静电放电防护工程技术课件.ppt

1、静电放电防护工程技术静电放电防护工程技术 “静电防电”(ELECTROSTATIC DISCHARGE.ESD)已被认为是造成对静电放电敏感电子零件的断续、劣化、潜在和灾变失效的主要凶手,而导致战舰、飞机、发射和导引系统.电子和信息设备的故障,使得如此昂贵的设备变得毫无可靠度可言。一.何谓静电放电 二.静电损害的消除与避免 三.如何建立抗静电的工作站 四.生产现场静电防护须知 五.各种定义与静电耐压值1.1.何谓静电放电何谓静电放电:一累积的静电荷从一高静电荷集中区流向一相 反电荷集中区或低电荷集中区,特别是地面,此 为静电放电。通常,放电是电荷迅速流动(火花)。反之,便用 消耗来减少电荷集中

2、。在一静电放电中,电荷的迅速流动会引起很大的 瞬间电流,强烈的电场和电磁辐射。当放电通过 或接近电子零件时,会损毁电子零件。2.静电源:在工厂里,静电源到处都有,特归纳如下:2.1 环境 2-1-1 地板 2-1-2 工作面 2-1-3 主要设备 2-1-4 清洁室 2-1-4-1 墙壁 2-1-4-2 天花板 2-1-4-3 光源固定器 2-1-4-4 通风架2.静电源:2.2 人 2-2-1 身体 2-2-2 衣服 2-2-3 程序 2.3 材料 2-3-1 原材料 2-3-2 生产辅助物 2-2-3 包装材料3.静电意识:采购行政管理设计销售技术服务供应商接收顾客检验运输储存品管生产 静

3、电的发生是全面的,因此从设计到技术服务等阶段 都要有静电意识1.消除静电损害的简易程序:A.减少搬运 B.保持零件于原包装容器 C.避免人造的衣服 D.不可有任何普通的塑胶在静电工作室 2.消除静电放电的原则如下:A.A.尽可能消除静电电荷的形成,抗静电的材料和传导的 材料做得到,一般的塑胶和丝织品便做不到,除非经 过局部处理.B.B.要是有电荷的话,必需在无火花的情况下加以消散,好 的导体(如金属.碳膜.皮肤)会产生快速的火花放电,但粉线色抗静电的材料不但不会产生火花,也不会传 送火花.3.如何避免静电放电损害:A.A.包围包围:所有基板装配品(PCBA)在不使用的状态下一定要用 抗静电袋包

4、装起来;基板要保持干凈,充电的手指不 可接触它,同时还要远离普通的塑胶或丝织物.B.B.接地接地:所有在座位上的人员都要带腕带,要离开工作岗位时 才可脱掉;桌面或工作表面不应该是传导的(黑色碳 膜或金属),不可产生有损害水平的静电荷.4.防止静电放电损害总论:A.静电是由分离非传导性的表面而起 B.静电电荷是被导体拾取和传输 理想上,我们一定要避免已有电荷的良导体接到零件,同时也不要接触或靠近高度充电性的非导体,只要遵 守上面两大原则,静电损害一定是很微小或根本就不 会存在的.5.静电放电预防规则:A.包围:用抗静电材料来包装零件或装配品,除非是在工作中 B.禁止:所有的透明塑胶和丝织物.气泡

5、片.垫子等都要用抗 静电的材料或用局部抗静电处理的包装材料来取代 C.接地:搬运人员的皮肤都要带上具安全电阻系数的腕带 D.管理:工作人员和管理者随时确认是否遵守上面的原则,如 果遵守的话,便无静电放电损害了6.防护技术:防止静电损害的基本要素是很简单和易接受的.A.不动作的敏感零件必需用抗静电的袋子.箱子或垫片 包起来 B.仅在无静电的工作站上才可打开包装 此工作站一定要有一传导或抗静电的工作表面,与工 作人员的皮肤使用同一接地点接地 C.未用抗静电袋或箱子包装的零件.基板或装配品就是 “裸体的”,裸露的零件绝对不可被未接地的人员接触 到,也不可接触到一般的塑胶或丝织品 1-1.如何建立抗静

