ESD培训教材

ESD 培训教材
什么是ESD 什么是
ESD〈静电释放〉: 〈静电释放〉 是静电荷在两个由静电源产生的带有不同电位的物体之间快速传递的现 象.当静电荷接触或接近静电敏感元件时会对元件造成损伤
静电是如何产生? 静电是如何产生
1:什么是静电
电荷在物体上以相对静止的状态方式存在,称之为静电
2:什么是电流
Hale Waihona Puke 如何防护和控制ESD (一) 如何防护和控制 一
① 静电屏蔽材料: 可以防止静电穿透包装进入组件引起损伤,例如:屏蔽袋.铝箔袋 ② 静电消散材料: 良传导型材料,可以使电荷通过其表面而消散 例如: 1)金属推车,电烙铁,工具和架子 2)碳元素外套和鞋后跟绑带 3)皮肤(实际上是由于皮肤的潮湿而带电) ③ 抗静电材料:运动时不产生电荷,但如果发生了静电释放,它能穿透包装进 入组件引起损伤, 例如: 工作台的ESD 垫子
常用ESD静电敏感元器件 静电敏感元器件 常用
影响静电产生的因素
物体的材料特征 环境湿度.湿度的大小影响静电的产生，湿度越大产生的 静电就越小 物体之间作用力的大小和速度/率 电(磁)场强度和距离
ESD可能会造成的危害 可能会造成的危害
扰乱电路/电子系统的正常工作 导致设备的故障或错误 损坏元件 破坏元件导致其不能正常工作
电荷的定向移动形成了电流
3:静电的产生
根据原子物理 物质失去电子带正电 得到电子带负电 没有电子的得失处于电平衡状态不带电
常用ESD图解和现象 一) 图解和现象(一 常用 图解和现象
雷暴 摩擦生电，是很久被人类认知的自然现象 电视/计算机荧屏 铺有地毯的地板 合成纤维衣服
常用ESD图解和现象 二) 图解和现象(二 常用 图解和现象

ESD敏感度的分档
较常用的ESDA标准…
Class
Voltage Range
Class 0
＜250V
Class 1A
250 to ＜500V
Class 1B
500 to ＜1000V
Class 1C
1000 to ＜2000V
Class 2
2000 to ＜4000V
Class 3A
4000 to ＜8000V
➢ 电子则象卫星一样围绕
着原子核旋转。
➢当质子与电子相等时，物
体成平衡状态。
电量不平衡的行成
电子“丢失”
例如：
➢ 当原子丢了一个电子后
整个平衡被打破了。
➢ 由于原子丢失是一个带
负电的电子，所以总体上 呈现正电性。
➢ 当原子得到一个电子时
,总体上呈现负电性
➢ 当它得到一个电子，那
么就可以重新平衡
放电
~100V 101V~200V 201V~400V 401V~800V ＞800V ~100V 101V~200V 201V~400V 401V~800V ＞800V 401V~800V ＞800V
ESD敏感度的分档
HBM模式在业界中是最常用的，不过器件还可能在其它如MM或 CDM模式下被破坏，甚至更容易遭受破坏。所以了解您的供应商 的测量模式是关键的。
敏感元件 对于静电放电敏感(易被ESD破坏)的元件、组件或 模块
➢ EPA (ESD Protective Area)静电放电防护区域 内涵
ESDS Item的大范围工作区域.所有人员进入时皆应穿戴适当 的接地措施，且所有行为亦须遵守其相关规定
➢ SSP (Static-Safe Package)静电安全包装 能够限制摩

