ESD控制的原理和方法ppt课件
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检测结果分析与判定依据
数据解读
对检测结果进行解读，包括各项 指标的含义、正常范围和异常情
况的判断。
结果判定
根据检测结果和相关标准，判定设 备是否符合ESD防护要求，以及是 否需要采取进一步措施。
改进措施
针对检测结果中发现的问题，提出 相应的改进措施和建议，以降低静 电放电对设备的影响。
05
CATALOGUE
04
CATALOGUE
ESD检测方法与标准
常规检测项目介绍
静电电压测试
01
使用静电电压表对设备或人体进行静电电压测量，以评估静电
放电的潜在风险。
静电放电敏感度测试
02
通过模拟静电放电过程，测试设备对静电放电的敏感程度，以
及可能受到的损坏程度。
静电放电抗扰度测试
03
测试设备在静电放电干扰下的工作稳定性，以验证其抗干扰能
操作规范及员工培训要求
操作规范
员工培训
制定详细的ESD操作规范，明确员工在生产 过程中的防静电措施和注意事项。
定期对员工进行ESD知识培训，提高员工的 防静电意识和操作技能。
防护用品
监督检查
为员工配备防静电服、防静电鞋、防静电 手套等防护用品，确保员工在生产过程中 的安全。
建立ESD监督检查机制，定期对生产现场的 ESD管理情况进行检查评估，及时发现问题 并采取措施加以改进。
学员们表示，通过学习和实践，掌握了ESD防护设计的基本方法和技巧
，以及ESD测试的标准和流程，对今后的工作有很大的帮助。
03
增强了团队合作和交流能力
本次培训采用小组讨论和案例分享的方式，促进了学员之间的交流和合
作，增强了团队合作能力和沟通技巧。
ESD控制的原理和方法
ESD控制的原理和方法ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）控制是一种防止静电放电对电子设备产生损害的技术措施。
静电放电是指由于静电的积累导致的短暂电流的释放，它可以对电子设备的敏感元件和集成电路产生损坏。
ESD控制的原理和方法主要包括三个方面：静电的生成和积累的控制、静电放电路径的控制和人体静电的控制。
首先，静电的生成和积累的控制是ESD控制的基础。
静电的生成和积累主要是因为电荷的不平衡。
为了控制静电的产生和积累，可以采取以下措施：1.使用抗静电材料：选择具有良好导电性或抗静电性的材料，以减少或消除静电的积累。
2.控制湿度：适当的湿度可以减少静电的生成和积累。
维持适宜的湿度水平可以通过空气加湿以及使用抗静电处理的地板和工作台面等。
3.控制温度：控制室内的温度在适宜的范围内，避免过高或过低的温度，减少静电的生成和积累。
4.接地：对工作区域和设备进行良好的接地，这有助于将静电释放到地面，从而减少静电的积累。
其次，静电放电路径的控制也是ESD控制的重要方面。
静电放电路径可以通过以下措施来控制：1.使用良好的接地和防静电设备：拥有良好的接地和使用防静电设备，可以将静电放电路径导向地面，从而减少对敏感元件和集成电路的损害。
2.使用静电垫和静电脚垫：将静电垫和静电脚垫放置在工作台面和地面上，可以提供良好的接地路径，避免静电放电对设备的损坏。
3.控制设备的连接：确保设备的连接良好，并使用屏蔽线缆和连接器，以减少静电放电的可能性。
最后，人体静电的控制也是ESD控制的重要部分。
人体静电是由于人体带电而引起的静电放电，主要通过以下方式来控制：1.使用防静电服装：穿戴防静电服装可以减少人体带电的可能性，减少静电放电的风险。
2.使用防静电鞋：使用防静电鞋可以使人体和地面之间保持良好的接地，减少人体静电的产生和放电。
3.手部防静电措施：使用防静电手套、手腕带等措施来减少手部带电和静电放电。
综上所述，ESD控制的原理和方法主要包括控制静电的生成和积累、控制静电放电路径以及人体静电的控制。
《ESD知识和控制》PPT课件
In its stable state, the size of the positive charge at the centre (nucleus) of an atom is balanced by the size of all the negative charges of the electrons, making it neutral overall.
An extensive course on
ELECTRO STATIC DISCHARGE AWARENESS AND CONTROL
.
