QMK-JXX.XXX-20072010-11-05实施2010-10-05发布工厂防静电工艺规范 26工厂防静静电工艺艺规范1 范围本标准规规定了科科学保护护电子元元器件,减减少静电电对产品品的损害害,提升升我们的的产品质质量本标准适适用于公公司各部部门,商商用空调调可参照照执行2 规范性引引用文件件下列文件件中的条条款通过过本标准准的引用用而成为为本标准准的条款款凡是是注日期期的引用用文件,其其随后所所有的修修改单(不不包括勘勘误的内内容)或或修订版版均不适适用于本本标准,然然而,鼓鼓励根据据本标准准达成协协议的各各方研究究是否可可使用这这些文件件的最新新版本凡凡是不注注日期的的引用文文件,其其最新版版本适用用于本标标准ANSII/ESSDS220200 静电放放电控制制程序IED6613440-55-1电电子器件件静电的的防护———基本本要求GB1220144防静电电服GB1221588 防止静静电事故故通用导导则GB/TT 1554633 静电安安全术语语GB 2211446个体体防护装装备 职职业鞋GJB//Z 225 电子设设备和设设施的接接地, 搭接和和屏蔽设设计指南南GJB//Z1005电子子产品防防静电放放电控制制手册GJB 30007A 防静电电工作区区技术要要求SJ/TT106694电电子产品品制造与与应用系系统防静静电检测测通用规规范3 术语和定定义下列术语语和定义义适用于于本标准准。
3.1 名词解释释:3.1.1 静电:一一种处于于相对稳定定状态的的电荷由它所引起的磁场场效应较较之电场效效应可以以忽略不不计3.1.2 静电放电电(ESSD)::是指带带电体周周围的场场强超过过周围介介质的绝绝缘击穿穿场强时时,因介介质电离离而使带带电体上上的静电电荷部分分或全部部消失的的现象3.1.3 静电放电电敏感器器件(SSSD或或ESDDS器件件):易易于受静静电放电电损坏的的电子器器件(组组件)3.1.4 静电感应应:在静静电场影影响下引引起物体体上电荷荷重新分分布,并并在其表表面产生生电荷的的现象3.1.5 静电耗散散:将电电子生产产用的各各类用品品(装备备)用EESD防防护材料料来制备备当因因各种原原因在其其上产生生静电时时,通过过静电消消散使其其静电不不能在用用品(装装配)的的某点或或区域积积聚,降降低单位位面积的的静电电电量,从从而降低低静电电电位作用用,防止止静电放放电的发发生3.1.6 静电泄露露:将带带电体上上的电荷荷通过内内部和其其表面等等途径,而而使之部部分或全全部消失失的现象象3.1.7 静电中和和:将带带电体上上的电荷荷与其内内部和外外部相反反极性的电电荷(电电子或离离子)的的复合而而使所带带静电荷荷部分或或全部消消失的现现象。
3.1.8 静电屏蔽蔽与接地地:对某某些高压压电源屏屏蔽与接接地,从从而避免免静电场场对SSSD和SSSD组组件的感感应及静静电放电电的产生生3.1.9 防静电工工作区(EEPA)::配备各各种防静静电设备备和器材材、能限限制静电电电位,具具有确定定边界和和专门标标记的适适于从事事静电防防护操作作的场所所叫防静静电工作作区;凡凡是操作作或生产产静电放放电敏感感电子产产品(元元器件)的的场所,都都应视为为需要防防静电的的工作区区,在该该区域内内不论是是硬件还还是软件件管理都都应符合合防静电电系统构构成的要要求同同时在工工作区内内任一指指定空间间所允行行的对大大地(接接地)的的静电电电位值不不超过±±1000伏(AA级),或或者不超超过±10000伏(BB级)见见如下附附图1::1 附图1::防静电电工作区区域图11-防静静电接地地轮子 22-接地地的工作作表面33-防静静电仪表表4-鞋祙祙试验器器 55-腕带带和腕带带接地 66-接地地线7-静电电放电接接大地装装置 8--静电地地 99-接地地连接点点10-脚脚跟带(静静电鞋) 111-消电电器 (离离子风机机)122-防静静电台(桌桌)垫13-防防静电椅椅 14--防静电电地板 155-防静静电工作作服(带带防静电电帽)16-防防静电存存放架 117-防防静电托托盘(架架) 118-防防静电工工作区警警示标记记19-机机器设备备3.1.10 表面电阻阻:在一一给定的的通电时时间后,施施加于材材料表面面上的标标准电极极之间的的直流电电压对于于电极之之间的电电流的比比值,单单位Ω。
