静电防护措施优秀课件.ppt

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1、静电防护措施第1页，本讲稿共28页內 容n什麼是ESDn為什麼要做ESD控制nESD控制包括那些n如何達成第2页，本讲稿共28页靜電n是一種靜止的電荷，電子不均勻分怖的結果n主要是摩擦產生，其他像電場誘發、直接充電n摩擦電荷的極性與強度是由摩擦電序列所決定第3页，本讲稿共28页磨擦產生磨擦產生靜電靜電Triboeletric Charge接觸分離第4页，本讲稿共28页石棉兔毛醋酸纖維玻璃雲母頭髮耐龍羊毛獸毛鉛蟬絲鋁紙棉鋼木琥珀蠟橡膠密拉(聚酯膜)鎳銅銀抗紫外線材黃銅金/白金硫醋酸嫘瑩賽路璐奧龍亞克力賽侖聚氨酯聚酯聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯KELF矽鐵弗龍矽橡膠磨擦靜電序列磨擦靜電序列越多正電越多負電

2、第5页，本讲稿共28页常見的靜電產生事件TYPICAL ELECTROSTATIC VOLTAGES*EVENT 相 對 濕 度 10%40%55%Walking across carpet 35,000 15,000 7,500 (地毯上行走)Walking across vinyl floor 12,000 5,000 3,000 (PVC地板上行走)Motions of bench worker 6,000 800 400 (工作台作業員的活動)Remove DIPs from plastic tubes 2,000 700 400 (從塑膠管取出DIPs)Remove DIPs fro

3、m vinyl trays 11,500 4,000 2,000 (從塑膠盤取出DIPs)Remove DIPs from Styrofoam 14,500 5,000 3,500 (從聚苯乙烯棉取出DIPs)Remove bubble pack from PCBs 26,000 20,000 7,000 (取下PCB的包裝)Pack PCBs in foam-lined box 21,000 11,000 5,500 (PCB裝箱)*Source:AT&T ESD Control Handbook-1989第6页，本讲稿共28页ESD(ElectroStatic Discharge)n靜電釋

4、放的簡寫，是電荷在不同電位物體間轉移的現象n像閃電、手觸門把的觸電感等都是ESDn一般我們可感覺的ESD都在3,000volts以上n對元件而言，只要幾十伏特就足以造成破壞第7页，本讲稿共28页為什麼要控制ESD?n避免灰塵吸附n減低元件被破壞n減少產品失效或運作不穩定n避免人員受傷n預防火災或爆炸發生n每年因靜電不當釋放所造成損失高達數十億美金以上第8页，本讲稿共28页靜電破壞的元件損失 Informal Summary of Static Losses by Level Static Losses Reported 最小值 最大值 平均值 Description Min.Loss Max.

5、Loss Est.Avg.Loss Component Manufacturers 4%97%16-22%(元件製造商)Subcontractors 3%70%9-15%(次合約商)Contractors 2%35%8-14%(合約商)User 5%70%27-33%(消費者)Source:Stephen Halperin,Guidelines for Static Control Management,Eurostat,1990.第9页，本讲稿共28页半導體不良的成因Source:Semiconductor Reliability News，March 1993第10页，本讲稿共28页靜電對

6、元件的破壞程度上可分為:傷害性故障-元件永久失效，出廠前可以發現，約佔10%隱藏性破壞-出廠正常，但運作不穩定，回廠機率增加，約佔90%方式上可分為:對元件放電-HBM、MM從元件放電-CDM 電場誘發放電第11页，本讲稿共28页元件敏感度n元件消散能量的能力或承受電伏的程度n每一種元件在不同放電模式下會有不同的敏感度n借助不同的放電模式來測試元件的敏感度，是決定ESD控制等級的第一步第12页，本讲稿共28页ESD CONTROL靜電釋放控制Human Body Model人體模式 帶電人員接觸元件放電Machine Model機器模式 帶電工具或設備接觸元件放電Charged Device

7、Model帶電元件模式 帶電元件接觸導體放電第13页，本讲稿共28页Human Body Model人體模式 帶電人員接觸元件放電Typical Human Body Model CircuitESDS Component Sensitivity Classification-Human Body Model(per ESD STM5.1-1998)第14页，本讲稿共28页Machine Model機器模式 帶電工具或設備接觸元件放電Typical Machine Model CircuitESDS Component Sensitivity Classification-Machine Mo