1
Examples :
Lightning
Zapping
.
2
An atom is made up of charges
An atom is made up of charges.
Since this atom has lost an electron, which is a negative charge, the atom is now a positive charge.
When it gains an extra
electron, an atom
becomes a negative
The electrons whirl
around the centre like
. planets.
3
Creating a charge imbalance
Electron “lost”
When an atom loses an electron, it has a charge imbalance.
Placing a 25,000-volt surge through any
ESD基础知识PPT课件
1).穿好防静电工衣工鞋，并防止其污脏。 2).操作前帶好防静电手腕带，并及时检查其是
否断裂、松脫、接触不良等。
ESD基础知识
3).有ESD控制要求的工序一定要帶好手腕带并在离 子风子下操作。
4).高静电物不要靠近ESD敏感产品(Slider、 HGA、 HSA)放置。
5).培养ESD意识，切实按操作规则进行操作。
通 班时
作用：经防静电服及地板提供第三条人身接地
道,坐凳下面有金属导电轮，每次上
ESD基础知识
都应检查接地是否良好沒有金属导电轮坐凳一律 不得进入工场。
料的控制(消除高静电材料)
常见的高静电材料：玻璃、普通塑料、普通橡胶、 一般布类、普通纸张等。
ESD基础知识
a.防静电钳
作用：防止手(指)套与工件摩擦产生高静电；并避免
的电荷，称为静电。静电的实用单位为伏(V)。电 流的实用单位为毫安(mＡ )。
2.1静电的产生
兩种不同材料接触或分离时都会产生静电。 得到电子的物体带负电，失去电子的物体帶正
ESD基础知识
电。摩擦使接触面积增大，产生的静电大增。因此 在MR工厂应量避免不必要的摩擦。高静电物质与 磁头PAD位或其MR引线接触或靠近到一定程度都 可能损坏磁头。 減少静电产生的途经为：
b.离子风机(中和静电)
原理：经离子发生器产生正负离子，离子风吹过
荷。
帶静电物体时中和其所帶正电荷或负电
ESD基础知识
作用：中和绝体上的静电，确保环境静电符合标
准。离子风机是ESD防护的关键设备，工作
以上。
时一定要打开。并統一规定开在“中档”
吹风必须优先对准操作区。离子风机与操作
区的距离不得擅自移动。离子风机前面6英 寸
否断裂、松脫、接触不良等。
ESD基础知识
3).有ESD控制要求的工序一定要帶好手腕带并在离 子风子下操作。
4).高静电物不要靠近ESD敏感产品(Slider、 HGA、 HSA)放置。
5).培养ESD意识，切实按操作规则进行操作。
通 班时
作用：经防静电服及地板提供第三条人身接地
道,坐凳下面有金属导电轮，每次上
ESD基础知识
都应检查接地是否良好沒有金属导电轮坐凳一律 不得进入工场。
料的控制(消除高静电材料)
常见的高静电材料：玻璃、普通塑料、普通橡胶、 一般布类、普通纸张等。
ESD基础知识
a.防静电钳
作用：防止手(指)套与工件摩擦产生高静电；并避免
的电荷，称为静电。静电的实用单位为伏(V)。电 流的实用单位为毫安(mＡ )。
2.1静电的产生
兩种不同材料接触或分离时都会产生静电。 得到电子的物体带负电，失去电子的物体帶正
ESD基础知识
电。摩擦使接触面积增大，产生的静电大增。因此 在MR工厂应量避免不必要的摩擦。高静电物质与 磁头PAD位或其MR引线接触或靠近到一定程度都 可能损坏磁头。 減少静电产生的途经为：
b.离子风机(中和静电)
原理：经离子发生器产生正负离子，离子风吹过
荷。
帶静电物体时中和其所帶正电荷或负电
ESD基础知识
作用：中和绝体上的静电，确保环境静电符合标
准。离子风机是ESD防护的关键设备，工作
以上。
时一定要打开。并統一规定开在“中档”
吹风必须优先对准操作区。离子风机与操作
区的距离不得擅自移动。离子风机前面6英 寸
ESD的产生原理及防护措施ppt课件
ESD的防护---基本方法
19
(1)控制静电的生成环境 ①湿度控制，在不致导致器材或产品腐蚀生锈或其他危害前提下,尽量加大湿度。 ②温度控制，在可能条件下尽量降低温度,包括环境温度和物体接触温度。 ③尘埃控制，此为防止附着(吸附)带电的重要措施。 ④地板、桌椅面料和工作台垫应由防静电材料制成,并正确接地。 ⑤静电敏感产品的运送传递和存储及包装应采取静电防护措施。 ⑥喷射、流动、运送、缠绕和分离速度应予控制,在液体、粉体等材料的输送管道中使用缓和器。(2)防止人体带电 ①操作者应该佩戴防静电腕带，应该穿着防静电服装，鞋，围巾，椅子应该套防静电套。（一端与人体接触，另一端与地线相连）
