ESD静电防护知识介绍课件.ppt

1、防静电知识介绍问答题：车间防静电线主线应用多粗的为合格？主线对地电阻在多少范围内为合格？防静电环对地电阻是否越小越好？防静电服的防静电原理是什么？如何检定？防静电胶袋如何检定是否合格？防静电警示标志防静电警示标志ESD敏感标志敏感标志ESD保护标志保护标志对静电敏感不得接近对静电敏感不得接近防护措施已到位防护措施已到位静电控制四大原则v1 把静电控制体现到设计中v2 坚持预防为主，消除产生静电的过程v3 安全地泄放或中和静电v4 实时检测生产进程与环境1991年我国电子工业部专门下达了防止静电污染的条例 提纲：1、防静电工作场地要求2、静电防止的方法（理论）3、工厂实际操作中常用的防静电措施介

2、绍、地面材料、地面材料 a、禁止直接使用木质地板或铺设毛、禁止直接使用木质地板或铺设毛、麻、化纤地毯及普通地板革。麻、化纤地毯及普通地板革。b、应该选用由静电导体材料构成的、应该选用由静电导体材料构成的地面，如防静电活动地板或在普通地面地面，如防静电活动地板或在普通地面上铺设防静电地垫，并有效接地。上铺设防静电地垫，并有效接地。c、允许使用经特殊处理过的水磨石、允许使用经特殊处理过的水磨石地面，如事先敷设地线网、渗碳或在地地面，如事先敷设地线网、渗碳或在地面喷涂抗静电剂等。面喷涂抗静电剂等。一、防静电工作区场地一、防静电工作区场地防静电地板防静电地板、接地 a、防静电系统必须有独立可靠的接地装

3、置，接地电阻一般应小于10，埋设与检测方法应符合GBJ 97的要求。b、防静电地线不得接在电源零线上，不得与防雷地线共用。c、使用三相五线制供电，其大地线可以作为防静电地线（但零线、地线不得混接）。d、接地主干线截面积应不小于100mm2；支干线截面积应不小于6mm2；设备和工作台的接地线应采用截面积不小于1.25mm2的多股敷塑导线，接地线颜色以黄绿色线为宜。e、接地主干线的连接方式应采用钎焊。f、防静电设备连接端子应确保接触可靠，易装拆，允许使用各种夹式连接器，如锷鱼夹、插头座等。、天花板材料 天花板材料应选用抗静电型材料制品，一般情况下允许使用石膏板制品，禁止使用普通塑料制品。、墙壁面料

4、 墙壁面料应使用抗静电型墙纸，一般情况下允许使用石膏涂料或石灰涂料墙面，禁止使用普通墙纸及塑料墙纸。、湿度控制 a、防静电工作区的环境相对湿度以不低于50%为宜。随着湿度上升(空气中许多潮气)，ESD的危险没有了。这个说法是错误的。危险性降低是真的，但没有脱离。b、在不对产品造成有害影响前提下，允许使用增湿设备喷洒制剂或水，以增加环境湿度。c、计算机房的湿度应符合GB 2887中的有关规定，类似的机房也应符合此规定。6、电荷源防静电工作区内禁止使用及接触易产生静电荷的电荷源（如下表）:类别类别电荷源电荷源工作台表面工作台表面油漆或浸漆表面，普通塑料贴面，普通油漆或浸漆表面，普通塑料贴面，普通乙

5、烯及树脂表面乙烯及树脂表面地板地板塑料及普通地板革，抛光打蜡木地板。塑料及普通地板革，抛光打蜡木地板。普通乙烯树脂普通乙烯树脂工作服，帽，工作服，帽，鞋鞋普通涤纶，合成纤维及尼龙面料，塑料普通涤纶，合成纤维及尼龙面料，塑料及普通胶底鞋及普通胶底鞋操作工具及操作工具及设备设备普通塑料盒，架，瓶，盘用品及纸制品，普通塑料盒，架，瓶，盘用品及纸制品，普通泡沫及一般移动工具，压缩机，喷普通泡沫及一般移动工具，压缩机，喷射设备，蒸发设备等射设备，蒸发设备等MOTOROLA定义的定义的静电敏感器件静电敏感器件(ESDS)分类：分类：0类：类：0200V1类：类：0 V1999V2类：类：2000V3999

