《静电释放防护》培训教材(共61张).pptx
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1、ESD 防防 护护培训课题:培训课题:提提 示示 请将手机设置请将手机设置成震动模式。成震动模式。培培 训训 大大 纲纲一一.什么是什么是ESD1.静电的概念静电的概念2.静电是如何产生的静电是如何产生的二二.为什么要防静电为什么要防静电1.ESD的危害的危害2.ESD防护的好处防护的好处三三.如何防静电如何防静电1.ESD产生的原因产生的原因2.ESD各项防护措施各项防护措施3.ESD防护物品防护物品4.自我检查的流程及实施自我检查的流程及实施5.5.静电防护管理规定及常见防静电标识静电防护管理规定及常见防静电标识一一 什什 么么 是是 ESD中中 文文 名名 称:称: 静静 电电 释释 放
2、放英英 文文 名名 称:称:ElectrostaticDischarge-+1 1 静电的概念静电的概念1.1 静电的本质物质由分子和原子组成,原子由原子核和电子组成.原子核带正电,电子带负电.自然条件下,正负电荷平衡,物体不带电.这类物体叫电中性物体.在特定条件下,正负电荷的平衡被打破,则物体带电-这种现象叫物体带电.物体带电分动电和静电所谓静电指对观察者而言,电荷静止不动或运动非常缓慢.动电则有电荷的快速运动和变化.1.1 1.1 原子的原子的结构结构1.2 1.2 静电起电与放电现象静电起电与放电现象静电可有很多种方式产生,如物体间的摩擦,电场感应,介质极化,带电颗粒附着等等摩擦起电:
3、当两个物体产生摩擦时,摩擦表面的电子会从一种物体跑到另一个物体上,分离后,两个物体的正负电荷失去平衡,得到电子的带负电,失去电子的带正电.感应起电:当有强电场(大的带电体)存在时,附近的物体被感应,局部或整体产生电荷,这类带电称为感应带电.当带电的物体与一些导体等接触时或靠的很近时,电荷会找到一个途径突然释放掉,这种现象叫静电放电.静电放电的条件是:首先有静电存在,其次要有一定的途径.静电放电的原因和条件多种多样,控制静电放电是在人们生活和工作中的各个方面所追求的.1.3 1.3 静电现象静电现象静电现象举例1.握手或手接触时常被电击一下,是由于人身带了静电.接触时突然放电所致2.自然界中的放
4、电例子很多,如大气中带有很强的电荷,在80KM处,对地电位有200KV.3.云相互摩擦而带大量的电荷,相互放电形成能量巨大的雷电,对地放电则可能形成雷击.4.工业中,如印刷中,纸离开滚筒时静电电压高达20KV.5.我们生产线中,人体带电,摩擦带电,和感应带电等随时存在,不加控制,可造成危害.静电现象静电现象- -雷电雷电ESD59%2 静电是如何产生的静电是如何产生的相相 互互 接接 触、触、 摩摩 擦擦 或或 滑滑 动(动(接触带电接触带电)两两 物物 体体 分分 开开 时时(分离带电分离带电)两两 个个 带带 电电 物物 体体 互互 相相 靠靠 近近 时时(感应带电感应带电) z 分离摩擦
5、2.1 静电产生举例静电产生举例分离分离, ,摩擦摩擦等起电的过程等起电的过程摩擦起电的形成过程摩擦起电的形成过程物体接触后表面电位差物体接触后表面电位差, ,产生接触电荷转移产生接触电荷转移, ,形成耦电层形成耦电层, ,物体快速分离物体快速分离, ,产生静电荷产生静电荷人体电容静电模型人体电容静电模型人体的静电并行电容模型充电的导体1电介质充电导体1地板脚鞋人体带电和环境的关系人体带电和环境的关系人体电容典型值人体电容典型值人体的典型静电电压人体的典型静电电压 电压(伏) 动作 相对湿度10%40%55%在地毯上行走35000150007500在塑料地毯上行走1200050003000移动
6、凳子6000800400从塑料管中取IC2000700400用泡沫和包装线路板210001100055002.2 摩擦起电静电序列摩擦起电静电序列人手图毛玻璃云母人头发尼龙羊毛毛皮铅丝绸铝纸棉花钢木材琥珀封蜡硬橡胶镍,铜,黄铜,银金,白金硫磺醋酸酯纤维素聚酯赛璐珞奥纶聚氨酯聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯硅聚四氟乙烯硅橡胶+-离的越近离的越近静电越轻静电越轻前面的带正电前面的带正电, ,后面的带负电后面的带负电1 ESD 的的 危危 害害静电电击静电电击火火灾灾及爆炸及爆炸绝缘设备绝缘设备破破环环生生 产产 成成 本本 提提 高高产产 品品 质质 量量 降降 低低客客 户户 的的 损损 失失二二 为什么要
