ESD基础知识培训材料

EPA内管理要求
EPA 人员要求 ：
正确的穿戴防静电衣，鞋，帽子，手套， 指套以及手腕带
按照要求佩带(测试)合格的手腕带且可靠接 地
进入EPA内需经过测试鞋及手腕带 不得将私人物品放于工作区域 按正确方法操作电子元器件和电路板 每日自检你的工作台ESD接地和物品等等是
否正常
EPA内管理要求 EPA内人员要求－着装
所以ESD是一个隐藏的敌人，我们大家需要统一认识，严格按照ESD管理要 求来操作产品。
ESD的危害
Lightning VS. ESD
200MV 30kA 30us
15kV 45A 80nS
ESD的危害
被ESD损毁的产品
静电荷在存在电势差的物体和产品之间传递，在短时间 内产生瞬间的电流 因此静电放电现象有高电压、低电流、作用时间短、受湿度影响大的 特点
ESD控制方法—屏蔽(生产过程)
人： •穿防静电服，手套，帽子直接对人体进行屏蔽 保护并接地 设备: •机器及设备金属外壳屏蔽内部带电物 绝缘材料： •绝缘材料和工具等物体使用ESD薄膜或法拉第 罩来隔绝内部或外部的静电场
ESD控制方法—屏蔽(产品包装)
防静电包装材料的种类：
电磁屏蔽材料 该材料作为包装时形成会产生法拉第的静电屏蔽效应， 可防止外部静电场穿透屏蔽容器和包装袋，表面电阻为 小于１x103 Ω的材料.
荷应达到了 5,000 伏 车仪表板
（直流静电压）
看到静电放电，电荷应达 闪电或使用静电放
到了 10,000 伏（直流 电枪
静电压）
ESD的危害
日常生活中静电无处不在……
人体能够感觉的到的最小的ESD静电压为3000V，而很多的电子元件的敏感程度都 已经达到了250V以内,对于某些精密的电子元件通常在100V以内，最敏感的甚至达 到5V左右。
静电的概念
静电(Electrostatic) ： 静电就是指的是静止的电荷 静电是在物体表面上静止的电荷 静电积累在物体表面会形成静电场
静电产生的方法： 摩擦 静电场 传导 不均衡的离子化
静电的概念
任何物质都是由原子构成 =所以任何物体都可以带静电
物体接触
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+++
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Material
ESD 敏感元件由此三大金属接触模式实验来确定其敏感程度
静电放电模式:
(1)人体模型（HBM）:
人体模型指带电的人体通过手指或人体其他部位向接地的器件放 电.
静电放电模式:
(2) 机器模型（MM）: 许多金属设备或夹具，当带上静电并靠近组件时，会发生设备
一组件之间的快速放电直接烧坏组件本身.
静电放电模式:
(3)带电器件放电模型（CDM）: 器件接触带电体或因感应而带电后接地放电造成内部损伤.
ESD控制方法—湿度
1 在地 毯上走路 2 穿ESD安全的鞋在ESD地板上（不使用腕带） 3 穿ESD安全的鞋在ESD地板上使用腕带 4 摩擦绝缘材料
环境相对湿度
10-25%RH 40-60%RH 65-90%RH
ESD的危害
突发性实效 失效能够通过正常的生产过程中检查出来 元件通常损坏后能被检查出金属熔断，接点破损和氧化
的现象
ESD的危害
潜在性失效 失效通常无法在正常的生产过程中检查出来 只有部份的功能和性能受到了一定的影响 元件寿命受到了比较大的影响
实际生产中静电放电失效模式主要为潜在失效。据统计，潜在失效约占９ ０％，潜在性失效通常无法在生产过程中检测出失效，这使得公司的产品 品质下降，成本提高，客诉增多，信誉受损.