6、V3类：类：4000V15999VN类：类：16000V以上，非静电敏感元器件以上，非静电敏感元器件Internal Use OnlyMOTOROLA通信设备选用的敏感器件，其敏感性范围大多数为0类N类共存混装于印制电路板上，故对其的静电防护必须按 0类类 静电敏感器件进行。静电防护电压应小静电防护电压应小于于200V电子元器件是静电敏感器件电子元器件是静电敏感器件一些器件的静电敏感度 器件类型 实例 静电敏感度(单位 kV)MOSFET 3CO、3DO 系列 0.1-0.2 JFET 3CT 系列 0.14-1.0 GaAs FET 0.1-0.3 CMOS CO00、CD400 系列 0.

7、25-2.0 HMOS 6800 系列 0.05-0.5 E/D MOS Z80 系列 0.2-1.0 VMOS 0.03-1.8 ECL 电路 EOOO 系列 0.3-2.5 SCL(可控硅)0.68-1.0 S-TTL 54S、74S 系列 0.3-2.5 DTL 7400、5400 系列 0.38-7.0 石英及压电晶体 10.0 静电电压(V)静电产生的方法10%RH40%RH55%RH1.人在地毯上行走350001500075002.人在塑料地板上行走12000500030002.坐在椅子上的工人12000500030003.从包装箱上拿出泡沫260002000070004.无接地措

8、施时人体的运动60008004005.穿着合适的脚带在防静电地板上行走15一般现象的静电值：一般现象的静电值：静电放电的破坏静电放电的破坏ESD半导体破坏率的分配：半导体破坏率的分配：资料由资料由Semiconductor Reliability提供提供(March,1993)59%都是由静电引致的都是由静电引致的静电放电的破坏静电放电的破坏静电对集成电路的损伤主要表现为静电对集成电路的损伤主要表现为：芯片内热二次击穿芯片内热二次击穿金属喷镀熔融金属喷镀熔融介质击穿介质击穿表面击穿表面击穿体积击穿等体积击穿等最后综合表现为功能故障甚至造成人身伤害最后综合表现为功能故障甚至造成人身伤害。静电放电

9、的破坏静电放电的破坏半导体的损坏形式有两种：半导体的损坏形式有两种：1.灾难性损坏灾难性损坏 器件不能操作器件不能操作 约占受静电破坏的原件的百分之十约占受静电破坏的原件的百分之十2.潜在性损坏潜在性损坏 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百分之九十约占受静电破坏原件的百分之九十二、静电防止的方法（理论）1、屏蔽法2、泄放法3、中和法4、抑制静电法5、加湿法1.屏蔽法v屏蔽法是采用等电位外壳将被防护的物件包围起来，使内部的物件也具有相等电位，即使屏蔽壳带有大量的静电电荷，放电现象也只在壳外发生，内部物件不受影响。由于空腔导

10、体具有上述静电特性，可以利用其对腔由于空腔导体具有上述静电特性，可以利用其对腔内和腔外进行静电隔离，称之为内和腔外进行静电隔离，称之为静电屏蔽静电屏蔽。例如：例如：为了使仪器为了使仪器不受外电场的影响，不受外电场的影响，可将它用导体壳罩可将它用导体壳罩起来。起来。由于静电感应使壳的外表面带上感应电荷，而感由于静电感应使壳的外表面带上感应电荷，而感应电荷在腔内产生的电场抵消了外电场，使壳内应电荷在腔内产生的电场抵消了外电场，使壳内空间的合场强为零。空间的合场强为零。仪器仪器静电屏蔽静电屏蔽另一种情况是为了另一种情况是为了使某带电体不影响周使某带电体不影响周围空间围空间，也可用导体，也可用导体壳将