7、防静电为什么要防静电1.1 ESD 1.1 ESD 对电子元器件的对电子元器件的 危害危害静电静电的基本物理特性为:吸引或排斥,与大地有电位差,会产生放电的基本物理特性为:吸引或排斥,与大地有电位差,会产生放电电流。这三种特性能对电子元件的三种影响:电流。这三种特性能对电子元件的三种影响:1静电静电吸附灰尘,降低元件绝缘电阻(缩短寿命)。吸附灰尘,降低元件绝缘电阻(缩短寿命)。2静电静电放电破坏,使元件受损不能工作放电破坏,使元件受损不能工作(完全破坏完全破坏-即即 时时 失失 效效)。 静电静电放电电场或电流产生的热放电电场或电流产生的热,使元件受伤使元件受伤(潜在损伤潜在损伤-延延 时时
8、失失 效效)。3静电静电放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏放电产生的电磁场幅度很大(达几百伏/米)频谱极宽米)频谱极宽(从几十从几十兆到几千兆兆到几千兆),对电子产器造成干扰甚至损坏,对电子产器造成干扰甚至损坏(电磁干扰电磁干扰)如果组件全部破坏,必能在生产及品管中被察觉而排除,影响较小,如果组件轻微如果组件全部破坏,必能在生产及品管中被察觉而排除,影响较小,如果组件轻微受损,在正常测试下不易发现,在这种情形下,常会因经过多层之加工,甚至已在受损,在正常测试下不易发现,在这种情形下,常会因经过多层之加工,甚至已在使用时,才发现破坏,不但检查不易,而且其损失亦难以预测。要耗费多少人力及使用时,才
9、发现破坏,不但检查不易,而且其损失亦难以预测。要耗费多少人力及财力才能清查出所有问题,而且如果在使用时才察觉故障,其损失将可能巨大。财力才能清查出所有问题,而且如果在使用时才察觉故障,其损失将可能巨大。1.2 ESD对电子产品的危害对电子产品的危害静电静电对电子产品损害的特点对电子产品损害的特点:(1). 隐蔽性隐蔽性人体不能直接感知静电除非发生静电放电人体不能直接感知静电除非发生静电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉但是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这是因为人体感知的静电放电电压为静电放电电压为23 KV,所以所以静电静电具有隐蔽性。具有隐蔽性。(2
10、). 潜在性潜在性有些电子元器件受到静电损伤后的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。因此有些电子元器件受到静电损伤后的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。因此静电对器件的损伤具有潜在性。静电对器件的损伤具有潜在性。(3). 随机性随机性电子元件甚么情况下会遭受静电破坏呢电子元件甚么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说,从一个元件产生以后,一直到它损坏以前,所有的过程都可以这么说,从一个元件产生以后,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动性性。其损坏也具有随机动性性。受到静电的威胁,而这些静电的产生也具有随机动
11、性性。其损坏也具有随机动性性。(4).复杂性复杂性静电放电损伤的失效分析工作,因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱,要求较高的技术静电放电损伤的失效分析工作,因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱,要求较高的技术并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。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,并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。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,使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在对静电放电损害未充分认识之前,常常归因于早期失效或情况不明使人误把静电损伤失效当作其他失效。这在对静电放电损害未充分认识之前
