静电防护技术培训教材

静电防护指南(ESD工程师培训)信息产业部防静电产品质量监督检验中心目录¾第二篇静电防护原理¾第三篇电子生产使用环境中的防静电系统构成¾第四篇静电敏感器件生产与操作系统管理¾第五篇电子产品制造与应用系统防静电检测¾第一篇静电产生及对电子生产制造业的影响第一篇静电产生及对电子生产制造业的不良影响¾第1节静电产生与静电效应(2)静电放电（ESD）(3)静电感应(1)静电荷产生的电场力221rqqkF=επ41=k(4)摩擦起电序列正（＋）负（－）人手玻璃人发尼龙羊毛丝绸纸棉布木板硬橡胶醋酸人造纤维聚酯明胶聚氨酯聚乙烯硅聚四氟乙烯尘埃粒度与IC芯片间距的比较(1)吸附尘埃¾第2节静电对电子生产制造业的危害(2)静电放电(3)静电感应(4)静电对电子工业造成损害的典型事例¾第3节静电放电敏感器件表1-1静电放电敏感器件分级表1级：敏感电压范围0～1999V元器件类型微波器件(肖特基势垒二极管、点接触二极管和其他工作频率大于1GHZ的检测二极管离散型MOS场效应晶体管声表面波(SAW)器件结型场效应晶体管(JEETs)电荷耦合器件(CCDs)精密稳压二极管(线或加载电压稳定(0.5%))运算放大器(OPAMPs)薄膜电阻器集成电路使用1级元器件的混合电路超高速集成电路(VHSIC)环境温度100℃时，IO0.175A的晶体闸流管(SCRs)2级：敏感电压范围2000～3999V元器件类型离散型MOS场效应晶体管结型场效应晶体管(JEETs)运算放大器(OPAMPs)集成电路(ICs)超高速集成电路(VHSIC)精密电阻网络(R2)使用2级元器件的混合电路低功率双级型晶体管，Ptot≤100mW，Ic＜100mA3级：敏感电压范围4000～15999V元器件类型离散型MOS场效应晶体管运算放大器(OPAMPS)集成电路(ICS)超高速集成电路(VHSIC)所有不包括在1级或2级中的其他微电路Ptot＜1W或IO＜1A的小信号二极管普通要求的硅整流器IO＞0.175A的晶体闸流管(SCRs)350mW＞Ptot＞100mW且400mA＞IO＞100mA的低功率双极型晶体管光电器件(发光二极管、光敏器件、光耦合器)片状电阻器使用3级元器件的混合电路压电晶体¾第4节电子生产使用环境中的静电源(1)静电源及对元器件生产装配的影响1.工作服2.工作鞋3.树脂、浸漆封装表面4.各种包装和容器5.终端台、工作台6.各种绝缘地面7.温箱8.CO2低温箱9.空气压缩机10.某些电子生产设备典型的静电源材料(用品)或活动＊封蜡、涂漆或浸漆表面＊工作台＊普通树脂或塑料面＊工作椅＊塑料地板＊打腊抛光木板＊普通乙烯树脂瓦或板＊普通清浩室工作服＊普通合成面料服装、手套＊非导电的鞋＊纯棉＊普通塑料：袋、罩、封皮＊普通泡沫容器、泡沫材料＊普通塑料托盘、塑料运输斗、瓶、零件盒＊水雾清除器＊普通塑料焊料吸管＊带有不接地焊嘴的烙铁＊通过流体或蒸发或吹干＊温箱＊低温喷射器＊热喷射和压缩机＊喷砂＊静电复印机＊芯片板托架、盘＊工具类＊运转车＊存放柜＊产生静电感应电压并放电:物体或工艺加工工作表面地板服装软包装及操作周转容器装配、清洗、试验修理芯片载体物流器具(用品)高电压设备塑料袋摩擦后所带的静电电压塑料袋种类静电电压(KV)试验条件PP1.5～3PS2～4PE1～3PVC1～3.5PUR1.5～3.5RH=50%、T=20℃、f=25N、S=20mm摩擦片为不锈钢、仪器为TI3000操作人员工作时产生静电的基本情况静电产生方法人在地毯上行走人在乙烯树脂地板上行走人在工作台上操作乙烯树脂说明书封面摩擦聚氨脂泡沫垫子移动静电电压(V)相对湿度：10％～20％相对湿度：65％～90％1600012000600070001800015002501006001400第二篇静电防护原理¾第1节静电耗散与接地(1)静电耗散与接地1.耗散与接地的特殊场合2.