IPC-A-610E标准主要关注电子产品的 可靠性和可维护性，规定了电子产品 的制造和组装过程中应遵循的规范和 标准。
IPC-A-610E标准包括对电子产品的设 计、材料、工艺、设备等方面的要求 ，是电子制造企业必须遵循的重要标 准之一。
其他相关ESD标准与规范
ANSI/ESD S20.20是美国电子工业协会（EIA）制定的防静 电放电标准，主要适用于电子产品的制造、运输、储存和 使用过程中的静电放电防护。
某医疗设备制造商在生产过程中面临ESD威胁，通过采取综合
防护措施，确保了产品安全和质量。
涉及知识点
03
了解医疗设备生产过程中ESD的潜在危害，学习针对医疗设备
生产的ESD防护措施。
航空航天ESD案例
案例名称
航空航天领域ESD风险管理
案例简介
某航空航天企业在生产过程中面临严重的ESD风险，通过建立完善的风险管理体系，成功 避免了潜在损失。
3
工艺控制
优化生产工艺，采用防静电材料和工艺方法， 如使用防静电包装材料和防静电处理方法等。
静电敏感设备与元器件
电子元器件
01
对ESD敏感的电子元器件进行特殊处理和防护，如使用防静电
容器、防静电传送带等。
元器件筛选
02
在生产前对元器件进行ESD敏感度筛选，避免使用不合格元器
件。
元器件使用
03
严格按照操作规范使用静电敏感元器件，避免不必要的接触和
防静电设施不足或不当
防静电设备不足
没有配备足够的防静电设备和用品，如防静电工作台、防静电椅、防静电包装等 。
防静电设备不当
有些防静电设备的质量不达标或使用不当，无法有效地防止静电放电。
工作环境与操作不规范

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第二章 静电现象及事故
静电的现象
雷电 在地毯上走动，碰触导体被电 冬天脱毛衣发现电火花 手触碰显示器或电视屏幕，皮肤毛发明显感觉 梳头发时，头发会竖起来
3
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第二章 静电现象及事故
静电对集成电路的损伤：
芯片内热二次击穿 金属喷镀熔融 介质击穿 表面击穿 体积击穿等
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静电防护
•松散的地线---不具备将静电清除到地面 的路径
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静电防治
•所有移动推车上必须装上接地拖链.拖链必
须有30-45厘米的长度是永远与地面接触的
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静电防护
•没有接地拖链
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静电防护
•不要将电子板堆放在非ESD安全表面
寿命
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第六章 静电的防护
常用防静电措施:
1.桌面铺设防静电层并接地-------即时释放表面静电 2.防静电手环,脚环------------------即时释放人体静电. 3.防静电鞋----------------------------即时释放人体静电. 4.防静电服--------------------------- 避免摩擦产生静电. 5.离子风扇---------------------------中和物体表面的电荷
ESD基础知识
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第一章 静电基础知识
什么是ESD？
Electro Static Discharge(静电放电)：是指从一个 物体向另一个物体的瞬间放射（传输）。即通常 所说的“静电”。

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1.5 静电的危害
几处空洞是由电子迁移造成的，它是一种软损伤形式
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1.5 静电的危害
的器件，敏感度约20V。
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1.3 静电的产生
静电电压能够由 以下几种情况产 生： 摩擦剥离起电 感应起电 电容的改变
科学定理 1、库仑定理 同性排斥 异性吸引 2、V=Q/C V=电压（伏特） Q=电荷（库仑） C=电容（法拉）
15%
E O S/E SD 引 起 的 失 效 排在第一位
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1.5 静电的危害
电介质 击穿
失效的原因
--半 导 体 氧 化 层 周 围 的 电 压 超 过 了 氧 化 层 介质击穿电压 --氧 化 层 越 薄 ， 对 静 电 越 敏 感 。 过 热 和 短 路会损坏器件
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一、静电基础知识
1.1 基本概念
1.2 静电的历史及影响 1.3 静电的产生
1.4 静电的特点
1.5 静电的危害 1.6 材料的电特性
HUபைடு நூலகம்WEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.