静电放电模式:
ESD/EOS 损坏的方式
直接的方式
间接的方式
金属（小电阻）接触
• 人体带电接触产品 (HBM) • 机器带电接触产品 (MM) • 物体接触带静电的产品 (CDM) 不当操作
• 热拔插 • 带电测试
电磁干扰（EMI） • 高频EMI空气中传播 • 导体中传播
静电感应 • 产品感应带电后与金属接 触造成放电现象(FMI)
静电防护失效物品标识，由于长时间使用或其它 原因，ESD设备或物品性能不能满足要求时使用的 标识，应尽快更换。
ESD 相关标识
• 注意这些标志…
Ⅰ级静电控制区标识，用于 ESD等级小于100V的区域。
静电保护区域(EPA)警告标识， 应该使 用醒目的标识和吊牌，提醒进入该区间 的人员应采取适当的ESD防护措施。
•将人体通过手腕带及插孔接地;
•通过ESD的鞋与ESD地面导通；
•通过ESD椅子将进行接地
设备和仪器:
•机器及设备直接进行硬接地
•ESD部件进行软接地
工作台表面：
•使用ESD台垫和接地线进行软接地
金属物体
•直接进行硬接地
ESD地线
防静电席接 地
手环接地点
防静电席
硬接地 – 指使用接地线对导体材料进行接地，对地电阻应小于 1 欧姆。 软接地 – 指用较高阻抗物体进行的接地 ，对地电阻应小于1X109 欧姆。
ESD敏感产品外包装标识，使用ESD包装材料包装的 产品在外包装上应使用此标识，标识位于包装的顶 部、封口处等醒目位置，提醒拆包人员包装内的产 品容易受静电损伤。对于ESD敏感产品外包装的警 示标识，客户拥有最终的决定权，客户没有明确要 求时，使用此标识
ESD 相关标识
ESD公共接地点标识，对于从地网引出的专用ESD 接地点的标识。
什么是ESD？
带有静电的物体靠近或接触另一物 体，只要它们之间存在电势差，就 会发生静电荷传递。这种静电荷传 递过程我们称之为静电泄放(ESD)。 当这种静电荷传递的过程强度足够 大，大到可以损坏我们的产品，我 们就称之为ESD事件。
ESD的介绍
Electrostatic Discharge
电磁感应 – 当一个导体材料放置于静电场中并同时接地后发生了电荷的 转移.
“ A” ‐3
+3
Net = 0
_
Material
“ B” ‐3
+3
Net = 0
_
+++
物体分离
_ _
+++
_
Material
“ A” ‐2
+3
_
_
Material
“ B” ‐4
+3
Net = +1
Net = ‐1
静电生成原理： 当物体分开或摩擦, 电子移动，使物体失去或得到电子，使其带静电 静电生成可以在任何两个物体之间发生，包括固体，气体和液体等等
20V 2V 1000V
5V 0V 300V
影响静电产生的主要因素有：
物质的材料：绝缘材料产生静电比导电材料和静电消耗材料 产生的多
环境相对湿度：相对湿度大（空气潮湿）静电产生就少 摩擦的频率：频率越高，产生静电越多 接触面积：接触面积越大，产生静电总量越多
ESD的介绍
ESD 就是静 电 泄 放 （ElectroStatic Discharge）
Method ( 方法 )
•预防 （创建ESD安全的环境,人员培训） •保护 （保护对ESD敏感的产品或零部件，避免 金属接触 ） •屏蔽 （对非ESD安全的物品进行法拉第或距离 屏蔽 ） •消除 （通过接地，离子化消除产生的静电）
Environment ( 环境 )
•温/湿度控制 •离子除静电设备 •员工ESD培训和操作规范的培训 •现场的管理和审核
抗静电材料 能抑制摩擦生电的材料，摩擦电压小于200V的 材料
静电消散性材料 具备一定的导电率以便静电荷被耗散掉， 但导电率不可大到产生危害的程度 表面电阻1x104‐1x1011Ω的材料
ESD控制方法—屏蔽
Michael Faraday
´法拉第罩就是有洞的导 体
´当法拉第笼放在静电场 时,电荷停留在外部的表 面不能渗透到内部
109 Ohms 1011 Ohms
大于1011Ohms静电不 能通过接地消除（消 除速度特别慢）正负 电荷停留在物体表面 并形成静电场影响周 围物体带电
106 — 109Ohms是最理想的ESD材料 对不同的材料控制静电则有有不同的控制方法
静电的概念
• 材料特性与静电的影响：
• 玻璃 • 尼龙 • 羊毛 • 丝绸 • 纸张 • 聚亚氨脂 • 棉花 • 木材 • 硬橡胶 • 聚脂薄膜 • 丙烯酸 • 聚酯 • 特弗龙
ESD控制方法—中和(消除)
离子风机可以消除绝缘物体上产生的大量的静电荷 离子风机的作用是产生大量正负离子，中和目标物体上的电荷
ESD控制方法
ESD 控制 = Man ( 人 ) + Machine (机 ) +Material (料 ) +Method(法 )+ Environment( 环 )
只有两个不同电位的物体相互之间通过电荷的转移达到了平衡，以达到 同样的电位
ESD的危害
什么是ESDS
ESDS:是ESD‐Sensitive的缩写,其中文意思是静电敏感
对静电放电敏感的元器件称为ESD敏感器件。 装配有它们的电路板也是ESD敏感的,称为ESD敏感组件。
操作ESD敏感器件和 ESD敏感组件的时候必须注意ESD保护。 通常半导体器件对ESD较为敏感： 如IC，LED，硬盘磁头，激光器等。 而常规器件如电阻，电感，电容等则一般不敏感。
Man ( 人 )
•手腕带接地; •ESD鞋;ESD椅子; •防静电服;ESD手套… …
Machine ( 机 )
•接地 •与产品接触部件尽量采用ESD材料； •消除或屏蔽电场和干扰……
Material ( 材料 )