耗散与接地的普遍场合¾第2节静电中和¾第3节静电屏蔽与接地¾第4节增湿¾第5节ESDS器件保护网络的设置abcdef(2)ESDS组件保护网络设计的注意事项(1)器件和混合集成电路的保护网络设计注意事项第三篇电子生产、使用环境中的防静电系统构成¾第1节防静电系统构成的基本要求(1)硬件部份1.人体静电防护用品2.防静电物流传递用品3.防静电地坪4.防静电操作系统5.防静电接地6.环境控制系统7.专用生产装联设备8.特殊防静电用具(品)9.静电测量(监控)系统(2)软件部份1.培训大纲与人员培训2.防静电工艺和设计文件3.有关防静电专业标准4.规章制度和操作规程5.完整质量保证体系(包括检查和试验)6.各种防静电警示标志7.贮存和运输要求。¾第2节防静电装备(产品)与防静电工作区(1)防静电工作区(EPA)定义(2)防静电装备(用品)1.防静电工作服2.防静电鞋（导电鞋）3.防静电腕带和脚带4.防护指套5.防静电袜子6.工作帽7.防静电包装（袋、周转箱、托盘、盒、泡沫充填物、发泡材料）8.运转车、存放柜(架)9.防静电地坪10.工作台、工作椅11.防静电工具类12.防静电接地13.环境控制系统14.专用生产装联设备15.电离静电消除器（电离器）16.防静电剂13.环境控制系统14.专用生产装联设备15.电离静电消除器（电离器）16.防静电剂0.135×135×535×1035×3535×350————0.2(35×0.2)35×135×235×7.535×7535×750———0.3——35×0.8635×335×3035×300———0.5———35×135×1035×10035×100035×1000035×1000005.0——————35×735×7035×70000.1μm1级0.1μm5级0.1μm10级1级(0.1μm35级)10级100级1000级10000级100000级级别检测的粒径μm注：表中“×”号后面的数字为每立方英尺空气中的粒子数。括号内的数字为参值。粒/立方米注：●表示必须配置项目○表示需要时配置项目或局部区域配置项目。●●●●○●●○●●●●○●●●●○●●●●○○○●○○○●●●○●●●●●○○○●●○○●●●●●●●○○●●●●●○●●○●○○●●●●○○○●●○○○●●●●●○○●○●○○●●●○●●●●○○●●●●●●●●●●●○●●●●○○●●○●●●●●●○○○●●●○●●●●●○●●●●●●●●●●○●●●●●●○○●●●○●○●○○●●●○●○●○●●●●●●○●○●●配置部位配置项目器材名称元器件待验元器件检验及老化筛选元器件库房元器件预处理设计工艺实验室装配调试机房维修外场维修运输防静电元件存放架静电识别标签防静电元件盒(袋)防静电桌垫防静电地垫防静电周转箱防静电运输车防静电工作服防静电腕带腕带监视器导电鞋束防静电工作鞋防静电工作手套防静电烙铁防静电吸锡器防静电印刷板架静电电压表离子风静电消除器防静电维修箱(包)防静电海棉泡沫防静电接地线(带)防静电工作区标志牌防静电文件袋抗静电剂(溶液)静电监测设备防静电装备（用品）基本配置表17.防静电装备（用品）图示防静电PVC材料防静电手腕带、手套防静电活动地板、环氧树脂地坪防静电包装袋（泡沫塑料等）防静电周转容器、盒防静电电烙铁防静电吸锡器离子枪离子静电消除器防静电工具（刷子、镊子等）防静电运转车防静电工作台防静电工作椅(3)防静电工作区（EPA）构成注意事项1.EPA内接地注意2.防静电工作区的其它要求EPA工作区¾第3节防静电接地及与其它几种接地的关系(1)几种接地概念1.保护接地CBACKI电源电源CBCKII`I人体触及绝缘损坏的电气设备外壳时，电流的通路当设有接地装置时，人体触及绝缘损坏的电器外壳时的电流通路RddRrrII='2.工作接地3.重复接地CBA高压低压工作接地重复接地保护接地cbao工作接地、保护接地、重复接地示意图nonxdrrrUU+=4.中性点、零点和中性线、零线5.防雷接地6.