ESD 靜電防護(hù)管理辦法

1、l ESDESD現(xiàn)象與原理簡(jiǎn)介現(xiàn)象與原理簡(jiǎn)介lESDESD危害危害lESDESD防護(hù)措施防護(hù)措施llllESDESD注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)ESDESD檢查檢查ESD一般規(guī)範(fàn)要求一般規(guī)範(fàn)要求附錄附錄ESD現(xiàn)象現(xiàn)象1.1.大氣閃電是最具代表性的自然界靜電現(xiàn)大氣閃電是最具代表性的自然界靜電現(xiàn)象之一象之一; ;2.2.干燥的冬天干燥的冬天, ,脫衣物時(shí)常聽到的響聲與暗脫衣物時(shí)常聽到的響聲與暗處可見的火花處可見的火花; ;3.3.在塑料工業(yè)中在塑料工業(yè)中, ,塑料制品表面電阻率為塑料制品表面電阻率為10101515101019 19 W,W,表面經(jīng)摩擦其電位可達(dá)表面經(jīng)摩擦其電位可達(dá)1KV1KV以上以上, ,賽

2、璐璐相互摩擦?xí)r可達(dá)賽璐璐相互摩擦?xí)r可達(dá)40KV.40KV.什么是靜電什么是靜電1.1.存在于物體表面過(guò)剩或不足的靜止或相對(duì)靜存在于物體表面過(guò)?；虿蛔愕撵o止或相對(duì)靜 止之電荷止之電荷2.2.處于靜止或緩慢變化的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)處于靜止或緩慢變化的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)3.3.靜電是一種電能靜電是一種電能4.4.它是正電荷和負(fù)電荷失去平衡的結(jié)果它是正電荷和負(fù)電荷失去平衡的結(jié)果5.5.靜電廣泛存在于自然界靜電廣泛存在于自然界工業(yè)生產(chǎn)和日常生工業(yè)生產(chǎn)和日常生活當(dāng)中活當(dāng)中什么是靜電放電什么是靜電放電(ESD)(ESD)ESDESD: : E Electro-lectro-S Static tatic D Discha

3、rgeischarge帶有不同靜電電勢(shì)的物體或表面之間，由于直接接觸或靜電場(chǎng)感應(yīng)導(dǎo)致的電荷傳輸。靜電和靜電和ESDESD的區(qū)別的區(qū)別u靜電與ESD（靜電放電）是完全不同的物理概念或物理過(guò)程，一個(gè)是靜，一個(gè)是動(dòng)。u伴隨著靜電放電，往往有電量的轉(zhuǎn)移、電流的產(chǎn)生和電磁場(chǎng)輻射。ESD特點(diǎn)特點(diǎn)高電位高電位低電量低電量小電流小電流和和作用時(shí)間短作用時(shí)間短正常操作條件下設(shè)備或人體上的靜電位可達(dá)數(shù)正常操作條件下設(shè)備或人體上的靜電位可達(dá)數(shù)百至數(shù)千伏百至數(shù)千伏但電量卻為毫微庫(kù)倫級(jí)但電量卻為毫微庫(kù)倫級(jí)靜電電靜電電流多為微安級(jí)流多為微安級(jí)作用時(shí)間多為微秒級(jí)作用時(shí)間多為微秒級(jí)通用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)通用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)IEC134

4、0-5-1 1995IEC147-0F 1982IEC 1470F外界摩擦作用或以各種能量形式如動(dòng)能外界摩擦作用或以各種能量形式如動(dòng)能位能位能熱能熱能化學(xué)能作用會(huì)使原子正負(fù)電化學(xué)能作用會(huì)使原子正負(fù)電子不平衡子不平衡 摩擦摩擦接觸接觸剝離剝離感應(yīng)感應(yīng)吸吸附附電解電解壓電壓電溫差溫差噴射起電等都會(huì)產(chǎn)噴射起電等都會(huì)產(chǎn)生靜電生靜電靜電產(chǎn)生方式與原理靜電產(chǎn)生方式與原理-靜電產(chǎn)生方式與原理靜電產(chǎn)生方式與原理靜電產(chǎn)生方式與原理靜電產(chǎn)生方式與原理摩擦生電摩擦生電分 離-MaterialAMaterialBMaterialAMaterialB -2 +3 Net= +1 -4 +3 Net= -1 -3 +3