6、电的工作站:A.桌垫:一工作站的表面或桌面完全不需要是传导的,只要它 不产生伤害性的静电电荷即可,而并不是把桌面接地 就好了.一简单.未处理的木材表面(象卖肉摊)是完全无静电 的,因此,任何材料在正常活动下不会产生足以感应 附近的导体迅速放电的静电电荷.1-2.如何建立抗静电的工作站:B.接地:在此工作站的工作人员的传导皮肤一定要接地,因此,是在零电位.腕带是最安全.最方便.最易监督和最便 宜的方法,而不是接到桌面而已,而是接到桌面,再由 桌面接到大地.桌面的接地,是连在腕带连接到大地接地的同一点.腕带一定要有最少250K的电阻才能排除电击的可能.电阻器装在腕带里以避免如此危险或不舒服的电流流

7、 过人体.1-3.如何建立抗静电的工作站:3.腕带:A.珠链式腕带附件:它有一转轴承以防止纠结,并装有 香蕉插头,带子装一250K或1M的电阻器,经特别 小心制造,不易故障.B.VELCRO手镯式腕带:本身是非传导的,但有碳膜片或 “扣”在内部,导线是最主要的长度,且仍然使用绝缘 体而不是碳膜化塑胶或布.C.FRED腕带:最新的发明,是FRED MYKKANEN设计的,是 有一像手表带的松紧腕带,可分离的按扣连接.2.抗静电包装材料:A.注入碳膜的POLYOLEFIN薄片,黑色,不透明,具有相当高 比例的碳膜,使料状物与粒状物间彼此接触以产生高电 传导系数 B.透明.粉红色抗静电聚乙烯:在聚乙

8、烯树脂中注入一有机 的抗静电液体,它会流到所有的表面,而形成一看不到且 无腐蚀性.邻接的湿层以传导静电的电流 C.较少使用的不透明物:此薄片是由-TYUEK的外层.真空金 属化的外部表面,中间是一层铝箔和一内部表面是涂碳 膜的黑色塑胶所组成 D.3M最近推出的静电隔离薄膜,它是由一灰蓝色的镍金属 化于一薄聚脂片上,再垒合于一注入抗静电液的聚乙烯 内层所组成1-1.生产场地防静电规定:a.禁止直接使用木质地板或铺设毛.麻.化纤地毯;b.可选用防静电活动地板或在普通地面上铺设防静电地 垫,并有效地接地;c.允许使用经特殊处理的水磨石地面;d.防静电系统必须有独立可靠的接地装置,接地电阻一般 小于1

9、0;e.防静电地线不得接在电源零在线,不得与防雷地线共享;f.使用三相五线制供电,其大地线可以作为防静电地线;1-2.生产场地防静电规定:g.接地主干线截面积应不小于100mm2,支干线截面积不小 于6mm2,设备与工作台的接地线应采用截面积不小于 1.25mm2的多股塑料导线;h.接地主干线的连接方式应采用纤焊;i.设备的防静电连接端应保証接触可靠,易装拆,允许使 用各种夹式连接器;j.天花板材料应选用抗静电型材料制品,一般可使用石膏 板制品,禁止使用塑料制品;1-3.生产场地防静电规定:k.生产场所的墙面可使用抗静电墙纸,一般右使用石灰涂 料墙面,禁止使用普通墙纸和塑料墙纸;l.生产场所的