9
机器放电模型的ESD是指机器本身也积累了静电，当此机器去触碰IC时，静电便经由IC的pin脚放电。机器放电的放电过程时间更短，在几十ns的时间内会有数安培的瞬间放电电流产生。
几种常见的ESD模型
机器放电模型(Machine Model, MM)
工业标准 EIAJ-IC-121 method 20 中MM的等效电路图，其中机器的等效电容定义为200pF，机器的等效放电电阻为0ohm
ESD的防护---工厂操作防护
20
常用的ESD防护器件：IO口二极管阵列
ESD的防护---常用器件
21
ESD防护器件的一般连接方式
ESD的防护---常用器件
22
ESD电流路径上寄生自感的影响
ESD防护器件的摆放
被保护IC所承受的电压 Vx
其中VF1为D1的正向导通电压
23
常用的ESD防护器件：电源或接口保护器件TVS
几种常见的ESD模型
电场感应模型(Field-Induced Model,品造成的破坏和损伤有突发性损伤和潜在性损伤两种。所谓突发性损伤，指的是器件被严重损坏，功能丧失。这种损伤通常能够在生产过程中的质量检测中能够发现，因此给工厂带来的主要是返工维修的成本。而潜在性损伤指的是器件部分被损，功能尚未丧失，且在生产过程的检测中不能发现，但在使用当中会使产品变得不稳定，时好时坏，因而对产品质量构成更大的危害。 这两种损伤中，潜在性失效占据了90%，突发性失效只占10%。也就是说90%的静电损伤是没办法检测到，只有到了用户手里使用时才会发现。比如手机屏幕、摄像头、扬声器、听筒、耳机插口、键区、MIC、USB接口、音量键、T-Flash卡、SIM卡等都可能成为ESD的进入点。手机出现的经常死机、自动关机、话音质量差、杂音大、信号时好时差、按键出错等问题有绝大多数与静电损伤相关。也因为这一点，静电放电被认为是电子产品质量最大的潜在杀手，静电防护也成为电子产品质量控制的一项重要内容。而国内外品牌手机使用时稳定性的差异也基本上反映了他们在静电防护及产品的防静电设计上的差异。
19
(1)控制静电的生成环境 ①湿度控制，在不致导致器材或产品腐蚀生锈或其他危害前提下,尽量加大湿度。 ②温度控制，在可能条件下尽量降低温度,包括环境温度和物体接触温度。 ③尘埃控制，此为防止附着(吸附)带电的重要措施。 ④地板、桌椅面料和工作台垫应由防静电材料制成,并正确接地。 ⑤静电敏感产品的运送传递和存储及包装应采取静电防护措施。 ⑥喷射、流动、运送、缠绕和分离速度应予控制,在液体、粉体等材料的输送管道中使用缓和器。(2)防止人体带电 ①操作者应该佩戴防静电腕带，应该穿着防静电服装，鞋，围巾，椅子应该套防静电套。（一端与人体接触，另一端与地线相连）
9
机器放电模型的ESD是指机器本身也积累了静电，当此机器去触碰IC时，静电便经由IC的pin脚放电。机器放电的放电过程时间更短，在几十ns的时间内会有数安培的瞬间放电电流产生。
几种常见的ESD模型
机器放电模型(Machine Model, MM)
工业标准 EIAJ-IC-121 method 20 中MM的等效电路图，其中机器的等效电容定义为200pF，机器的等效放电电阻为0ohm
ESD的防护---工厂操作防护
20
常用的ESD防护器件：IO口二极管阵列
ESD的防护---常用器件
21
ESD防护器件的一般连接方式
ESD的防护---常用器件
22
ESD电流路径上寄生自感的影响
ESD防护器件的摆放
被保护IC所承受的电压 Vx
其中VF1为D1的正向导通电压
23
常用的ESD防护器件：电源或接口保护器件TVS
几种常见的ESD模型
电场感应模型(Field-Induced Model,品造成的破坏和损伤有突发性损伤和潜在性损伤两种。所谓突发性损伤，指的是器件被严重损坏，功能丧失。这种损伤通常能够在生产过程中的质量检测中能够发现，因此给工厂带来的主要是返工维修的成本。而潜在性损伤指的是器件部分被损，功能尚未丧失，且在生产过程的检测中不能发现，但在使用当中会使产品变得不稳定，时好时坏，因而对产品质量构成更大的危害。 这两种损伤中，潜在性失效占据了90%，突发性失效只占10%。也就是说90%的静电损伤是没办法检测到，只有到了用户手里使用时才会发现。比如手机屏幕、摄像头、扬声器、听筒、耳机插口、键区、MIC、USB接口、音量键、T-Flash卡、SIM卡等都可能成为ESD的进入点。手机出现的经常死机、自动关机、话音质量差、杂音大、信号时好时差、按键出错等问题有绝大多数与静电损伤相关。也因为这一点，静电放电被认为是电子产品质量最大的潜在杀手，静电防护也成为电子产品质量控制的一项重要内容。而国内外品牌手机使用时稳定性的差异也基本上反映了他们在静电防护及产品的防静电设计上的差异。