3.1.11 表面电阻阻率:沿试样样表面电电流方向向的直流流电场强强度与该该处电流流密度之之比,单单位Ω/阻率::定义为为单位宽宽度、单单位长度度材料的的表面电电阻值,即即正方形形材料两两对边间间的表面面电阻值值,单位位为Ω,其数值值大小与与正方形形的几何何尺寸无无关3.1.12 体积电阻阻:在一一给定的的通电时时间后,施施加于材材料的相相对两个个表面上上的接触触电极之之间的直直流电压压与流过过两电极极电流的的比值,单单位Ω3.1.13 体积电阻阻率:沿沿试样体体积电流流方向的的直流电电场强度度与该处处电流密密度之比比,单位位为Ω·m3.1.14 静电接地地:将带带静电物物体或有有可能产产生静电电体与大大地构成成电气回回路的接接地叫静静电接地地3.2 测量仪表表:3.2.1 手腕带//脚带/防静电电鞋综合合检测仪仪:用于于检测手手腕带,脚脚带,防防静电鞋鞋是否符符合要求求,一般般设立在在车间入入口处较较明显的的位置,以以方便测测量3.2.2 除静电离离子风机机检测仪仪:用于于定期对对离子风风机平衡衡度和衰衰减时间间进行检检测及校校验以确确保离子子风机工工作在安安全的指指标范围围3.2.3 静电场探探测仪::用于测测量静电电场以反反映静电电的存在在,以电电压形式式读数,用用来测试试环境的的静电强强度。
一一般受环环境影响响和静电电瞬间特特性,很很难真实实反映实实际情况况3.2.4 静电屏蔽蔽袋测试试仪:用用于检测测静电屏屏蔽袋的的屏蔽效效果3.2.5 表面电阻阻测量仪仪:用于于测量材材料表面面电阻,体体积电阻阻3.3 人体静电电防护用用品:防防静电工工作服、防防静电鞋鞋(鞋束束)、手手腕带、手手套(指指套)、帽帽子、袜袜子生产现场场人员配配具见附附表:岗岗位作业业过程人人体防静静电配具具表3.3.1 防静电工工作服::防静电电工作服服采用导导电纤维维和棉等等混纺制制成,或或用渗碳碳或导电电合成纤纤维布制制作当当与其它它物体摩摩擦时,产产生的静静电通过过导电维维与人体体的接触触泄露或或通过导导电纤维维间的电电晕放电电、耗散散,从而而防止静静电积累累3.3.2 防静电鞋鞋(导电电鞋)::该鞋鞋鞋底是用用加入导导电材料料的合成成橡胶(橡橡塑)制制成,用用以将EESDSS器件操操作人员员所带静静电荷泄泄露大地地,防止止人体静静电积累累3.3.3 防静电腕腕带和脚脚带:操操作ESSDS器器件的人人都应使使用防静静电腕带带和脚带带,腕带带和脚带带的作用用是迅速速将人体体静电荷荷泄露到到大地一一航的防防静电腕腕带由带带扣、带带子和接接地连接接线组成成。
带子子、带扣扣和接地地连接线线具有良良好的电电气接触触为了了保证操操作人员员安全,通通常在腕腕带的接接连接线线上串有有一只11MΩ电阻,以以限制人人体触电电时流过过的电流流不大于于5毫安安3.3.4 防护指套套:操作作ESDDS的器器件的人人所使用用的指套套,是用用加入抗抗静电剂剂的乳胶胶制成,用用以预防防ESDDS器件件因不等等电位造造成损失失指套套的表面面和体积积电阻应应低于11× 1009Ω3.3.5 防静电袜袜子:防防静电袜袜子是在在袜底材材料中植植入导电电丝制备备而成,用用来实现现人体和和导电鞋鞋的电气气接触袜袜底电阻阻不应大大于1×× 1008Ω3.3.6 工作帽::制作帽帽子材料料和工作作服一样样,不仅仅用于防防静电,而而且具有有防止操操作人员员头部尘尘埃,毛毛发掉落落ESDDS器件件的防尘尘作用4 岗位防静静电策略略:4.1 静电接地地工程::4.1.1 一般情况况下,由由于静电电接地泄泄放静电电有时会会产生较较高脉冲冲,对仪仪器产生生干扰;;以及仪仪器设备备漏电时时,对人人体造成成安全危危险,因因此静电电接地系系统与设设备接地地系统要要分开,其其接地地地桩应相相距至少少10mm。
4.1.2 接地系统统选地时时应注意意土壤电电阻率要要小于55*1004Ω.m,接地体体与土壤壤的接触触面积极极要大,接接触密度度要高,接接触要紧紧静电电接地电电阻一般般要求小小于2ΩΩ4.2 电子一般般操作岗岗位了防防静电策策略:见见附表11:岗位位作业过过程人体体防静电电配具表表 岗岗位名称称防静电用用品固定操作作AI操作SMT操操作OTP室室成型上料员波峰操作作维修岗位位辅助人员员入仓运输输成品检验验进货检验验参观人员员防静电工工作帽●●●●●●●●●●●●●防静电工工作服●●●●○●●○○○●○○防静电手手腕●○○●●○○●○○●●○防静电手手套○●○○○●○●●●●●○防静电指指套○○○●○○○○○○○○○防静电脚脚腕○○○○○○○○○○○○○防静电袜袜子-○○○---------防静电鞋鞋●●●●●●●●●●●●○导电鞋束束○○○○○○○○○○○○●表1○表示需需要时配配置项目目或局部部配置项项目 ●需无条条件配置置项目 --表示无无此项要要求 固定岗岗位:在在此,固固定岗位位指会接接触静电电敏感器器件不用用移动进进行性操操作的岗岗位4.3 移动动操作岗岗位防静静电策略略:会接触电电控部件件静电敏敏感器件件的移动动操作工工位防静静电措施施,由于于其移动动范围大大,带防防静电手手环不利利于操作作,利用用防静电电地垫代代替了静静电地板板,操作作人员带带防静电电脚环,,穿防静静电鞋,双双脚在防防静电地地垫内进进行操作作。