10、环境相对湿度以不低于50%为宜;m.在不对产品造成有害情况下,允许使用增湿设备,以增 加温度;n.防静电工作区的进口处,应设明显标记,警示标记要符 合国家标准;进口处应配置离子化空气风浴装置.2-1.生产场地防静电设施:a.静电安全工作台:由工作台.防静电桌垫.腕带接头和接 大地线等组成;b.防静电桌垫上应有两个以上的腕带接头;c.静电安全工作台上不允许堆放塑料盒等易产生静电的杂 物,图纸资料应放入防静电文件袋内;d.防静电腕带:直接接触静电敏感器件的人员均须带防静 电腕带,腕带与人体皮肤有良好接触,腕带系统对电阻值 应在106-108范围内;2-2.生产场地防静电设施:e.防静电容器:生产场

11、所的元件承料袋,周转箱,PCB料架 等应具备静电防护作用,不允许使用金属和普通容器,周转箱等必须接地;f.防静电工作服:进入静电工作区的人员和接触SMD的人 员均应穿防静电工作服,工作服面料应符合国家标准;g.在相对湿度大于50%环境中,防静电工作服允许范围选 用纯棉制品;2-3.生产场地防静电设施:h.进入工作区的人员必段穿防静电工作鞋,防静电工作鞋 应符合国家标准,穿普通鞋者应使用导电鞋束或脚跟带;i.生产线上用的传送带和传动轴,应装有防静电接地的电 刷和支杆;j.对传送带表面可使用离子风静电消除器;k.生产场所使用的组装夹具,检测夹具,焊接工具,仪器等 都应设制良好的接地线.3-1.生产

12、现场防静电操作规程:a.所有元件的操作都必须在静电安全工作台上进行,凡进 入防静电工作区的元件都须按防静电要求来对待;b.未采用防静电包装的SMD不得进入生产现场;c.从静电防护容器中取出部件时,就该在静电安全工作台 上进行,作为操作人员要遵守以下二点:(1)必须穿好防静电工作服;(2)戴上防静电腕带,腕带与皮肤有良好的接触并可靠 地接地;3-2.生产现场防静电操作规程:d.在重要的操作工位要配备监视器,以随时监视腕带是否 处于正常状态;e.对没有防静电包装的元器件,应该在消除静电后再进入 静电工作现场;f.手拿敏感器件时,应避免接触其引线和接线片;g.服装,图纸资料等不得拉触元器件;h.某些

13、元器件要清洗时,不可使用塑料刷子;i.操作现场所必须使用不具防静电功能的工具;3-3.生产现场防静电操作规程:j.应使用接地线的低压直流电动起子等装联设备;k.在手工焊接时,要采用防静电低压恒温烙铁;l.禁止重复使用器件包装管包装元器件;m.外来人员进处现场,未采取防静电措施,不可接触元 器件;n.生产现场的各种设备,必须采取防静电措施.4.管理与检查:a.操作人员在工作区正常操作时,用静电压表检测各处及 各种情况下静电电压值一般应小于100V,特殊情况应小 于5V;b.腕带接地线,工作台接地线,桌垫,地垫接地线要做好日 常检查;c.腕带.各类垫子每周检查一次,离子静电消除器每月检 查一次;生

14、产现场使用的各种用具每六个月检查一次;d.做好生产工人,管理人员等的防静电安全教育.5.安全:A.接地危险:从不良设备和工作站而来的电气危险,一定要让所有 人员铭记在心,为了达到人员和产品的保护水平,对 制程的管制一定要坚持.B.安全责任:它是生产和产品保証主管安全和医护人员的共同 责任.6.易犯的错误:A.使用白色苯乙烯泡沫板装基板 B.箱子无盖 C.使用传导的地板,忽略腕带 D.特殊场合才带腕带 E.使用白色铁氟龙尖头 F.用溶剂清洗工作面 G.粉红色就是抗静电 H.不用静电表 I.任何过路人皆可轻易拿东西1-1.各种定义:a.静电放电(ESD):由不同静电电位的物体因直接接触或因静电场的