11、它罩起来。壳将它罩起来。为除去导体壳外表面上因感应而出现的同号电为除去导体壳外表面上因感应而出现的同号电荷，可将导体荷，可将导体“接地接地”，使这部分电荷泄放到，使这部分电荷泄放到大地；大地；使空腔内外的电场互不影响。使空腔内外的电场互不影响。电器电器 静电屏蔽静电屏蔽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。应用实例及检定方法：v防静电包装(包括防静电袋、箱)在现场进行无损测试，一般只需测量表面电阻即可，用两个直径50mm的电极，压在被测包装的表面，测量包装物表面任意两点的电阻，小于测量包装物表面

12、任意两点的电阻，小于10109 9 ，即满足要求，即满足要求。2.泄放法（接地）v泄放法是通过接地连接将防静电物体的表面与大地等电位，使因摩擦或感应产生的静电电荷通过静电接地泄放到大地中。v防静电地垫、桌垫、工作台、椅子、墙面、储物柜、防静电手腕、鞋等都采用泄放法，防静电表面的任意一点的对地电阻称为静电泄漏电阻，要求静电泄漏电阻小于108。为了保护人员安全，防止电击伤害，防静电的同时还要有一定的绝缘要求，静电泄漏电阻应大于105 。只要防静电系统的所有点的静电泄漏电阻在105 -108之间就满足要求。v测试时，采用一个直径50mm，重约2kg的电极，压在被测表面，用测试电压大于10V的绝缘电阻

13、表测量电极与地线的电阻，绝缘电阻表的读数即为被测点的静电泄漏电阻。v将所有导体连接在一起，然后接地，并保持低的接地电阻，使导体上的电荷迅速向大地散逸，不致引起静电放电的危害。v人员接地：人体是最普遍存在的静电危害源。对于静电来说，人体是导体，所以可以对人体采取接地的措施。v设备接地：自动装配设备使用导轨、传动带、滑道、组件运送器和其它装置来移动器件使之按工艺要求的方向运动传动带和运送系统上可能会积累大量电荷，对设备进行接地可引导静电向大地逸散。接地静电防护设施的定期检查 设备工具的接地 1.0 人员接地35 106 或100伏 防静电环：0.8 106 至1.2 106 环境：工作台面、鞋类、

14、地面、货架、活动设备 1 109 30%Rh)也具有静电中和作用。v对于静电衰变时间尚没有统一的标准来要求，一般要求静电电压从高电压1000V衰变到100V，时间小于1-10秒。测试时，可用静电电荷分析仪(也称为静电衰变分析仪)。4.抑制起电法v抑制起电法主要从静电产生的根源入手，减小摩擦起电的可能性，防静电材料选用不易摩擦起电的面料。用棉布作为防静电工作服，用防静电漆作表面涂料，就是这个道理。v测量材料的摩擦起电能力有两种方法:电荷测量法和电压测量法，电荷测量法只适用于产品样品测试，如防静电服装的测量。5.加湿法相对湿度（RH）对表面积累电荷的性能产生直接影响。相对湿度越高，零部件储存电荷的

15、时间就越短，表面电荷减小（因为相对湿度增加）的方式可通过复合或传导，当相对湿度增加，空气的电导率也随之增加。在高湿度环境中，物质表面具亲水性，容易吸附空气中的水份，进而降低物质表面电阻，增加静电向大地散逸的速率。但即使是在100%相对湿度时，电荷泄放速率的增加也不能取代适当的ESD控制操作规程。另外过高设备易结露。注:不适合于在本厂推行!湿度控制 用加湿机，使相对湿度在50-70%以内可以增快静电泄漏。人体活动静电电压(KV)相对湿度(10-20)%相对湿度(65-90)%在地毯上走动351.5从工作椅上站起181.5三、工厂常用的防静电措施1、设备及辅材常见的防静电措施2、人体静电控制1接地

16、接地设置独立的防静电接地，在防静电设置独立的防静电接地，在防静电方面有要求的场所不允许使用零线方面有要求的场所不允许使用零线作设备的地线。作设备的地线。防静电工作表面（设备、桌面）接防静电工作表面（设备、桌面）接地。地。1、设备及辅材的防静电措施2环氧防静电地坪涂料 v专业针对有静电造成危害产品和设备损失的场所，分导静电型防静电地坪涂料和静电耗散型防静电地坪涂料并分溶剂型和无溶剂型。v永久防静电性能，电阻符合防静电规范标准。洁净防尘、高强度耐磨。耐腐蚀性能优良、防霉防菌。材料施工后对环境无污染，符合环保要求。v防静电电阻107-109。2、防静电台垫防静电台垫防静电台垫一般铺设在防静电流水线工