《ESD培训教材》PPT课件
应急处理预案制定与实施
制定应急处理预案
根据设备故障类型及影响程度，制定急处理预案 ，组织人员进行处理。
预案演练
定期组织相关人员进行预案演练，提高应急 处理能力。
记录与总结
对应急处理过程进行详细记录，总结经验教 训，不断完善预案内容。
06
设备自身缺陷导致的故障
如设计不合理、元器件质量不过关等。
故障排除方法与步骤
01
02
03
04
初步检查
观察设备外观是否有明显损坏 ，检查连接线是否松动或断裂
。
静电检测与消除
使用静电检测仪器检测设备静 电情况，并采取相应措施消除
静电。
逐步排查
根据设备工作原理，逐步排查 可能发生故障的部件或模块。
替换法
对疑似故障部件进行替换，观 察设备是否恢复正常工作。
经验分享
鼓励操作人员分享自己在静电防护 方面的经验和心得，促进团队之间 的交流和学习。
04
ESD操作规范与注意事项
操作前准备工作要求
熟悉ESD敏感器件
了解ESD敏感器件的类型、特性 及静电放电对其的危害，以便在
操作中采取相应的防护措施。
准备工具和材料
进入ESD防护区域前，必须按规 定穿戴防静电服、防静电鞋、防 静电手环等，确保人体静电得到
对操作过程进行记录，包括操 作时间、人员、器件状态等信
息，以便追溯和查询。
05
ESD故障排除与应急处理
常见故障类型及原因分析
静电放电（ESD）导致的设备故障
由于静电放电引起的设备损坏或性能下降。
环境因素导致的故障
如湿度过低导致静电积累，或灰尘过多影响设备散热等。
操作不当导致的故障
静电防护(ESD)ppt
静电防护的原理
降低静电电势
通过降低材料的电阻率、增加 材料的表面导电性等方式，降
低材料表面的静电电势。
控制静电放电途径
通过采用导电材料、设置静电消 除器等方式，控制静电放电途径 ，避免静电放电对产品造成损伤 。
增加环境湿度
通过增加环境湿度，使空气中的绝 缘能力下降，从而增加静电放电的 可能性，减少静电对产品的影响。
制定并执行相关安全规定，如禁止在 易燃易爆环境中使用化纤服装，进入 易燃易爆场所前应采取消除静电措施 。
03
安全培训和教育
加强员工安全培训和教育，提高员工 对静电放电危害的认识和防范意识。
设备使用中的静电放电防护案例
静电放电对设备的危 害
静电放电可能导致电子设备故障 、机械损伤、材料劣化等问题。
设备接地和搭接
。
静电积累
带电物体通过电荷的积累，形 成高电势，当电荷不能继续积 累时，就会发生静电放电。
静电放电
当带电物体的电势差超过空气 的绝缘能力时，就会发生静电
放电。
影响静电放电的因素
环境因素
环境中的湿度、温度、压力等都会影响静电放电 。
物体因素
物体的材料、表面状态、形状等都会影响静电放 电。
人员因素
人员活动、衣服、鞋子等都会影响静电放电。
满足标准要求
许多国家和地区的电子产品生产和销售法规都要求进行静电防护 ，以满足相关标准和规范的要求。
提高用户满意度
静电防护可以减少电子产品在使用过程中因静电而出现的问题， 提高用户满意度和产品信誉。
02
静电防护(ESD)基本原理
静电放电的物理过程
静电产生
物体带电是由于电子的转移， 通常是由于摩擦或感应而产生
《ESD知识介绍》PPT课件
整理ppt
人体电容 29
静电控制原理
一、静电泄漏和耗散 1、防静电材料 2、泄漏與接地----軟接地 硬接地
二、静电中和 將正負離子與静电源上的正負电荷中和, 從而消
除静电源上積累的静电
离子风机, 静电毛刷, 抗静电剂
三、静电屏蔽与接地
四、增湿
整理ppt
30
整理ppt
31
对ESD敏感的符号,用来表示该物 体对ESD引起的伤害十分敏感
整理ppt
43
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;
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106-108Ω范围内;
整理ppt
42
2-2.生产场地防静电设施
識
1 0 1 0
24
电子产品生产中的典型静电源
身體 衣服 程序
原材料 生产輔助物 包裝材料
地板 工作面 主要设备 清潔室
牆壁 天花板 光源固定器 通風架
整理ppt
25
整理ppt
26
电子廠典型静电源 电子裝配生产中的静电源(1)
电
静 知
識
工作服: 同外物摩擦可产生6000V以上的静电电压並使人体电,
從而通過人體放电使器件电介质擊穿.