15、感应 而导致物体间电荷的移动;静电放电的快速电荷移动 会产生很大的瞬间电流.强的电场和电磁辐射等,它们 如通过或接近电子零件时,便会加以破坏 b.静电放电敏感项目(ESDS):对15.000伏特以下的静电放电敏感的电气和电子零件 及装配品和设备;CMOS,NMOS,JFET和其他低功率或紧 公差的零件对静电入电最敏感1-2.各种定义:c.静电防电保护区(ESD PROTECTED AREA):具有限制静电放电电压低于静电放电敏感零件的敏感 水平的静电放电保护材料和设备的区域 d.局部处理(TOPICAL INTESTATE):加在一绝缘材料的表面以降低其摩擦生电的能力的一 种化学剂 e.游离器

16、(IONIZER)在一局部的表面上利用对空气分子充电形成正.负离 子来消耗静电电荷的设备1-3.各种定义:f.主动零件(ACTIVE COMPONENT):能够控制电路中的电流或电压,以产生增益或开关作 用的电子零件 g.被动零件(PASSIVE COMPONENT):一系统的某些损耗的无功率零件 h.电场隔离(FIELD SHIELDING):利用传导容器当做静电和电磁线的障碍物,使被包装 的东西不会感觉到容器表面的电荷 i.抗静压(ANTISTATIC):表面电阻系数在109-1014/SQ1-4.各种定义:j.消耗(DISSIPATIVE):表面电阻系数在105-109/SQ k.传导(

17、CONDUCTIVE):表面电阻系数在0-105/SQ l.硬接地(HARD GROUND):将一金属棒或金属板埋入地下,使其接地电阻在 1.0以内的任保点 m.软接地(SOFT GROUND)藉一电阻(一般为1M)来限制从可评估的电压源 而来的电流在5mA以下,来隔离一硬接地的任何点.1-5.各种定义:n.人造的材料和衣服(SYNTHETIC MATERIAL AND APPAREL):任何聚脂.人造织维.耐龙和其他聚脂和布所制造 的东西都会产生静电 o.摩擦电荷(TEIBOELECTRIC CHARGE):当两个或两个以上的表面在紧密接触下加以分离时,因相互的移动和摩擦而产生静电荷;当相反

18、的表面有 电子时,电子会从另一表面脱离 p.脱离(SLOUGHING):当一材料被弯曲或磨擦而导致颗粒物的脱落 1-6.各种定义:q.等位结合,分路(EQUIPOTENTIAL BONDING,SHUNTING):一零件或装配品的零件脚和端子连接在一起后,通 过一低阻抗,或大大地降低静电放电的损害 r.高传导材料(BULK CONDUCTIVE MATERIAL):在热塑性树脂或其它一般性的绝缘材料内加入一传 导物质或金属(一般是碳膜)以降低电阻系数在传导 范围内 s.抗静电材料(ANTISTATIC MATERIAL):在一热塑性树脂或其它一般性的绝缘材料内加入一 抗静电物质使它有抗拒摩擦生

19、电的电荷和降低电阻 系数在抗静电范围内 2.归整静电放电保护设备的规格:-1 腕带到插头/夹子 1M 250K-2 工作桌面接地线到接地 1M 250K-3 地毯接地线到接地 1M 250K-4 设备外壳到接地 20-5 接地方块到接地 20-6 工作桌面的按扣按扣 20-7 焊接头到接地 20 项 目电 阻 值A.在各种SMT生产现场易产生的静电压值濕度濕度10-20%65-90%坐在流水線工位上接觸到聚脂類袋時20000V1200V坐在操作工位聚胺酯物體接觸時18000V1500V在乙烯樹脂地地板上走動時用手拿著乙烯塑料袋將器件放入時12000V250V7000V600V生產場合靜電壓值在生產車間地毯上走動時35000V1500VB.由静电作用对各类SMD的击穿电压表面貼裝器件擊穿電壓砷化鎵5-100VMOS FET100-200VFE-ROM100-150V運算放大器190-2500VCMOS200-3000V肖特基二極管300-2500V屏蔽薄膜電阻器300-3000V晶體三極管300-700V邏輯發射T T L1000-2500VThanks