17、作台面上,维修间的工作台面上，及有防静电要求的地面上。防静电台垫的组成v防静电台电分三层复合层和二层复合层台垫，三层台垫的分层为防静电层（上表面层）、静电扩散层（中间层）、导电层（下表面层）；二层台垫分为防静电层（上表面层）和导电层（下表面层）。v静电扩散层作用：吸收振动波降低噪声起到环保作用。因中间层是海绵层可起到缓冲作用保护产品，同时当受外力碰撞时本身不易变形。防静电台垫的铺设与清洁防静电台垫能够吸收与其接触的物体的静电,并通过防静电接地线泻放到大地中去,因此在防静电台垫铺设时,需在台垫的表面扣上防静电接地线,接地线的另一端接到通向大地的导体上去。防静电台面的清洁要采用洗洁精清洗。3、元器

18、件的防静电包装与存储不可使用在不可使用在ESDESD防护区外防护区外防静电袋防静电袋静电屏蔽袋静电屏蔽袋存储及周转存储及周转4、离子中和设备v离子风静电消除器：消除绝缘材料表面的静电荷应使用离子风静电消除器。vX射线静电消除。离子风机离子风机离子风机离子风机离子风枪离子风枪静电消除器静电消除器v静电消除器是在空气中产生带正电和带负电的两种离子，当任何带静电体从这里经过时，相应的带相反电荷的离子与其中和，消除静电。v静电消除器采用电晕放电的原理，通过高压电源产生器将输入电压(220V交流电)升至7KV-10KV交流或直流高压作用在离子针上，将空气分子电离产生平衡稳定的正负离子以中和带电物体，同时

19、气流吹除带电灰尘。静电消除器种类v静电消除器主要由高压电源产生器和离子针两部分组成，根据不同的需要和工作场所，离子针有以下形式：1、离子棒：在狭小空间或设备内部安装使用，有无风和带风两种类型。2、离子风机：大面积、快速中和静电，分悬挂式、台式等各种型号。3、离子风枪/风嘴：局部高效快速中和静电及吹除灰尘。5通用防静电剂可喷涂在几乎所有物体表面,使其具备静电消散能力：1.经处理的表面摩擦静电位不会高于200V(符合EIA625标准)。2.将防静电剂喷涂在物体表面,干燥后形成静电消散膜。3.表面电阻:106(符合ESD S4.1标准)。6、定期对防静电设施进行正确适当的维护2、人体静电控制人体是最

20、普遍存在的静电危害源。对于静电来说，人体是导体，所以可以对人体采取接地的措施。使用防静电地面/防静电鞋/袜（静电从脚导到大地）防静电服装/手套 佩戴防静电腕带并接地（静电从手导到大地）人体静电的释放要采用专用的地线，不可和设备地线接在一起！1、静电手环v防静电环原理:它的制作使用静电导电材料，通过与皮肤直接接触，把人体静电直接导走。v防静电环是由紧贴手腕的不锈钢外壳通过线内1M电阻由导线，铁夹接地；目的是既要随时泄放掉人体上的静电，又要防止快速放电产生的火花，对静电敏感器件造成损害；并起隔离作用，而断线或接触不良会使静电手环形同虚设。v所谓无线防静电环实际起不到泄放人体携带的静电荷作用。防静电

21、环的正确使用v静电手环不锈钢壳应戴在左手腕内侧,此处接触电阻最小.要与皮肤紧密接触,不得松驰,不得隔以衣物.v鳄鱼夹应用根部夹持静电地线裸露部份.v下班或行走时,操作员可摘下手环,流动人员应取下夹子,绕在手腕上,以便流动使用.佩带时应紧贴皮肤！佩带时应紧贴皮肤！防静电环点检仪器防静电环点检方法如用万用表测防静电环电阻应为：0.8 106 至1.2 106 防静电环点检仪器原理v防静电环点检仪器原理：主要为测试防静电环之静电接地阻抗，阻抗在要求范围内则“GOOD”，超过或者低于要求范围内则显示“HIGH”或者“LOW”防静电环的使用注意事项：防静电环的使用注意事项：v防静电环应用专门的带插座的接