5、Net= 0 -3 +3 Net= 0 -接 觸影響摩擦生電的因素影響摩擦生電的因素相對(duì)相對(duì)( (溫溫) )濕度濕度物質(zhì)材料物質(zhì)材料接觸面積接觸面積摩擦頻率摩擦頻率相對(duì)濕度對(duì)於物體表面相對(duì)濕度對(duì)於物體表面ESDESD電壓的影響電壓的影響溫度：21靜 電 壓 (kV)靜 電 之 產(chǎn) 生相對(duì)濕度 20%相對(duì)濕度 80%在乙烯基材質(zhì)的地板走動(dòng)120.25在人造地毯上走動(dòng)351.5坐離發(fā)泡椅墊181.5拿起聚乙烯塑膠袋200.6在地上滑動(dòng)苯乙烯材料的箱子181.5移除 PC 板上的 Mylar 膠帶121.5PC 板上的收縮膜163作動(dòng)真空吸錫器81噴電路冷凝噴霧劑155材料對(duì)摩擦生電的影響材料對(duì)摩擦

6、生電的影響正Positive 空氣 Air人手 Hands玻璃 Glass毛髮 Hair石英 Quartz 尼龍 Nylon羊毛 Wool絲綢 Silk鋁 Aluminum紙 Paper棉 Cotton鋼 Steel木 Wood橡膠 Rubber金 Gold多元脂 Polyester 聚氨酯 聚乙烯 polyethylene 聚丙烯 polypropylene乙烯基 ethylene矽 silicon特氟隆 Teflon聚四氟乙烯, 負(fù)Negative 感應(yīng)傳導(dǎo)生電感應(yīng)傳導(dǎo)生電+-+- 感應(yīng)生電感應(yīng)生電+-+ 傳導(dǎo)生電傳導(dǎo)生電導(dǎo)體導(dǎo)體導(dǎo)體典型的靜電危害現(xiàn)象典型的靜電危害現(xiàn)象D.造成產(chǎn)品損害(據(jù)

7、日本學(xué)者統(tǒng)計(jì),在失效的半導(dǎo)體器件中,約45%是因靜電所造成)A.引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故.B.靜電放電造成人體電擊(人體接近帶有靜電的物體或帶有靜電的人體接近與地相連的導(dǎo)體時(shí))C.產(chǎn)生電磁干擾影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行.靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害形式靜電對(duì)電子產(chǎn)品損害形式 靜電的基本物理特性是吸引或排斥與大地有電位差時(shí)會(huì)產(chǎn)生放電電流這三種特性對(duì)電子產(chǎn)品產(chǎn)生以下?lián)p害形式1靜電吸附灰塵降低元件絕緣電阻（縮短壽命）2放電破壞元件受損不能工作（熱崩潰,介質(zhì)崩潰完全破壞,）3靜電放電電場(chǎng)或電流產(chǎn)生的熱使元件受傷（潛在損傷）4靜電放電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)幅度大（幾百伏米）頻譜寬（幾十兆到幾千兆）對(duì)電子產(chǎn)品造成干擾損壞（電磁干擾）電

8、子產(chǎn)品靜電損害的特點(diǎn)電子產(chǎn)品靜電損害的特點(diǎn)41.隱蔽性42.失效分析的復(fù)雜性43.損傷具有潛在性44.損傷的隨機(jī)性ESD事件會(huì)產(chǎn)生局部高溫或電位差，造成半導(dǎo)體元件的損壞。在許多情況下，破壞電壓的臨界值很低。 可能發(fā)生在製程中或使用中的任何階段人體帶電電位( K V ）人體帶電電位( K V ）電擊感應(yīng)強(qiáng)度電擊感應(yīng)強(qiáng)度注注1.0無(wú)任何感覺2.0手指外側(cè)有感覺但不疼發(fā)生微弱放電聲3.0有像針刺樣疼感可看到放電時(shí)發(fā)光4.0手指有微痛感好像用針深深地刺了一下5.0手掌至手腕有電擊的痛感由指尖延出發(fā)電的光6.0感到手指強(qiáng)烈痛感電擊后手腕有沉重感7.0手指手掌感到強(qiáng)烈痛感有麻木感8.0手掌至前腕有麻木感9