12、,常常归因于早期失效或情况不明的失效,从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子器件损伤的分析具有复杂性。的失效,从而不自觉地掩盖了失效的真正原因。所以静电对电子器件损伤的分析具有复杂性。 See5000VHear4500VTouch3500VComponentDamage15-30V电电 压压 刻刻 度度 表表1.3 ESD 1.3 ESD 的的 危危 害害 对对 静静 电电 防防 护护 来来 说说30 伏伏为为 安安 全全 电电 压压对对 静静 电电 敏敏 感感 元元 件件 来来 说,说, 可可 能能十十 几几 伏伏的的 电电 压压 就就 可可 将将 它它 击击 穿穿人体的放电过程人
13、体的放电过程器件器件电容电阻典型静电电压典型静电电压ESD造成造成的代价的代价!30V可能就可能就把器件给把器件给”毙毙”了了!1. 1.4 4 静电危害和利用静电危害和利用- -案例案例1 1某大电信公司单板损害案某大电信公司单板损害案维修部门发现某批次以后生产的交换机用户板维修部门发现某批次以后生产的交换机用户板,在打雷时特别容易损坏在打雷时特别容易损坏,但以前生但以前生产的同类用户板抗雷能力要强的多产的同类用户板抗雷能力要强的多.大量的用户板返修大量的用户板返修,维护成本维护成本,赔偿成本赔偿成本,形象成形象成本损失巨大本损失巨大.电信局长直接找老板问罪电信局长直接找老板问罪.老板下达必
14、须尽快查找原因老板下达必须尽快查找原因.并暂停该单板并暂停该单板的生产的生产.分析从设计到生产过程的可能原因分析从设计到生产过程的可能原因:1. 单板升级一次单板升级一次,改动一个电阻改动一个电阻2. 110种物料种物料20种换过一个批次种换过一个批次,其中包含一个其中包含一个CMOS专用集成电路专用集成电路.3. 生产过程基本未变生产过程基本未变,但换过一个测试针床但换过一个测试针床,增加一个测试单元增加一个测试单元.4. 单板的前面板在新升级板上单板的前面板在新升级板上,增加了一个测试口增加了一个测试口.经过从设计到生产经过从设计到生产,包装运输入库包装运输入库,各个环境的努力各个环境的努
15、力,近一个月的攻关近一个月的攻关,大量的分析大量的分析,终于终于发现发现,是上述是上述CMOS电路软损伤造成电路软损伤造成.原因原因: 新板单板的升级时新板单板的升级时,设计人员为减少成本设计人员为减少成本,物料选用把抗物料选用把抗ESD指标降格指标降格,同时设计时增同时设计时增加的测试口加的测试口,刚好占用了以前的保护地的一小点刚好占用了以前的保护地的一小点,使面板与保护地接触不良使面板与保护地接触不良,致使致使,塑料塑料面板上的静电荷不能与板地电位持平面板上的静电荷不能与板地电位持平.测试时增加的针床测试时增加的针床,刚好造成一种约刚好造成一种约800V的放的放 电电,使器件造成软损伤使器
16、件造成软损伤.这次静电损害使公司损失近这次静电损害使公司损失近5000万万.(为此每个开发人员为此每个开发人员,减少减少1万元奖金万元奖金)1. 1.4 4 静电危害和利用静电危害和利用- -案例案例2 2z某公司生产的可切换逆变电源某公司生产的可切换逆变电源,因是老板高价聘请的某大电信因是老板高价聘请的某大电信公司的设计人员设计公司的设计人员设计,样机整机性能指标均上佳样机整机性能指标均上佳.老板攻关有老板攻关有一套一套,设计人员准备采用设计人员准备采用.请物料认证部门进行考擦请物料认证部门进行考擦,发现其生发现其生产不规范产不规范,工人无工人无ESD基本知识基本知识,也无相应的也无相应的E
17、SD防范程序防范程序,而而其产品必须达到电信标准其产品必须达到电信标准,可靠性受到怀疑可靠性受到怀疑.物料经理不敢批物料经理不敢批准准.因此设计部门只能选其它厂家因此设计部门只能选其它厂家.该老板一下子损失每年近该老板一下子损失每年近2000万的订单万的订单.2 ESD2 ESD防护的好处防护的好处降降 低低 成成 本本提提 高高 产产 品品 质质 量量客客 户户 满满 意意增增 加加 利利 润润三三 如何防静电如何防静电静电是有产生原因的静电是有产生原因的-消除静电产生的根源消除静电产生的根源静电产生无处不在静电产生无处不在,静电产生防不胜防静电产生防不胜防-减少静电的强度减少静电的强度,采
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