如下下图2:图24.4 防静电区区域通用用接地方方法,如如下图33:图34.5 总装电控控维修场场所与维维修人员员必需进进行相关关防静电对策,并并参照44.4执执行5 工厂的防防静电对对策5.1 防静电基基本对策策防静电基基本考虑虑方式有有①防止静静电产生生;②对带电电体进行行静电泄泄露;③避免静静电放电电(适量量缓慢释释放)5.1.1 工厂环境境5.1.1.1 作为工厂厂环境内内的防静静电对策策的根本本,应设设置专用用静电接接地线,并并与设备备用接地地线分离离,在工工程内单单独铺设设防静电电对策用用的接地地线5.1.1.2 在环境的的温、湿度度方面应进进行对策策管理,温度尽量控制在15~30度,湿度能控制在45~75%范围,禁止在相对湿度低于30%的环境内操作SSD(静电放电敏感器件)5.1.2 作业环境境对作业台台及作业业椅子等等工程内内使用物物品的基基本对策策是连接接接地线线,确保保静电的的释放路路径在在有带电电可能性性的场所所使用表表面电阻率在在104~1009Ω之间的的材料,并并且与防防静电对对策用接接地线相相连接另外,尽尽可能不不用不锈锈钢板直直接做为防静材材料5.1.3 作业者作业者防防静电对对策的基基本是穿穿戴防静静电作业业服、静静电手环环和静电电鞋。
通通常情况况下,人人体和椅椅子及衣衣服摩擦擦、鞋与与地面的的摩擦等等会产生生数KVV的静电电防静静电工作作服可以以抑制带带电,并并且可以以通过静静电手环环和静电电鞋接地地,不对对半导体体放电其其中最基基本的要要求是工工程上所所有接触触半导体体和基板板的作业业人员都都应严格格遵守各各项规定定5.1.4 部品收纳纳5.1.4.1 半导体部部品单品品的情况况下,要要求对静静电耐压压值以下下的静电电实施抑抑制管理理同时时,除了了对作业业者进行行防静电电对策之之外还有有必要注注意用带带电防止止袋收纳纳部品5.1.4.2 基板实装装结束的的部品因因为回路路设计时时进行了了对策,部部品单品品的静电电耐压值值有提高高,这是是事实但但是,如如果使用用没有进进行静电电对策的的周转箱箱就很容容易带上上数KVV的静电电,所以以有必要要使用静静电对策策材料的的周转箱箱5.1.5 设备、治治具5.1.5.1 对设备、治治具的静静电对策策基本上上与作业业台和作作业椅的的对策相相同也也就是说说,在有有带电可可能性的的场所,应应使用表表面阻率率在1006~1009 Ω范围围内的材材料,设设备与设设备用接接地线连连接,治治具与静静电对策策用接地地线相连连接。
5.1.5.2 传送带本本体及回转部部分应与与接地线连接接,无法法连接的的部分应应用除电电刷等进进行除电电5.1.5.3 焊烙铁、电电气螺丝丝刀使用用3芯型型的,若若用2芯芯的话要要与接地地线连接接由于于计测器器、CRRT面板板前也会会产生静静电,所所以希望望进行带带电防止止过滤和和带电防防止气喷喷等对策策另外外,也会会有看漏漏的点,所所以在治治具设计计时应特特别注意意选择防防静电的材材料5.1.6 除电器(静静电消除除器)对绝缘体体来说,静静电接地地对防静静电基本本上没有有作用的的,即使使进行了了接地电电荷也不不会移动动因此此带电的的塑料和和外壳工工程除电电,以及及其他接接地无法法对策的的情况,需需使用静静电消除除器另另外,如如果使用用表面电电位计检检查工程程带电状状况后,若若接地也也无法取取得良好好除电效效果,可可考虑导导入静电电消除器器静电消消除器应应能消除除任何一一种极性性的电荷荷,并在在其有效效防护区区域内使使静电位位保持在在规定值值以内,中中和能力力应优于于±2500V/SS,一般般配置离离子风扇扇,中和和能力控控制在110000V中和和至1000V的的时间在在2秒以以内5.1.7 测定5.1.7.1 测定电位位:为了了确认各各种对策策的效果果,使用用表面电电位计测测定电位位。