9、.0手腕感到強(qiáng)烈疼痛手麻木而沉重10.0全手感到疼痛和電流流過(guò)感人體帶電和電擊感應(yīng)程度的關(guān)系人體帶電和電擊感應(yīng)程度的關(guān)系靜電對(duì)人體有危害嗎靜電對(duì)人體有危害嗎人體靜電放電時(shí),當(dāng)你感覺到放電靜電已經(jīng)超過(guò)2kv,看到放電火化時(shí)已經(jīng)高達(dá)5kv,聽到放電聲音時(shí)靜電壓已經(jīng)高達(dá)8kv.除靜電對(duì)人體電擊外,相關(guān)研究表明靜電放電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強(qiáng)度很高近場(chǎng)峰值電場(chǎng)可達(dá)幾百伏/米到幾千伏/米且頻率很寬幾十兆到幾千兆上專家認(rèn)為,這種強(qiáng)電磁場(chǎng)作用時(shí)間雖然短但其強(qiáng)度遠(yuǎn)比手機(jī)輻射電磁場(chǎng)強(qiáng)且人體活動(dòng)多時(shí)放電次數(shù)非常多（在兩千伏以下的放電人體沒有感覺）其對(duì)人體的作用是不可忽視的人體靜電是否與癌癥有聯(lián)系還需進(jìn)一步研究但人體長(zhǎng)期受靜

10、電電擊和這種強(qiáng)電磁輻射是不利的所以應(yīng)穿防靜電服和靜電鞋有條件時(shí)可以安裝靜電檢測(cè)報(bào)警裝置對(duì)于單純帶靜電實(shí)驗(yàn)表明人體帶5萬(wàn)伏靜電時(shí)不會(huì)有不適的感覺8萬(wàn)伏高壓時(shí)頭發(fā)會(huì)豎起來(lái)10萬(wàn)伏時(shí)也不會(huì)有生命危險(xiǎn) 總的來(lái)說(shuō)靜電的產(chǎn)生幾乎是難以避免的但可以通過(guò)各種行之有效的措施加以防護(hù)以使其降低到可以接受的程度並盡可能地減少危害 工程中實(shí)用的靜電防護(hù)措施的思路基本是圍繞以下幾點(diǎn): 1.盡量減少靜電荷的產(chǎn)生 2.對(duì)已產(chǎn)生的靜電荷盡快予以消除 3.最大限度地減少靜電危害 4.嚴(yán)格靜電防護(hù)管理以保証各項(xiàng)措施的有效執(zhí)行ESDESD防護(hù)措施防護(hù)措施 靜電消除方法靜電消除方法 使用靜電消除器增加濕度 降低摩擦速度 使用防靜電材

11、料靜電消除方法靜電消除方法接 地電子生產(chǎn)使用環(huán)境中和靜電源電子生產(chǎn)使用環(huán)境中和靜電源 工作服工作服工作鞋工作鞋 樹脂樹脂浸漆封裝表面浸漆封裝表面 各種包裝和容器各種包裝和容器 終端臺(tái)終端臺(tái)工作臺(tái)工作臺(tái) 各種絕緣地面各種絕緣地面 溫箱溫箱 CO2低溫箱低溫箱 空氣厭縮機(jī)空氣厭縮機(jī) 某些電子生產(chǎn)設(shè)備某些電子生產(chǎn)設(shè)備摩擦起電的發(fā)生源于物體間的摩擦過(guò)程,故降低摩擦速度可以減少靜電的產(chǎn)生.（例如在撕絕緣片貼片等站位）.但降低速度會(huì)影響生產(chǎn)效率,一般不是可取的方向.降低摩擦速度降低摩擦速度接接 地地靜電接地的方式包括兩種 a. 硬接地硬接地 : 使物體直接或通過(guò)一個(gè)低阻抗跟大地相連接. b. 軟接地軟接地

12、 : 使物體通過(guò)一個(gè)足夠高的阻抗接往大地以防發(fā) 生觸電事故時(shí)把電流限制在人身安全電流 (一般為5mA )以下.(如防靜電手環(huán),串聯(lián)約1MW的電阻)(如機(jī)臺(tái)工作臺(tái)上的靜電地線) 使用防靜電材料使用防靜電材料 材料的靜電特性主要以其表面電阻率進(jìn)行分類但很多標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不一,它反映了人們的認(rèn)識(shí)過(guò)程較權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)（如 MIL標(biāo)準(zhǔn)IEC標(biāo)準(zhǔn)草案ESDA）對(duì)材料的靜電特性的分類如下A.A.靜電導(dǎo)體材料靜電導(dǎo)體材料(Conductive Material): 指其表面或內(nèi)部導(dǎo)電的材料. （表面電阻率 1*105 W/Square） 另外當(dāng)表面電阻率1*104 W/square的材料定義為靜電屏蔽材料即靜電屏蔽材料