应急处理预案制定与实施
制定应急处理预案
根据设备故障类型及影响程度，制定急处理预案 ，组织人员进行处理。
预案演练
定期组织相关人员进行预案演练，提高应急 处理能力。
记录与总结
对应急处理过程进行详细记录，总结经验教 训，不断完善预案内容。
06
设备自身缺陷导致的故障
如设计不合理、元器件质量不过关等。
故障排除方法与步骤
01
02
03
04
初步检查
观察设备外观是否有明显损坏 ，检查连接线是否松动或断裂
。
静电检测与消除
使用静电检测仪器检测设备静 电情况，并采取相应措施消除
静电。
逐步排查
根据设备工作原理，逐步排查 可能发生故障的部件或模块。
替换法
对疑似故障部件进行替换，观 察设备是否恢复正常工作。
经验分享
鼓励操作人员分享自己在静电防护 方面的经验和心得，促进团队之间 的交流和学习。
04
ESD操作规范与注意事项
操作前准备工作要求
熟悉ESD敏感器件
了解ESD敏感器件的类型、特性 及静电放电对其的危害，以便在
操作中采取相应的防护措施。
准备工具和材料
进入ESD防护区域前，必须按规 定穿戴防静电服、防静电鞋、防 静电手环等，确保人体静电得到
对操作过程进行记录，包括操 作时间、人员、器件状态等信
息，以便追溯和查询。
05
ESD故障排除与应急处理
常见故障类型及原因分析
静电放电（ESD）导致的设备故障
由于静电放电引起的设备损坏或性能下降。
环境因素导致的故障
如湿度过低导致静电积累，或灰尘过多影响设备散热等。
操作不当导致的故障

須佩戴靜電環,且靜電環須接地良好. 、每日領班或助理在每次上班前點檢各工位作業員的靜
電環接地措施并檢查作業員佩戴靜電環的方法是否 正確良好.每日點檢兩次.
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◇ 各種靜電標示警告
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.〝對敏感〞標示：
.〝保護〞外弧去斜線之
標示：
適用於告知電子零組件對
用於工具或材料上已具有控制
極為敏感，易遭破壞。 之功效。
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不同材料的導電率
導體(包括靜電屏蔽) 一種容易將靜電導入地下的
材料。 (表面電阻：每平方單位Ω或更小)
靜電耗散材料 一種慢慢把靜電導入地下的材料。 (表面電阻：每平方單位Ω)
防靜電材料 一種實際上不產生靜電的材料。 (表面電阻：每平方單位Ω)
絕緣材料 一種不不能將靜電導入地下的材料。
(表面電阻：每平方單位Ω或更大)
電環接地線插於接地孔中。
、線上領班攜帶靜電環檢測器至各作業員作業位置,將 檢測器接地線插於接地孔中。
、作業員自行壓下檢測開關(靜電環戴於左手者,用右手 壓檢測開關,靜電環戴於右手者,用左手壓檢測開關), 直到訊號顯示完成。
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判定:
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、檢測時””綠色顯示燈亮,表示該靜電 環符合規
格,可正常使用.
利用靜電消除器()來釋出正、負離子以中和 消除靜電效應。目前常用的靜電消除器有下 列幾種.
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. 摒蔽靜電場（ ）
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此種方法乃利用 之原理使靜電場被摒蔽在容器之外圍。
左圖是－電場下各種容器內測得的靜電場，右圖是一摒
蔽電場之模型
一般袋
電
防靜電袋
壓
() 導電袋
金屬 容 器
時間 (秒)

