靜電防護(hù)技術(shù)教育

按一下以編輯母片標(biāo)題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,靜電的防護(hù)技術(shù),一靜電和靜電的危害,靜電是一種電能，它存留于物體表面，是正負(fù)電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果，是通過(guò)電子或離子的轉(zhuǎn)換而形成的。靜電現(xiàn)象是電荷在產(chǎn)生和消失過(guò)程中產(chǎn)生的電現(xiàn)象的總稱(chēng)。如摩擦起電、人體起電等現(xiàn)象。,隨著科技發(fā)展，靜電現(xiàn)象已在靜電噴涂、靜電紡織、靜電分選、靜電成像等領(lǐng)域得到廣泛的有效應(yīng)用。但在另一方面，靜電的產(chǎn)生在許多領(lǐng)域會(huì)帶來(lái)重大危害和損失。例如在第一個(gè)阿波羅載人宇宙飛船中，由于靜電放電導(dǎo)致爆炸，使三名宇航員喪生；在火藥制造過(guò)程中由于靜電放電(,ESD)，,造成爆炸傷亡的事故時(shí)有發(fā)生。在電子工業(yè)中，隨著集成度越來(lái)越高，集成電路的內(nèi)絕緣層越來(lái)越薄，互連導(dǎo)線(xiàn)寬度與間距越來(lái)越小，例如,CMOS,器件絕緣層的典型厚度約為01,m，,其相應(yīng)耐擊穿電壓在80-100,V；VMOS,器件的絕緣層更薄，擊穿電壓在30,V。,而在電子產(chǎn)品制造中以及運(yùn)輸、存儲(chǔ)等過(guò)程中所產(chǎn)生的靜電電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò),MOS,器件的擊穿電壓，往往會(huì)使器件產(chǎn)生硬擊穿或軟擊穿(器件局部損傷)現(xiàn)象，使其失效或嚴(yán)重影響產(chǎn)品的可靠性。,為了控制和消除,ESD，,美國(guó)、西歐和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家均制定了國(guó)家、軍用和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定。從靜電敏感元器件的設(shè)計(jì)、制造、購(gòu)買(mǎi)、入庫(kù)、檢驗(yàn)、倉(cāng)儲(chǔ)、裝配、調(diào)試、半成品與成品的包裝、運(yùn)輸?shù)染邢鄳?yīng)規(guī)定，對(duì)靜電防護(hù)器材的制造使用和管理也有較嚴(yán)格的規(guī)章制度要求。我國(guó)也參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定了軍用和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如有航天部、機(jī)電部、石油部等標(biāo)準(zhǔn)。,二靜電敏感器件(,SSD),對(duì)靜電反應(yīng)敏感的器件稱(chēng)為靜電敏感元器件(,SSD)。,靜電敏感器件主要是指超大規(guī)模集成電路，特別是金屬化膜半導(dǎo)體(,MOS,電路)?？筛鶕?jù),SSD,分級(jí)表，針對(duì)不同的,SSD,器件，采取不同的靜電防護(hù)措施。,三電子產(chǎn)品制造中的靜電源,(1)人體的活動(dòng)，人與衣服、鞋、襪等物體之間的摩擦、接觸和分離等產(chǎn)生的靜電是 電子產(chǎn)品制造中主要靜電源之一。人體靜電是導(dǎo)致器件產(chǎn)生硬(軟)擊穿的主要原因。人體活動(dòng)產(chǎn)生的靜電電壓約05-2,KV。,另外空氣濕度對(duì)靜電電壓影響很大，若在干燥環(huán)境中還要上升1個(gè)數(shù)量級(jí)。表1為相對(duì)濕度對(duì)與人體活動(dòng)帶電的關(guān)系。