靜電盒點檢

29 測試方法﹕ 將表面阻抗測試儀平貼于靜電盒表面 按下按鈕 讀數在10^5~10^9Ω 實施周期﹕三個月

30 各接地點之標準接法

31 ◆ 教育訓練 並經檢定考試認證合格者方可從事該項工作 2.認證共分A、B、C三級
1. 所有從事ESD相關工作之人員，皆必須接受ESD訓練， 並經檢定考試認證合格者方可從事該項工作 2.認證共分A、B、C三級 A級 – 各廠訓練講師、Coordihator、稽核員及各工作 區課長級以上幹部皆需具備之。 B級 – 各廠工作區之領班、線長、QC人員均需具備之。 C級 – 一般作業人員。 3.重新訓練認證 – 凡經認定為認證資格已失效者(違反 ESD規定二次以上者)及所有人員每年都必須接受重新 訓練及認證。

32 ◆ 稽核 ◆ 記錄保存 1.日點檢 – 由各ESD區域自行點檢、記錄，IPQC人員 亦隨時對相關工作場合進行ESD之稽核
2.月稽核– 由各廠Coordinator及各部門主管組成ESD稽 核小組實施定期之稽核 3.季稽核 – 每季併入Quarterly Process Analysis Audit Team來一併做ESD之季稽核。 ◆ 記錄保存 ESD相關之紀錄必須保存一年