1200 15000
1.3 静电的产生、特点和危害
静电的产生
感应起电
1.3 静电的产生、特点和危害
静电的特点
在3000伏时，你能 通过皮肤感知
人体对ESD的敏感
在5000伏时，你能 听见
在10000伏时，你能 看见
1.3 静电的产生、特点和危害
静电的特点
➢ 高电位：可达数万至数十万伏，操作时常达数百至数千 伏（人通常对3.5KV以下静电不易感觉到）。
EPA: ( ESD Protect Area ) ESD 防护区域
静电放电（ESD—Electrostatic Discharge）：带有不同 静电电势的物体或表面之间的静电电荷转移。有两种形式： 接触放电，电场击穿放电。
1.1 静电的基本概念、历史及影响
静电的历史
闪电 600BC-Thales发现用毛皮摩擦过的橡胶可以吸起羽毛。 公元1400年，欧洲人在黑火药的生产过程中采用了静
人体模型
利用人体模型来划分ESD敏感器件的方法 是最早和最适用的方法
为了等效站立的人通过手指对器件进行放 电，我们可以用100pF电容和1.5KΩ电 阻串联的等效电路来表示
从19世纪开始，人体模型已用于矿井的爆 炸分析
1.6 静电分析模型
机器模型
1.6 静电分析模型
机器模型测试电路
注意：没有串联电阻
➢ 穿好防静电衣 防静电鞋(鞋套) 防静电帽
➢ 综合测试仪：PASS
人体综合电阻 < 35x106Ω
人员佩戴手环并夹好
培训：
➢ 人员应经过培训，并持续进行周期性培训。 ➢ 培训周期<1年 ➢ 保留培训记录
防静电脚带
2.5 怎样进行ESD控制（How）

所以知道器件的敏感度是重要的！
ESD破坏
有三种途径可以对ESDS器件造成破坏： 1、对ESD器件直接放电 2、从ESDS器件对外放电 3、间接对ESDS器件放电
（也被称为EMI感应破坏）
ESD破坏的途径
即使是相当小的静电放电也可能损坏电子器件;半导 体是最容易受到静电破坏的器件,常见的破坏有:
氧化物击穿 界面过热烧损 金属熔化 以上的混合模式
人体对静电的感觉
和电器件相比之下,我们的感觉性极差: 感觉到: 听到: 看到： >2000-4000V >4000-5000V >5000V
<100V的静电放电就足以损坏某些电子器件！
缺乏管理意识的主要原因
人体能感觉出静电存在的水平为2000~4000 volts，

但敏感器件只须＜100 volts便能被损坏（大部分＜ 1000 volts） 大部分的静电破坏是潜在的，并不能够马上识别出 来。 静电破坏现象有较差的重复性，并且不容易模拟。 找出静电破坏的证据和根源一般相当不容易，而且 成本可能很高（ESD破坏常被误判为EOS损坏）。 缺乏培训和对问题的重视。

ESD敏感度的分档
业界有不同的标准… MIL-STD-1686推荐 ClassⅠ：0~1999 volts ClassⅡ：2000~3999 volts ClassⅢ：4000~＞8000 volts AT&T内部标准 Class 0：0~199 volts ClassⅠ：200~499 volts ClassⅡ：500~1999 volts ClassⅢ： ＞2000 volts ClassⅣ：No ESDS Hewlett Packard内部标准 ClassⅠ：0~1000 volts ClassⅡ：1000~4000 volts ClassⅢ：4000~15000 volts

1500V
300V
决定静电产生多少的因素主要有： 1 材料的导电性能：导电材料和静电消耗材料产生比较少的静电，绝缘材料产 生很多的静电。 2 环境相对湿度对静电的产生有很大的影响，相对湿度大（空气潮湿）静电产
生就少，ESD的 问题就少。反之，相对湿度小ESD的问题就多。 3 ESD地板，ESD安全的鞋（包括太空服）及腕带的使用对于降低人体产生的 静电也是非常有效的。另外在地板上走动比不走动产生更多的静电。
1.3 静电的产生
静电电压能够由以下几种情况产生 （1）摩擦:在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产
生静 电，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电。 材料的绝缘性越好，越容易是使用摩擦生电。 另外，任何两种不同物 质的物体接触后再分离，也能产生静电。 （2）感应： 针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如将其置 于一 电场中，由于同性相斥，异性相吸，正负电子就会转移。 （3）传导：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如与带电物体 接 触，将发生电荷转移。
1.2基本概念
ESD 就是静电泄放 （Electronic Static Discharge）
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。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。
2.1 为什么要进行ESD控制（Why） 请大家现场回答？
降低成本 提高产品质量
客户满意 增加利润
2.2 哪些人要参与进行ESD控制（Who）
请大家现场回答？
ALL
2.3 在哪些地方需要进行ESD控制（Where）