22、地线与地连结，不能夹在桌面或桌边的金属体上，因为这些金属体对地的电阻可能很大。v要经常检查防静电环的电阻。v防静电鞋在穿用时应有防静电袜/鞋垫，并在防静电地面上工作才能使人体所带的静电导到大地，任何一部分电阻过大或断开都会使人体带上危害的静电。所以在重要的部门应有人体电阻测试仪随时检测人体所穿的鞋/袜/鞋垫及与人体的总电阻是否能起到泄漏静电的要求。2、防静电鞋双脚都须穿带！双脚都须穿带！v放一只脚于底盘上,假如已铺设导电地板,那么必须抬起另外一只脚离开地板,并且确信“WRIST CORD”插座无插头插入.v按住表面金属测试按键,保持5-10秒钟.v如果绿色“PASS”指示灯亮,则表示静电鞋功能

23、正常.v如果红色的“FAIL LO”或“FAIL HI”指示灯亮同时伴有响声,则表明静电鞋功能不正常,需要立即检查.v换另一只脚重复上述步骤.防静电鞋的测试防静电鞋的测试3、防静电服应无破损，扣紧应无破损，扣紧服装静电的产生与危害 人在从事各种劳动活动时，人体与衣服、衣服与衣服、以及衣服与周围物体间的摩擦可造成电荷的大量产生与积聚，因此当衣服为绝缘物质时，静电电荷将无法泄露而存在于人体上，随时可能造成放电危害。v防静电工作服的消电机理:防静电工作服是用静电导电织物为面料而缝制的。其消电机理为：a.经由导电纤维形成电荷通道向大地泄放静电荷；b.由纤维的电晕放电中和静电荷。电荷法测量防静电服的起电

24、效应静电电压法测量方法服装/手套/指套/帽子v服装/手套/指套/帽子。v不锈钢纤维或导电纤维与普通纤维混纺而成。通过导电纤维的电晕放电和泄漏作用消除的静电。耐洗涤，但一般本身不能导静电。v防静电服装/手套/指套/帽子单独使用时防静电作用不大。v防静电工作服：va、进入防静电工作区或接触SSD的人员应穿防静电工作服，防静电工作服面料应符合GB 12014规定。b、在相对湿度大于50%的环境中，防静电工作服允许选用纯棉制品。员工静电防护要求员工静电防护要求进入防静电区域必须按规定穿好防静进入防静电区域必须按规定穿好防静电工作服和防静电鞋。电工作服和防静电鞋。接触静电敏感元器件前必须按规定接触静电敏

25、感元器件前必须按规定戴好接地腕带或接地脚带，戴好接地腕带或接地脚带，并通过并通过了相应的静电测试。了相应的静电测试。易产生静电的物品禁止带入防静电区易产生静电的物品禁止带入防静电区域内域内。员工静电防护要求员工静电防护要求(续续)静电敏感元器件的搬运、储存及分发静电敏感元器件的搬运、储存及分发必须存放在防静电包装内必须存放在防静电包装内。只有在采取了相应的防静电措施后只有在采取了相应的防静电措施后才能打开防静电包装。才能打开防静电包装。防静电区域内使用的手推车及货架必防静电区域内使用的手推车及货架必须有妥当的接地装置。须有妥当的接地装置。员工静电防护要求员工静电防护要求(续续)防静电工作服防静电工作服,工作鞋禁止穿出工作区工作鞋禁止穿出工作区域域,并按规定定时清洗。并按规定定时清洗。防静电工作表面的清洗须使用静电防静电工作表面的清洗须使用静电防护人员认可的清洗剂。防护人员认可的清洗剂。任何静电防护过程中出现的问题任何静电防护过程中出现的问题,请及请及时与静电防护管理人员联系。时与静电防护管理人员联系。谢谢！谢谢！