虽然然有必要要精确测测定带电电物体的的电荷,但但因为这这种测定定比较困困难,所所以现在在一般较较广泛采采用的是是电位测测定,对对工程中中使用的的作业台台和作业业椅、周周转箱和和插板、作作业者等等的带电电电位进进行测定定5.1.7.2 测定电阻阻:测定定接地间间的阻值值,确定定接地点点的阻值值在小于于2 Ω5.1.7.3 测定电阻阻率:在在购入防防静电周周转箱和和防静电电服等防防静电配配置时,要要进行测测定表面面电阻率5.1.8 管理静电防护护区标记记,希望望使用“静电对对策标记记”并有效效区别静静电对策策与非静静电对策策品的区区别5.2 个别静电电对策●表示需需强制实实施项目目 ○表示一一般的项项目,非非强制项项目△表示重重点项目目,是指指对工程程上有带带电电位位绝对值值在1000V以以下的设设计必要要的场所所进行估估计并区区分区分实施对象象实施内容容类别工厂环境境基本接地地加湿静电对策策用接地地线的设设置加湿器湿湿度控制制●△作业环境境作业床作业台作业椅台车导电垫、不不锈钢钢钢板的铺铺设及接接地导电垫的的使用和和接地对策椅子子的导入入和金属属链子的的接地金属链子子和导电电轮的接接地●●△△作业者工作服静电手环环静电鞋手套、脚脚套防止带电电作业服服的穿着着静电手环环的配戴戴和接地地静电鞋、防防静电脚脚环的穿穿戴与接接地防止带电电手套、导导电性指指套的戴戴用●●△△部品收纳纳部品放置置架周转箱部品箱P板基板板箱包装导电垫的的使用及及接地防静电周周转箱、隔隔板的使使用和接接地防静电对对策品的的使用和和接地防带电基基板箱的的使用与与接地使用防带带电包装装材料●●●●●设备传送带防带电●治具CRT计计测器面面盖烙铁头电气螺丝丝刀作业指导导书套离子喷枪枪治具材料料金属治具具防止计策策器、CCRT带带电3芯与22芯型的的使用与与接地螺丝刀本本身的接接地作业指导导书套的的带电防防止与接接地离子喷枪枪的定期期检查确确认树脂材料料等非带带电材料料的使用用金属治具具的电流流限制和和接地△●○△○○○除电离子发生生器用离子发发生器除除去绝缘缘体带电电离子发生生器的选选定离子发生生器的设设置和保保养管理理△△△测定带电电位位接地间阻阻值表面阻率率用表面电电位计进进行带电电电位测测定根据绝缘缘电阻计计及电极极测定阻阻值根据绝缘缘电阻计计及电极极测定阻阻值△△△管理人体阻值值人体阻值值地下接地地线对策品静电手环环的导通通及阻值值测定穿静电鞋鞋时的阻阻值确认认D种(1100ΩΩ以下)接接地阻值值确认静电对策策记号的的识别●○●○5.3 芯片烧录录室OPPT与贴贴片室SSMT的的防静电电等级为为A级防防静电等等级,其其工作场场所必需需做好防防静电标标识。
5.4 从事有可可能接触触静电敏敏感器件件的新员员工,必必须进行行防静电电知识培培训,并并记录存存档5.5 进行入AA级防静静电区域域时,必必须进行行防静电电对策测测量5.6 静电放电电防护标标记静电敏感感工作区区标记11 静电电敏感保保护区标标记25.7 防静电检检查表22防 静静 电电 检检 查查 表表检查部门门: 编制制: 审核:: 检查日日期:确认项目目结果备注工厂环境境接地施工工是设备备接地与与静电接接地分开开,是否否有每年年1次确确认接地地电阻设备用的的地线是是否与人人体用地地线分离离(防止止触电))人体用地地线是否否在接地地点与专专用接地地或设备备用地线线连接A级防静静电作业业场所的的湿度是是否保持持45%--75%作业环境境作业地面面是否铺铺了导电电胶皮,即即要站立立在防静静电地面面上导电胶皮皮的接地地连接点点是否固固定稳妥妥作业台面面上是否否铺了防防静电胶胶皮且与与人体用用地线接接地搬运车是是否用链链子或导导电轮与与地面接接地搬运车各各层是否否铺了导导电胶皮皮或接地地措施搬运车搬搬运用通通路是否否已经做做了对策策静电了了A级防静静电作业业场所椅椅子是否否是防静静电椅子子或防静静电接地地作业员作业员是是否穿了了防静电电工作服服护腕、围围裙、帽帽子等穿穿戴物是是否进行行了防静静电措施施作业员是是否穿戴戴了静电电手环或或防静电电工作鞋鞋静电手环环是否在在与人体体用地线线接地静电手环环是否有有保护人人体用的的1M抵抗抗静电手环环的金属属部分是是否与人人体皮肤肤接触作业员是是否穿戴戴防静电电工作鞋鞋穿防静电电工作鞋鞋的时候候,是否否穿了厚厚袜子或或垫鞋垫垫(导电电性下降降)是否规定定使皮肤肤接触到到静电测测试仪器器的金属属面上零部件仓仓库静电测试试仪器的的金属脚脚是否接接触到地地面周转箱是是否使用用导电性性材料周转箱下下面是否否接地基板和基基板之间间的隔板板是否使使用了防防静电材材料半导体保保管箱是是否使用用防静电电材料且且接地半导体放放置架是是否铺了了防静电电胶皮半导体是是否放置置在防静静电盒子子里面半导体防防静电盒盒子是否否放入到到防静电电袋子里里面将半导体体从盒子子里拿出出时是否否佩带静静电手环环尾数半导导体的保保管状态态是否使使用导电电海绵及及导电性性袋子半导体保保管场所所是否与与索料代代、发泡泡胶等带带电物隔隔离架子的防防静电胶胶皮是否否与设备备用地线线接地IC胶卷卷盒是否否接地表2附 