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ESD控制的原理和方法
Content
• 1.静电的产生及危害 • 2.静电放电材料及模型 • 3.ESD控制原理、技术与要求 • 4.美国国家标准/ESD协会标准S20.20(国际标准）
术语及定义
• 静电： 物体表面过剩或不足的静止的电荷 • 静电场：静电在其周围形成的电场 • 静电放电ESD(Electrostatic Discharge)：两个具有不
同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两 物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程 度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。 • 静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压 • 静电敏感器件：对静电放电敏感的器件 • 防静电工作区 EPA(ESD Protective Area)：配备各种防 静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界 限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地
静电的产生
• 1.摩擦－接触分离
• 影响摩擦电量的因数：
• 物质材料，相对湿度，摩擦频率，接触面积
• 2.感应
• 3.传导
+-
-
典型的ESD电压
静电之产生
走动于乙烯材质的地板 走动于人造地毯 坐离发泡椅垫
拿起聚乙烯塑料袋 在地上滑动苯乙烯材质箱子
移除PC板上的MYLAR胶带 PC板上的收縮膜 动作真空吸锡器 喷电路冷凝喷雾剂
• 5.严重性。二十世纪中后期静电危害震惊世界。
高科技工业生产中静电危害的 形成
• 高工业生产的高速发展以及高分子材料的推广应用， 一些电阻率很高的高分子材料如塑料，橡胶等的制品的 广泛应用以及现代生产过程的高速化，使得静电积累到 很高的程度。
• 静电敏感材料的生产和使用，如轻质油品，火药，固 态电子器件等，工矿企业部门受静电的危害越来越突出 ，静电危害造成了相当严重的后果和损失。随着IC集成 度越来越高，速度越来越快，IC受静电电压的影响越来 越大。
模拟由站立人体之手指尖端放电至元件的现象 100pF+1500Ω 放电上升时间2～10ns,脉冲宽度大约150ns • 2. 机器带电模型(Machine Model,MM) Discharge to the Device 200pF+500nH电感，无放电电阻。放电上升时间5～8ns,大约80ns周期 的正弦衰减波形 • 3. 元件带电模型(Charaged Device Model,CDM) Discharge from the Device – 模拟一带电元件经由一脚接地而放电的現象 – 1～几十pF+0Ω .放电上升时间<0.2ns,放电电流可达几十A – 造成ESD故障的主要原因 – 电流上升時间最快速
静电防治材料定义
• Conductive Materials导电材料
• 表面电阻率小于1x105Ω /□,或其体电阻率小于1x104Ω -CM(ESD ADV 1.0,EIA-628-1994,MIL-263B)
• Static Dissipative Material静电消散材料
• 表面电阻率大于1x 105Ω /□且小于1x 1012Ω /square,或其体电阻率 大于1x104Ω -CM且小于1x1011Ω -CM(ESD ADV 1.0,EIA-628-1994,MIL263B)
• Static Shielding Material 静电屏蔽材料
•
表面电阻率等于或小于104Ω /□的材料(EIA-625) 易在静电场中
产生静电感应和静电放电而损坏产品，通常在屏蔽材料内层复合一层
静电放电的模型
• 1. 人体带电模型(Human Body Medel,HBM) Discharge to the Device
• 2.潜伏性。有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显 的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患， 而且增加了器件对静电的敏感性。
• 3.随机性。从一个元件生产后一直到它损坏以前所有的过 程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性。