8、del(per ESD STM5.2-1998)第15页，本讲稿共28页Charged Device Model帶電元件模式 帶電元件接觸導體放電Typical Charged Device Model CircuitESDS Component Sensitivity Classification-Charged Device Model(per ESD STM5.3-1998)第16页，本讲稿共28页Susceptibility of Electronic Components to ESD各種元件的靜電敏感度 元件類型 靜電敏感度(伏特)VMOS 30-1,200 Mosfet,GaAs

9、fet,EPROM 100-300 JFET 150-7,000 OP-AMP 190-2,500 Schottky Diodes 300-2,500 Film Resistors 300-3,000 Schottky TTL 1,000-2,500 第17页，本讲稿共28页元件敏感度依美國國防部標準，元件敏感度依美國國防部標準，MIL-STD-1686C，有明確分級，以人體模式為例，有明確分級，以人體模式為例:級數0-1C:敏感度 0 到 1999 伏特Microwave and high frequency devices(Schottky barrier diodes,probe con

10、tact diodes,other detector diodes)Discrete MOSFET devicesSAWJFETSCCDsPrecision voltage regulator diodesOP AMPThin film resistorsIntegrated circuitsHybrids utilizing class 1 partsVHSICSCRsDAMAGEYOUCANTFEEL無法感覺損害無法感覺損害第18页，本讲稿共28页級數2:敏感度 2,000 到 3,999 伏特Discrete MOSFET devicesJFETsICsVHSICPrecision re

11、sistor networks(type RZ)Hybrids utilizing class 2 partsLow power bipolar transistorsDAMAGEYOUMIGHTFEEL可能感覺損害可能感覺損害第19页，本讲稿共28页級數 3A-3B:敏感度 4,000 到 8,000 伏特以上Discrete MOSFET devicesJFETsOP AMPSICsVHSICSmall signal diodesResistor chipsGeneral-purpose silicon rectifiers Opto-electronic devices(LEDs,pho

12、to transformers,opto couplers)All other microcircuits not included in class 1 or class 2Resistor chipsPiezo electric crystalsHybrids using Class 3 partsDAMAGEYOU CANPROBABLYDETECT ASA SPARKWITH YOUROWN BODY身體可能產生身體可能產生火花而查覺損害火花而查覺損害第20页，本讲稿共28页製程技術提升相對提高了元件的敏感度 Technology Trends 1995 1998 2001 2004

13、2007Feature size(mm)0.35 0.25 0.18 0.12 0.10Voltage(V)3.5 2-3.5 1.50-1.9 1.0-1.5 1.0 Source:Terry Welsher,Bell Labs,Lucent Technologies,12/2/97 第21页，本讲稿共28页如何控制ESD1.Design In Immunity 設計上加強元件的免疫力2.Eliminate and Reduce Generation 消除或減少靜電的產生3.Dissipate and Neutralize 安全的釋放與中和靜電4.Protect Products 保護元件第

14、22页，本讲稿共28页Design In Immunity 設計上加強元件的免疫力使用較不敏感的元件或裝置提供適當的輸入保護隨製程技術的提升，更微小與複雜 的幾何空間是無法避免的第23页，本讲稿共28页Eliminate and Reduce Generation 消除或減少靜電的產生減少靜電產生的製程與材料保持不同製程與材料在相同的電位提供接地途徑第24页，本讲稿共28页Dissipate and Neutralize 安全的釋放與中和靜電使用導電或防靜電材，提供靜電的宣洩途徑並正確接地對絕緣性材料，以中和靜電方式第25页，本讲稿共28页Protect Products 保護元件提供零件與設備接地，防止靜電釋放至元件使用防靜電的包裝材料，防止運送過程中的靜電事件第26页，本讲稿共28页如何做好ESD控制1.設立ESD小組與聯絡人2.確定損失程度3.評估設備，製程與需求4.確認ESD敏感元件5.建立評審制度6.獲取高階管理的支持7.ESD控制步驟與規範8.人員訓練9.審視，監督，分析，報告，回饋，改善第27页，本讲稿共28页三廠興建全廠靜電防護措施規劃全廠靜電基本常識之教育訓練成立跨部門之ESD靜電防護小組提出各項靜電措施之維護管理制度導入靜電消除之有效方法以達客戶 之要求微星靜電防護措施成果微星靜電防護措施成果第28页，本讲稿共28页