录 A (资料性性附录)电子元器件静电放电损伤技术第一章 电子元器器件抗EESD损损伤的基基础知识识1、 静电和静静电放电电的定义义和特点点2、 对静电认认识的发发展历史史3、 静电的产产生4、 静电的来来源5、 静电放电电失效第二章 制造过程程的防静静电损伤伤技术1、 静电防护护的作用用和意义义2、 静电对电电子产品品的损害害3、 静电防护护的目的的和原则则4、 静电防护护材料静静电防护护器材第一章电电子元器器件抗EESD损损伤的基基础知识识随着电子子元器件件技术的的发展,静静电对元元器件应应用造成成的危害害越来越越明显。
一方面,电电子元器器件不断断向轻、薄薄、短、小小、高密密度、多多功能等等方向发发展,因因而元器器件的尺尺寸越来来越小,尤尤其是微微电子器器件,CCMOSS ICC中亚微微米珊已已经进入入实用化化,栅条条宽度达达到0..18uum,栅栅氧厚度度为几个个nm,栅栅氧的击击穿电压压小于220V尺尺寸的减减小,就就使电子子器件对对静电变变得更加加敏感另另一方面面,在电电子元器器件制造造和应用用环境中中,作为为静电主主要来源源的各种种高分子子材料被被广泛的的采用,使使得静电电的产生生更加容容易和广广泛因因此,必必须应用用各种抗抗经典放放电损伤伤的技术术,使静静电对电电子元器器件的危危害减小小到最低低的程度度1. 静电和静静电放电电的定义义和特点点通俗的来来说,静静电就是是静止不不动的电电荷他他一般存存在与物物体的表表面,是是正负电电荷在局局部范围围内失去去平衡的的结果静静电是通通过电子子或或离离子转移移而形成成的静静电可由由物质的的接触和和分离、静静电感应应、介质质极化和和带电微微粒的附附着等物物理过程程而产生生静电放电电(Ellecttrosstattic Disschaargee,ESSD),处于不不同经典典电位的的两个物物体间的的静电电电荷的转转移就是是静电放放电。
这这种转移移的方式式有多种种,如接接触放电电、空气气放电2. 对静电认认识的发发展历史史人类对静静电放电电危害的的认识经经历了一一段漫长长的历史史,电子子行业认认识到EESD的的危害只只是最近近几十年年的事情情1千百年前前,静电电对人类类来说曾曾经是非非常神秘秘的2中国发明明了火药药之后,静静电对火火药制造造行业不不再神秘秘了3美国独立立战争期期间,火火药是在在有潮湿湿的泥墙墙和泥地地顶房子子中制造造的4现在,在在静电火火花可能能引起爆爆炸的行行业如面面粉厂和和医院的的手术室室都采取取了特殊殊的防静静电措施施5在其它行行业,静静电仍然然是神秘秘的6在40和和50年代代,在塑塑料和胶胶片制造造行业,发发现了静静电问题题7在50和和60年代代,在电电子行业业,出现现静电问问题常常常发生生奇怪的的失效,在在光学显显微镜下下看不到到失效原原因失失效分析析的结论论是原因因不明8MOS晶晶体管的的普及和和IC的发发展使静静电问题题加剧970年代代后,IIC的几几何尺寸寸缩小使使问题变变得更加加糟糕10真正的突突破是半半导体领领域扫描描电镜的的应用,第第一次即即使最小小的ESSD损伤伤也能看看到1119799年,EOOS/EESD研研讨会成成立,主主要研究究ESDD问题,寻寻求解决决方法1280年代代除,多多数主要要的电子子制造商商建立了了他们的的ESDD组织,负负责ESSD问题题13EOS//ESDD也许是是当今电电子制造造行业最最主要的的失效机机理3. 静电的产产生通常物体体保持电电中性状状态,这这是由于于它它所所具有的的正负电电荷量相相等的缘缘故。