人體帶電后觸摸到地線(xiàn)，會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，人體就會(huì)產(chǎn)生不同程度的電擊感反應(yīng)，其反應(yīng)的程度稱(chēng)為電擊感度。,(2)化纖或棉制工作服與工作臺(tái)面、坐椅摩擦?xí)r，可在服裝表面產(chǎn)生6000,V,以上的靜電電壓，并使人體帶電，此時(shí)與器件接觸時(shí)，會(huì)導(dǎo)致放電，容易損壞器件。,(3)橡膠或塑料鞋底的絕緣電阻高達(dá)1013,，,當(dāng)與地面摩擦?xí)r產(chǎn)生靜電，并使人體帶電。,(4)樹(shù)脂、漆膜、塑料膜封裝的器件放人包裝中運(yùn)輸時(shí)，器件表面與包裝材料摩擦能產(chǎn)生幾百伏的靜電電壓，對(duì)敏感器件放電。,濕度對(duì)靜電壓的影響,(5)用,PP(,聚丙烯)、,PE(,聚乙烯)、,PS(,聚內(nèi)乙烯)、,PVR(,聚胺脂)、,PVC,和聚脂、樹(shù)脂等高分子材料制作的各種包裝、料盒、周轉(zhuǎn)箱、,PCB,架等都可能因摩擦、沖擊產(chǎn)生1-35,KV,靜電電壓，對(duì)敏感藉件放電。,(6)普通工作臺(tái)面，受到摩擦產(chǎn)生靜電。,(7)混凝土、打臘拋光地板、橡膠板等絕緣地面的絕緣電阻高，人體上的靜電荷不易泄漏。,(8)電子生產(chǎn)設(shè)備和工具方面：例如電烙鐵、波峰焊機(jī)、再流焊爐、貼裝機(jī)、調(diào)試和檢測(cè)等設(shè)備內(nèi)的高壓變壓器、交直流電路都會(huì)在設(shè)備上感應(yīng)出靜電。如果設(shè)備靜電泄放措施不好，都會(huì)引起敏感器件在制造過(guò)程中失效。烘箱內(nèi)熱空氣循環(huán)流動(dòng)與箱體摩擦、,CO2,低溫箱冷卻箱內(nèi)的,CO2,蒸汽均會(huì)可產(chǎn)生大量的靜電荷。,四靜電防護(hù)原理,電子產(chǎn)品制造中，不產(chǎn)生靜電是不可能的。產(chǎn)生靜電不是危害所在，其危害所在于靜電積聚以及由此產(chǎn)生的靜電放電。靜電防護(hù)的核心是“靜電消除”。,靜電防護(hù)原理：,(1)對(duì)可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電積聚。采取措施在安全范圍內(nèi)。,(2)對(duì)已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉，即時(shí)釋放。,五靜電防護(hù)方法,(1)使用防靜電材料：金屬是導(dǎo)體，因?qū)w的漏放電流大，會(huì)損壞器件。另外由于絕緣材料容易產(chǎn)生摩擦起電，因此不能采用金屬和絕緣材料作防靜電材料。而是采用表面電阻,l105cm,以下的所謂靜電導(dǎo)體，以及表面電阻1105-1108,cm,的靜電亞導(dǎo)體作為防靜電材料。例如常用的靜電防護(hù)材料是在橡膠中混入導(dǎo)電碳黑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，將表面電阻控制在1106,cm,以下。,(2)泄漏與接地：對(duì)可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生靜電的部位進(jìn)行接地，提供靜電釋放通道。采用埋大地線(xiàn)的方法建立“獨(dú)立”地線(xiàn)。使地線(xiàn)與大地之間的電阻10,。(,參見(jiàn),GBJl79,或,SJT106941996),靜電防護(hù)材料接地方法：將靜電防護(hù)材料(如于作臺(tái)面墊、地墊、防靜電腕帶等)通過(guò)1,M,的電阻接到通向獨(dú)立大地線(xiàn)的導(dǎo)體上(參見(jiàn),SJT10630-1995)。