• 4.复杂性。静电放电损伤分板工作，因电子产品的精细， 微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较复杂的技术 往往需要使用扫描电镜等精密仪器，即使如此有些静电损 伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别
静电控制的基本概念
• 设计你的元件、产品和装配，使其更合理的避免 静电放电(ESD)的作用。可能的话，使用对静电不 敏感的元件，或者对你使用的那些静电放电敏感 的元件提供适当的输入保护。
• 从工作环境中尽可能地减少或消除许多静电产生 的工序或材料，如普通塑料。
• 接地 • 离子中和 • 防止要发生的静电放电接触到敏感元件和装配。 • 加强管理和监测
人体带电和电击感应程度的关系
静电的危害
A）静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能 与寿命。 ESA
•
B) 静电放电 ESD
损坏器件 损伤器件（潜在损坏） 辐射电磁场（EMI)产生臭氧
静电损伤的特点
• 1.隐蔽性。人体不能直接感知静电，除非发生静电放电， 但发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉。这是因 为人体感知的静电放电电压为2-3KV。
静电压(KV)
相对湿度20%
相对湿度80%
12
0.25
35
1.5
18
1.5
20
0.6
18
1.5
12
1.5
16
3
8
1
15
5
静电带电序列
(+) 兔毛 玻璃 云母 人发 尼龙 羊毛 毛皮
铅
丝
铝 纸 棉花 钢 木材 琥珀 封腊 硬橡胶
铜、镍
银、黄铜 金、白金
硫磺 醋酸酯纤维
聚酯 赛璐珞
硅 聚四氟乙烯
(-)
接地
• 接地是最简单有效的技术
• 接地的原则：人员和设备安全
• Anti-Static Material 抗静电材料
• -能抑制摩擦生电的材料(ESDA ADV.1.0)
• -能抑制摩擦生电至200V以下的材料(EIA-625)
• -抗静电材料并不须要量测其表面电阻率或体电阻来决定其特性.
• Insulating Material 绝缘材料
• 表面电阻率大于1x1012Ω /□或其体电阻率大于1x1011Ω -CM的材料 (EIA-625-1994);ESDA ADV 1.0-1994)
Content
• 1.静电的产生及危害 • 2.静电放电材料及模型 • 3.ESD控制原理、技术与要求 • 4.美国国家标准/ESD协会标准S20.20(国际标准）
术语及定义
• 静电： 物体表面过剩或不足的静止的电荷 • 静电场：静电在其周围形成的电场 • 静电放电ESD(Electrostatic Discharge)：两个具有不
同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两 物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程 度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。 • 静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压 • 静电敏感器件：对静电放电敏感的器件 • 防静电工作区 EPA(ESD Protective Area)：配备各种防 静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界 限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地
静电的产生
• 1.摩擦－接触分离
• 影响摩擦电量的因数：
• 物质材料，相对湿度，摩擦频率，接触面积
• 2.感应
• 3.传导
+-
-
典型的ESD电压
静电之产生
走动于乙烯材质的地板 走动于人造地毯 坐离发泡椅垫
拿起聚乙烯塑料袋 在地上滑动苯乙烯材质箱子
移除PC板上的MYLAR胶带 PC板上的收縮膜 动作真空吸锡器 喷电路冷凝喷雾剂
• 5.严重性。二十世纪中后期静电危害震惊世界。
高科技工业生产中静电危害的 形成
• 高工业生产的高速发展以及高分子材料的推广应用， 一些电阻率很高的高分子材料如塑料，橡胶等的制品的 广泛应用以及现代生产过程的高速化，使得静电积累到 很高的程度。
• 静电敏感材料的生产和使用，如轻质油品，火药，固 态电子器件等，工矿企业部门受静电的危害越来越突出 ，静电危害造成了相当严重的后果和损失。随着IC集成 度越来越高，速度越来越快，IC受静电电压的影响越来 越大。