如如果两种种不同材材料的物物体因直直接接触触或静电电感应而而导致相相互之间间电荷的的转移,使使之存在在过剩电电荷,这这样就产产生了静静电带带有静电电电荷的的物体之之间或者者它们之之间有一一点的电电势差,称称之为静静电势经典产生生的方式式有很多多种,如如接触、摩摩擦、冲冲流、冷冷冻、电电解、压压电、温温差等,但但主要是是两种形形式,即即摩擦产产生静电电和感应应产生静静电图图1.是两两种物体体直接接接触后形形成的,通通常发生生于绝缘缘体与绝绝缘体之之间或者者绝缘体体与导体体之间;;图2..是带电电物体与与导体之之间,两两种物体体不需要要直接接接触图1图23.1摩摩擦产生生静电实际上,只只要两种种不同的的物体接接触再分分离就会会有静电电产生但但由于摩摩擦产生生的热能能为电子子转移提提供了足足够的能能量,因因此静电电产生作作用大大大增强表1常见见物体带带电顺序序表序号材料序号材料序号材料正电荷方方向↑8羊毛16硬橡皮1空气9丝绸17镊、铜2人的手10铝18黄铜、银银3兔毛11纸19聚酯人造造纤维4玻璃12棉布20聚乙烯5云母13钢21聚丙烯6头发14木材22聚氯乙烯烯(PVVC)7尼龙15琥珀负电荷方方向↓表中任何何两种物物体摩擦擦时,可可以接此此来判断断它们带带电的极极性,还还可以大大致估计计所带电电荷的多多寡程度度。
排在在前面的的材料与与排在后后面的材材料相互互摩擦时时,前者者带正电电,后者者带负电电同种种材料与与不同材材料相互互摩擦时时所点电电荷的极极性可能能不同,如如棉布与与玻璃棒棒摩擦带带负电,但但与硅片片摩擦带带负电棉棉布与玻玻璃棒摩摩擦后所所带的电电量大于于它与尼尼龙摩擦擦所带电电量3.2 感应产产生静电电静电产生生的另一一个重要要来源是是感应生生电当当一个导导体靠近近带电体体时,会会受到该该带电体体形成的的静电场场的作用用,在靠靠近带电电体的导导体表面面感应出出异种电电荷尽尽管这时时导体所所带静电电荷量仍仍为零,但但出现了了局部带带电区域域显然然,非导导体不能能通过感感应产生生静电3.3 影响静静电产生生和大小小的因素素静电的产产生及其其大小与与环境湿湿度和空空气中的的离子浓浓度有密密切的关关系,在在高湿度度环境中中由于物物体表面面吸附有有一定数数量杂质质离子的的水分子子,形成成弱导电电的湿气气薄层,提提高了绝绝缘体的的表面电电导率,可可将静电电荷散逸逸到整个个材料的的表面,从从而是静静电电势势降低所所以在相相对湿度度高的场场合,如如海洋性性气候地地区或潮潮湿的梅梅雨季节节,静电电势低。
在在相对湿湿度低的的场合,如如大陆性性气候地地区或干干燥的冬冬季,静静点势就就高与与普通场场合相比比,在空空气纯净净的场所所(如无无尘车间间)内,因因空气中中的离子子浓度低低,所以以静电更更加容易易产生表2是电电子生产产中产生生的静电电势的典典型值从从中可以以看到,同同样的动动作在不不同的湿湿度下,产产生的静静电电压压可以相相差一个个数量级级以上表2 电电子生产产中产生生的静电电势的典典型值(单单位:VV)事件相对湿度度10%40%50%走过乙烯烯地毯1200005000030000在工作椅椅子上操操作人员员的移动动60000800400将DIPP封装的的器件从从塑料管管中取出出20000700400将印刷电电路板装装进泡沫沫包装盒盒中210000110000550004. 静电的来来源在电子制制造业中中,静电电的来源源是多方方面的,如如人体、塑塑料制品品、有关关的一起起设备以以及电子子元器件件本身4.1人人体静电电人体是最最重要的的静电源源,这主主要有三三个方面面的原因因其一一,人体体接触面面广,活活动范围围大,很很容易与与带有静静电荷的的物体接接触或摩摩擦而带带电,同同时也有有许多机机会将人人体自身身所带的的电荷转转移到期期间上或或者通过过器件放放电。
其其二,人人体与大大地之间间的电容容低,约约为500~2550pff,典型型值为1150ppf,所所以少量量的人体体静电荷荷即可导导致很高高的静点点势其其三,人人体的电电阻比较较低,相相当于人人体处于于静电场场中也容容易感应应起电,而而且人体体某一部部分带电电即可造造成全身身带电人体静电电与人体体所接触触的环境境及活动动方式有有关:如如走路、抬抬脚、坐坐下等动动作在手手上产生生的静电电分别可可以达到到8000V、32000V、38000V人体静电电与环境境湿度有有关,湿湿度越低低则静电电势越高高,从表表2中可以以清楚的的看到这这一点人体静电电与所穿穿衣服和和鞋帽的的材料有有关,化化纤和塑塑料制品品较之棉棉制品更更容易产产生静电电工作作服和内内衣摩擦擦时产生生的静电电是人体体静电的的主要原原因之一一,表33中列出出了质地地不同的的工作服服和内衣衣摩擦时时人体所所带的静静电势表3 质质地不同同的工作作服和内内衣摩擦擦时人体体的静电电势(KKV)内衣工作服棉纱毛丙烯聚酯尼龙维尼棉纯棉(1100%%)1.20.911.7714.771.51.8维尼龙//棉(555%/445%)0.64.512.3312.334.80.8聚酯/人人造纤维维(655%/335%)4.28.419.2217.114.81.2聚酯/棉棉(655%/335%)14.1115.3312.337.514.7713.88人体静电电与个人人体质有有关,主主要表现现在人体体等效电电容与等等效电阻阻上,人人体电容容越小,则则因摩擦擦越容易易带电,带带电电压压越高,人人体电阻阻越小,则则因感应应带电越越容易。