静电接地(2)防静电接地和其它几种接地的关系主变电箱防静电岗位(接地线)1MΩR(4Ω)相相相零地三相五线制地线引出图(3)EPA外静电接地要求1.接地装置的装设地点2.接地装置的埋设3.人工接地网的布置4.敷设地线的人工安装名称圆钢直径(mm)扁钢截面(mm)厚(mm)角钢厚度(mm)钢管壁厚(mm)2建筑物内624221屋外109032.52.5地下16120443.5钢接地体最小尺寸表5.地线埋设举例①一般的埋设方法1×4扁钢接地线100mm管夹焊缝2.5～3mΦ50钢管接地体90mm扁钢焊缝钢管管夹接地线(扁钢)接地体(钢管)地面1m3～10m2.5～3m(a)单根(b)多根地线埋设示意图②条形地线的埋设管长(m)直径(mm)土壤性质泥沼黑土粘土砂质粘土22.532511.52528383011.322.52736351121.826354010.821.325.5344510.520.82533.55010.320.324.532.5259.6192331309.218.822.529.535918.321.829408.817.82128.5458.617.520.828508.41720.527.525816.519.826.5307.61619.325.5357.415.518.825407.31518.524.5457.214.8182450714.517.523.5单根钢管接地体的接地电阻值μnRR1=泥沼黑土粘土沙质粘土沙土湿沙中等湿度的沙石砂23.947.857.576.528738347895614.52934.846.317423229058010.921.826.234.9131174.52184366.412.815.320.476.81021282564.69.21116.255.373.5921843.67.28.614.743.257.672144条长(m)土质1236912铁条接地体的接地电阻条数条长(mm)369122111130.750.770.780.8040.620.650.680.70放射条形地线利用系数μ值表③埋设地线的注意事项地面地线引线埋深铁条接地体条形地线图EBP接地连接点符号式样第四篇静电敏感器件生产与操作系统的管理¾第1节防静电工艺及其要求(1)静电防护方法的选择与工艺要求1.固定岗位的范畴2.区域内要装统一的接地母线防静电工作区的接地母线布置实例防静电桌面连接点示意图双层操作台防静电工艺布置图静电防护区等效电路图3.流动岗位的静电控制方法4.流动岗位的防静电工艺设计(2)防静电操作环境的静电控制方法与措施1.要求防静电操作环境的范畴2.防静电操作环境的工艺设计接地带腕带维修包修理作业采用静电维修包示意图1.生产中的主要工艺环节2.建立静电防护区（点）的工艺原则3.静电防护区（点）的一般要求4.静电敏感器件在进厂检验中静电防护及要求防静电标签（志）（a）（b）(3)生产过程中各主要工艺环节的防静电要求5.静电敏感器件在运输、存贮、保管中的静电防护及要求6.静电敏感器件在配料、收、发、领、退料中的静电防护及要求7.静电敏感器件在预处理过程中的静电防护及要求8.印制电路板装插、焊接过程中的静电防护及要求9.印制电路板测试检验过程中的静电防护及要求10.印制电路板中间处理过程中的静电防护及要求11.试运转、观察及工艺老练过程中的静电防护及要求12.包装工艺的静电防护及要求质量管理的主要内容和质保体系有：¾第2节防静电系统质量管理与企业ESD培训(1)静电分析1.产品分析的内容2.环境静电场（源）分析的内容(2)产品的静电防护性能设计1.设计文件2.工艺文件3.标准化(3)工程设计的内容(4)静电防护管理是企业管理的重要内容频次项目要求说明每日检查腕带对地电阻7.5×105～3.5×107Ω未使用腕带监视器情况下作此项检查防静电鞋对地电阻105～109Ω/≤105Ω防静电服穿着情况目测检查应扣紧纽扣，穿戴整齐每周检查防静电工作台接地目测检查，接地良好防静电地垫完好目测检查，