13、屬于靜電導(dǎo)體材料的一部分. 使用防靜電材料使用防靜電材料B.B.靜電消散材料靜電消散材料( (Dissipative Material) 指能快速消散其表面或物體內(nèi)部靜電荷的材料 （1*105 W/Square 表面電阻率1*1012 W/square）( (ESDAESDA) )C.C.絕緣材料絕緣材料(Insulative Material) 指那些其電阻率超過(guò)靜電消散材料的上限的材料. ( (表面電阻率1*1012 W / Square ）D.D.抗靜電材料（抗靜電材料（Antistatic Material)Antistatic Material)1*109 W/Square 表面電阻

14、率1*1012 W/squareMILSTD263EIA541 有的標(biāo)準(zhǔn)把能抑制摩擦生電的材料即材料互相摩擦后不產(chǎn)生靜電或產(chǎn)生很低靜電的材料但該概念比較籠統(tǒng)靜電界專家主張不宜再用.一般一般規(guī)定的防靜電材料允收范圍是規(guī)定的防靜電材料允收范圍是10106 6 10 101111 W W抗靜電材料的允許產(chǎn)生靜電壓是抗靜電材料的允許產(chǎn)生靜電壓是 100V100V 增加濕度增加濕度 環(huán)境濕度的增加,有助于在帶電體表面形成一層薄薄的水膜(厚約10-5cm),由于水膜中有雜質(zhì)和溶解物質(zhì)可有效地降低物體表面的表面電阻率加速了靜電荷的逸散和泄漏. 良好靜電安全區(qū)域相對(duì)濕度應(yīng)在40%70%RH,如果是一般工廠作業(yè)

15、,則應(yīng)注意濕度不宜低於30%RH當(dāng)然溫度的范圍也應(yīng)該適當(dāng).一般一般廠內(nèi)之溫濕度范圍是廠內(nèi)之溫濕度范圍是PCBASMT區(qū)域溫度:2127 C濕度:4070 %使用離子風(fēng)機(jī)使用離子風(fēng)機(jī)( (靜電消除器）靜電消除器） 通過(guò)機(jī)身內(nèi)部的高壓放電針將空氣電離使產(chǎn)生大量正負(fù)離子並通過(guò)風(fēng)扇吹到帶靜電荷的物體上 中和其靜電荷.離子風(fēng)機(jī)原理離子風(fēng)機(jī)通常使用在消除絕緣體或被絕緣的導(dǎo)體上的靜電. 對(duì)于靜電壓在1000V5000V范圍離子風(fēng)機(jī)只需要24秒鐘左右即可使其降低到100V以內(nèi),即安全電壓范圍內(nèi)第四章ESD防護(hù)注意事項(xiàng)個(gè)人作業(yè)注意事項(xiàng)個(gè)人作業(yè)注意事項(xiàng)袖口不能松散保護(hù)好靜電標(biāo)識(shí)作業(yè)禁止佩戴飾物 料架推料架推車接地

16、注意事項(xiàng)車接地注意事項(xiàng)推車料架底部應(yīng)帶有鐵鏈條並應(yīng)與導(dǎo)靜電地板良好接觸鐵鏈條靜電軟接線ESDESD防護(hù)操作系統(tǒng)注意事項(xiàng)防護(hù)操作系統(tǒng)注意事項(xiàng)防焊膠帶酒精瓶2200伏 棉簽1350伏1660伏顯示器1440伏第五章ESD檢查靜電環(huán)和導(dǎo)靜電鞋測(cè)試靜電環(huán)和導(dǎo)靜電鞋測(cè)試Checker Conductive Shoes Conductive Mat CheckerLeft HandWrist StrapRight Hand注意注意靜電腕帶必須直接接觸皮膚靜電腕帶必須直接接觸皮膚注意注意請(qǐng)勿在靜電鞋內(nèi)墊鞋墊請(qǐng)勿在靜電鞋內(nèi)墊鞋墊12345678測(cè)試電極表面電阻測(cè)試儀防靜電臺(tái)墊表面電阻測(cè)量防靜電臺(tái)墊表面電阻測(cè)量