由由于人体体电容的的60%%是脚底底对地电电容,而而电容量量正比于于人体与与地之间间的接触触面积,所所以单脚脚站立的的人体静静电势远远大于双双脚站立立的人体体静电势势cc=q//u,为人体体所带的的电荷数数量,电电容越小小,电压压u越高)人体静电电与人的的操作速速度有关关,操作作速度越越快,人人体静电电势越高高人体各部部位所带带的静电电电荷是是不均匀匀的,一一般认为为手腕侧侧的静电电势最高高4.2 仪器和和设备的的静电仪器和设设备也会会由于摩摩擦或静静电感应应而带上上静电,如如传输带带在传动动过程中中由于与与转轴的的接触和和分离产产生静电电,或是是接地不不良的仪仪器金属属外壳在在电场中中感应产产生静电电,仪器器设备带带电后,与与元器件件接触也也会产生生静电放放电,并并造成静静电损伤伤4.3 器件本本身的静静电电子元器器件的外外壳(主主要指陶陶瓷、玻玻璃和塑塑料封装装管)与与绝缘材材料互相相摩擦,也也会产生生静电,器器件外壳壳带电后后,会通通过某一一接地的的管脚或或外接引引线释放放静电,也也会对器器件造成成静电损损伤4.4 其它静静电来源源除上述三三种静电电来源外外,在电电子器件件的制造造、安装装、传递递、运输输、试验验、存储储、测量量和调试试等过程程中,会会遇到各各种各样样的由绝绝缘材料料制成的的物品,如如表4所列,这这些物品品相互摩摩擦或与与人体摩摩擦都会会产生很很高的静静电势。
表4 电电子元器器件操作作环境的的其它静静电源物体材料工作桌、椅椅油漆或打打腊的表表面、有有机玻璃璃纤维材材料地板水泥地板板、油漆漆或打腊腊的木地地板、熟熟料地砖砖或地板板革工作服化纤工作作服、非非导电工工作鞋、清清洁棉质质工作服服包装容器器熟料包装装袋、盒盒、箱、瓶瓶、盘、泡泡沫塑料料衬垫器皿、工工具喷雾清洗洗器、热热吹风、熟熟料或橡橡胶传导导轨、熟熟料吸锡锡器、毛毛刷、未未接地的的烙铁5. 静电放电电失效元器件由由静电放放电引发发的失效效可以分分为突发发性失效效和潜在在性失效效两种模模式突突发性失失效指元元器件受受到静电电放电损损伤后,突突然完全全丧失其其规定的的功能,主主要表现现为开路路、短路路或参数数严重漂漂移;潜潜在性失失效是指指静电放放电能量量比较低低,仅在在元器件件内部造造成轻微微损伤,放放电后器器件电参参数仍然然合格或或略有变变化,但但器件的的抗过电电能力已已经明显显削弱,或或者使用用寿命已已明显缩缩短,再再受到工工作应力力或经过过一段时时间工作作后将进进一步退退化,直直至造成成彻底失失效在使用环环境中出出现的静静电失效效大多数数是潜在在性失效效,椐统统计,在在由静电电放电造造成的使使用失效效中,潜潜在性失失效约占占90%%,而突突发性失失效只占占10%%。
潜在在性失效效比突发发性失效效具有更更大的危危险性,一一方面是是由于潜潜在失效效难以检检测、器器件在制制造和装装配过程程中受到到潜在性性静电损损伤后会会影响整整机的使使用寿命命;另一一方面,静静电损伤伤具有积积累性,即即使一次次静电放放电未能能使器件件失效,多多次静电电损伤累累积起来来最终必必然使之之完全失失效静电放电电的失效效模式可可分为过过电压失失效和过过电流失失效,过过电压失失效多发发生于MMOS器器件,包包括MOOS电容容或钽电电容的双双极型电电路和混混合电路路,过电电流热失失效则多多发生与与双极器器件,包包括输入入用pnn结二极极管保护护的MOOS电路路、肖特特基二极极管以及及含有双双极器件件的混合合电路实实际元器器件发生生哪种失失效,取取决于经经典放电电回路的的绝缘程程度,如如果放电电回路阻阻抗低,绝绝缘性差差,元器器件往往往会因放放电产生生强电流流脉冲导导致高温温损伤,这这属于过过电流损损伤;如如果放电电回路阻阻抗较高高,绝缘缘性好,则则元器件件会因接接受了高高电荷而而产生高高电压,导导致强电电场损伤伤,这属属于过电电压损伤伤第二章制制造过程程的防静静电损伤伤技术静电现象象是客观观存在的的,防止止静电对对元器件件损伤的的途径只只有两种种:一方方面,从从元器件件的设计计和制造造上进行行抗静电电设计和和工艺优优化;另另一方面面,就是是采取经经典防护护措施,使使器件在在制造、运运输和使使用过程程中尽量量避免静静电带来来的损伤伤。