模拟由站立人体之手指尖端放电至元件的现象 100pF+1500Ω 放电上升时间2～10ns,脉冲宽度大约150ns • 2. 机器带电模型(Machine Model,MM) Discharge to the Device 200pF+500nH电感，无放电电阻。放电上升时间5～8ns,大约80ns周期 的正弦衰减波形 • 3. 元件带电模型(Charaged Device Model,CDM) Discharge from the Device – 模拟一带电元件经由一脚接地而放电的現象 – 1～几十pF+0Ω .放电上升时间<0.2ns,放电电流可达几十A – 造成ESD故障的主要原因 – 电流上升時间最快速
静电防治材料定义
• Conductive Materials导电材料
• 表面电阻率小于1x105Ω /□,或其体电阻率小于1x104Ω -CM(ESD ADV 1.0,EIA-628-1994,MIL-263B)
• Static Dissipative Material静电消散材料
• 表面电阻率大于1x 105Ω /□且小于1x 1012Ω /square,或其体电阻率 大于1x104Ω -CM且小于1x1011Ω -CM(ESD ADV 1.0,EIA-628-1994,MIL263B)
• Static Shielding Material 静电屏蔽材料
•
表面电阻率等于或小于104Ω /□的材料(EIA-625) 易在静电场中
产生静电感应和静电放电而损坏产品，通常在屏蔽材料内层复合一层
静电放电的模型
• 1. 人体带电模型(Human Body Medel,HBM) Discharge to the Device
• 2.潜伏性。有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显 的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患， 而且增加了器件对静电的敏感性。
• 3.随机性。从一个元件生产后一直到它损坏以前所有的过 程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性。
• 4.复杂性。静电放电损伤分板工作，因电子产品的精细， 微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较复杂的技术 往往需要使用扫描电镜等精密仪器，即使如此有些静电损 伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别
静电控制的基本概念
• 设计你的元件、产品和装配，使其更合理的避免 静电放电(ESD)的作用。可能的话，使用对静电不 敏感的元件，或者对你使用的那些静电放电敏感 的元件提供适当的输入保护。
• 从工作环境中尽可能地减少或消除许多静电产生 的工序或材料，如普通塑料。
• 接地 • 离子中和 • 防止要发生的静电放电接触到敏感元件和装配。 • 加强管理和监测
人体带电和电击感应程度的关系
静电的危害
A）静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能 与寿命。 ESA
•
B) 静电放电 ESD
损坏器件 损伤器件（潜在损坏） 辐射电磁场（EMI)产生臭氧
静电损伤的特点
• 1.隐蔽性。人体不能直接感知静电，除非发生静电放电， 但发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉。这是因 为人体感知的静电放电电压为2-3KV。
静电压(KV)
相对湿度20%
相对湿度80%
12
0.25
35
1.5
18
1.5
20
0.6
18
1.5
12
1.5
16
3
8
1
15
5
静电带电序列
(+) 兔毛 玻璃 云母 人发 尼龙 羊毛 毛皮
铅
丝
铝 纸 棉花 钢 木材 琥珀 封腊 硬橡胶
铜、镍
银、黄铜 金、白金
硫磺 醋酸酯纤维
聚酯 赛璐珞
硅 聚四氟乙烯
(-)
接地
• 接地是最简单有效的技术
• 接地的原则：人员和设备安全
• Anti-Static Material 抗静电材料
• -能抑制摩擦生电的材料(ESDA ADV.1.0)
• -能抑制摩擦生电至200V以下的材料(EIA-625)
• -抗静电材料并不须要量测其表面电阻率或体电阻来决定其特性.
• Insulating Material 绝缘材料
• 表面电阻率大于1x1012Ω /□或其体电阻率大于1x1011Ω -CM的材料 (EIA-625-1994);ESDA ADV 1.0-1994)