17、離子風(fēng)機(jī)稽核辦法離子風(fēng)機(jī)稽核辦法離子風(fēng)機(jī)靜電消散能力測(cè)試離子風(fēng)機(jī)靜電消散能力測(cè)試調(diào)零充電(約1000V)0.3米要求5秒鐘內(nèi)靜電壓降至100V或以下靜電壓測(cè)試儀靜電發(fā)生器第六章ESD一般規(guī)範(fàn)要求廠內(nèi)靜電防制基本法規(guī)1.將工作區(qū)的所有導(dǎo)電物體接地，使其帶電不超過(guò)50 V.2.以靜電壓表確認(rèn)工作區(qū)內(nèi)的非導(dǎo)電物體所帶電壓不超 過(guò)100 V,靜電敏感站位或離子消散后產(chǎn)品上靜電壓小于100V.3.如果靜電無(wú)法避免，應(yīng)確保靜電敏感零組件與帶電之 表面保持足夠的距離,(一般12英寸)作業(yè)一般要求作業(yè)一般要求A. A. 進(jìn)入生產(chǎn)線時(shí)按相關(guān)區(qū)域的著裝要求穿好防靜電服裝進(jìn)入生產(chǎn)線時(shí)按相關(guān)區(qū)域的著裝要求穿好防靜電服

18、裝並對(duì)防並對(duì)防 靜電手環(huán)和靜電手環(huán)和人體綜合電阻測(cè)試人體綜合電阻測(cè)試B. B. 靜電服裝應(yīng)保持清潔靜電服裝應(yīng)保持清潔確保無(wú)破損確保無(wú)破損戴靜電帽必須包含頭發(fā)戴靜電帽必須包含頭發(fā). .C. C. 接觸產(chǎn)品整個(gè)過(guò)程均應(yīng)佩帶靜電手環(huán)接觸產(chǎn)品整個(gè)過(guò)程均應(yīng)佩帶靜電手環(huán)且須良好接地且須良好接地. .D.D.外來(lái)人員應(yīng)在規(guī)定的通道行走，未做靜電防護(hù)時(shí)，不允許接觸外來(lái)人員應(yīng)在規(guī)定的通道行走，未做靜電防護(hù)時(shí)，不允許接觸產(chǎn)品；產(chǎn)品；第八章附 錄ESDESD 防護(hù)系統(tǒng)防護(hù)系統(tǒng)靜電放電的類型4由于靜電源或帶電體可能是固體、氣體、液體，又由于帶電體本身的大小、形狀、帶電量、放電環(huán)境條件等不同，因此ESD可能有多種形態(tài)，

19、4目前已經(jīng)由經(jīng)典靜電學(xué)的3種（電暈放電，刷型放電，火花放電）發(fā)展為7種放電型式。電暈放電4電暈放電是發(fā)生在不均勻的電場(chǎng)中，空氣被局部電離的一種放電型式。處在空氣中的帶電體及接地表面上有突起或棱角部分，當(dāng)其帶電體的點(diǎn)位足夠高時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生電暈放電，這種放電有時(shí)也稱尖端放電。刷型放電4這種放電往往發(fā)生在導(dǎo)體與帶電絕緣體之間，帶電絕緣體可以是固體、氣體或是低電導(dǎo)率液體。產(chǎn)生刷型放電時(shí)形成的放電通道在導(dǎo)體一端集中在某一點(diǎn)上，而絕緣體一端有較多分叉，分布在一定空間范圍內(nèi)，根據(jù)其放電通道的形狀，稱為刷型放電?；鸹ǚ烹?當(dāng)靜電點(diǎn)位較高的帶電導(dǎo)體或人體，靠近其他導(dǎo)體、人體或接地導(dǎo)體時(shí)，便會(huì)引發(fā)靜電火花放電，火花放電是一個(gè)瞬變的過(guò)程。4放電時(shí)兩導(dǎo)體間空氣被擊穿，形成快如閃電的火花通道，與此同時(shí)，還伴隨著噼啪的爆裂聲。傳播型刷型放電4傳播型刷型放電又稱沿面放電，只有當(dāng)絕緣體表面的電荷密度大于2.7X10-4C/m2時(shí)才有可能發(fā)生。4當(dāng)絕緣板一側(cè)緊貼有接地金屬板時(shí)，就可能出現(xiàn)這樣高的表面電荷密度，與電子工業(yè)相關(guān)度低。大型料倉(cāng)內(nèi)的粉堆放電4當(dāng)把絕緣性很高的粉粒由氣流輸送經(jīng)過(guò)管道和滑槽進(jìn)入大型料倉(cāng)時(shí)，在沉積的圓錐型粉堆表面可能發(fā)生強(qiáng)烈的放電，又稱之椎體放電，危險(xiǎn)性極大，與電子工業(yè)相關(guān)度