我们们作为元元件的使使用方,只只能采取取后一种种办法来来防止或或减少静静电对元元器件的的损害1、 护的作用用和意义义为什么要要在制造造过程中中采取防防静电措措施?1.1 多数的的电子元元器件是是静电敏敏感器件件多数未采采取保护护措施的的元器件件静电放放电敏感感度都很很低,很很多在几几百伏以以内,而而且大部部分单管管不能增增加保护护电路,如如二极管管一些些电路采采取了保保护电路路,但也也只能达达到20000~~40000伏,而而在实际际使用环环境中产产生的静静电电压压可能达达到上万万伏所所以我们们说,绝绝大多数数元器件件是静电电敏感器器件,需需要在制制造、运运输和使使用过程程中采取取防静电电保护措措施1.2 静电对对电子行行业造成成的损失失很大电子行业业如微电电子、光光电子的的制造和和使用厂厂商因为为静电造造成的损损失和危危害是相相当严重重的根根据美国国的报道道,他们们的电子子行业中中,由于于ES的影影响,每每年的损损失达550亿美美元;据据日本统统计,他他们不合合格的电电子器件件中有445%是是由于静静电而引引起的;;我国每每年因静静电危害害造成的的损失至至少也有有几千万万美国国半导体体可靠性性新闻对对19993年从从制造商商、测试试方和使使用现场场得到的的34000例失失效案例例进行的的统计,从从中可以以看出,EOS/ESD造成的失效达到20%。
1.3 静电会会对电子子元器件件造成潜潜在损伤伤潜在的损损伤严重重威胁器器件的寿寿命和可可靠性,并并且不能能通过检检验等手手段挑选选出来,危危害巨大大2、 静电对电电子产品品的损害害静电对电电子产品品的损害害有多种种形式,并并具有自自身的特特点2.1 静电损损害的形形式静电的基基本物理理特性为为:吸引引或排斥斥,与大大地有电电位差,会会产生放放电电流流这三三种特性性能对电电子元器器件的三三种影响响:a.静电电吸附灰灰尘、降降低元器器件的绝绝缘电阻阻(缩短短寿命);;b.静电电放电(ESD)破坏,造成电子元器件损伤;c.静电电放电产产生的电电磁场幅幅度很大大(达到到几百伏伏/米),频频谱极宽宽(从几几十兆到到几千兆兆),对对电子产产品造成成干扰甚甚至损坏坏(电磁磁干扰)这三种形形式对元元器件造造成的损损伤,既既可能是是永久性性的,也也可能是是暂时性性的;既既可能是是突发失失效,也也可能是是潜在失失效其其中ESSD事件件是造成成元器件件损伤最最常见和和最主要要的原因因2.2 静电损损害的特特点a. 隐蔽性::人体不不能直接接感知静静电除非非发生静静电放电电,但是是发生静静电放电电人体也也不一能能有电击击的感觉觉,这是是因为人人体感知知的静电电放电电电压为22~3KKV,所所以静电电具有隐隐蔽性;;b. 潜在性和和累积性性:有些些电子元元器件受受到静电电损伤后后性能没没有明显显的下降降,但多多次累积积放电会会给器件件造成内内伤而形形成隐患患,所以以静电对对器件的的损伤具具有潜在在性;c. 随机性::电子元元件什么么情况下下会遭受受静电破破坏呢,从从一个元元件被生生产出来来后,一一直到它它损坏以以前,所所有的过过程都受受到静电电的威胁胁,而这这些静电电的产生生也具有有随机性性,其损损坏也具具有随机机性的特特点d. 复杂性::静电放放电损伤伤的失效效分析工工作,因因电子产产品的精精、细、微微小的结结构特点点而费时时、费事事、费钱钱,要求求较高的的技术并并往往需需要使用用扫描电电镜等高高精密仪仪器。
即即使如此此,有些些静电损损伤现象象也难以以与其他他原因造造成的损损伤加以以区分,使使人误把把静电损损伤造成成的失效效当作其其它失效效这在在对静电电放电损损害未有有充分认认识之前前,常常常归因与与早期失失效或情情况不明明的失效效,从而而不自觉觉地掩盖盖了失效效的真正正原因所所以静电电对电子子元器件件损伤的的分析具具有复杂杂性3、 静电防护护的目的的和原则则静电防护护的根本本目的是是在电子子元器件件、组件件、设备备的制造造和使用用过程中中,通过过各种防防护手段段,防止止因静电电的力学学和放电电效应而而产生或或可能产产生的危危害,或或将这些些危害限限制在最最小程度度,以确确保元器器件、组组件和设设备的设设计性能能及使用用性能不不致因静静电作用用受到损损害从原则上上说静电电防护应应从控制制静电的的产生和和控制静静电的消消散两方方面进行行,控制制静电产产生主要要是控制制工艺过过程和工工艺过程程中材料料的选择择;控制制静电消消散则主主要是快快速而安安全地将将静电释释放和中中和;两两者共同同作用的的结果就就有可能能使静电电电平不不超过安安全限度度,达到到静电防防护的目目的。