,串接1,M,電阻是為了確保對(duì)地泄放5,mA,的電流，稱(chēng)為軟接地。設(shè)備外殼和靜電屏蔽罩通常是直接接地，稱(chēng)為硬接地。,(3)導(dǎo)體帶靜電的消除：導(dǎo)體上的靜電可以用接地的方法使靜電泄漏到大地。放電體,上,的電壓與釋放時(shí)間可用下式表示：,UT=U0L1/RC,式中,UT-T,時(shí)刻的電壓(,V)U0,一起始電壓(,V)R-,等效電阻(,)C-,導(dǎo)體等效電容(,pf),一般要求在1秒內(nèi)將靜電泄漏。即1秒內(nèi)將電壓降至1,OOV,以下的安全區(qū)。這樣可以防止泄漏速度過(guò)快、泄漏電流過(guò)大對(duì),SSD,造成損壞。若,U0=500V，C=200pf，,想在1秒內(nèi)使,UT,達(dá)到100,V，,則要求,R=128109。,因此靜電防護(hù)系統(tǒng)中通常用1,M,的限流電阻，將泄放電流限制在5,mA,以下。這是為操作安全設(shè)計(jì)的。如果操作人員在靜電防護(hù)系統(tǒng)中，不小心觸及到220,V,工業(yè)電壓，也不會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)。,(4)非導(dǎo)體帶靜電的消除：對(duì)于絕緣體上的靜電，由于電荷不能在絕緣體上流動(dòng)，因此不能用接地的方法消除靜電?？刹捎靡韵麓胧?(,a),使用離子風(fēng)機(jī)離子風(fēng)機(jī)產(chǎn)生正、負(fù)離子，可以中和靜電源的靜電?？稍O(shè)置在空間和貼裝機(jī)貼片頭附近。,(,b),使用靜電消除劑靜電消除劑屬于表面活性劑?？捎渺o電消除劑檫洗儀器和物體表面，能迅速消除物體表面的靜電。,(,c),控制環(huán)境濕度增加濕度可提高非導(dǎo)體材料的表面電導(dǎo)率，使物體表面不易積聚靜電。例如北方干燥環(huán)境可采取加濕通風(fēng)的措施。,(,d),采用靜電屏蔽對(duì)易產(chǎn)生靜電的設(shè)備可采用屏蔽罩(籠)，并將屏蔽罩（籠）有效接地。,(5)工藝控制法：為了在電子產(chǎn)品制造中盡量少的產(chǎn)生靜電,控制靜電荷積聚，對(duì)已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉，即時(shí)釋放，應(yīng)從廠房設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝、操作、管理制度等方面采取有效措施。,六靜電防護(hù)器材,(1)人體防靜電系統(tǒng)包括防靜電腕帶、工作服、帽、手套、鞋、襪等,(2)防靜電地面包括防靜電水磨石地面、防靜電橡膠地面、,PVC,防靜電塑料地板、防靜電地毯、防靜電活動(dòng)地板等。,(3)防靜電操作系列：包括防靜電：,I：,作臺(tái)墊、防靜電包裝袋、防靜電物流小車(chē)、防靜電烙鐵及 工具等。,七靜電測(cè)量?jī)x器,(1)靜電場(chǎng)測(cè)試儀：采用非接觸式紅外線(xiàn)感應(yīng)器,感應(yīng)探測(cè)人體及測(cè)試物體表面的靜電場(chǎng).,(2)腕帶測(cè)試儀：測(cè)量腕帶是否有效。,(3)綜合測(cè)試儀：它主要用來(lái)檢測(cè)手挽帶,靜電鞋,腳挽帶的性能是否良好.,(4)兆歐表：用于測(cè)量所有導(dǎo)電型、抗靜電型及靜電泄放型表面的阻抗或電阻。,八電子產(chǎn)品制造中防靜電技術(shù)指標(biāo)要求,(1)防靜電地極接地電阻10,。,(2),地面或地墊：表面電阻值105-1010,;,摩擦電壓100,V。,(3),墻壁：電阻值5104-109,。,(4),工作臺(tái)面或墊：表面電阻值106-109,；,摩擦電壓100,V；,對(duì)地系統(tǒng)電阻106-108,。,(5),工作椅面對(duì)腳輪電阻106-108,。,(6),工作服、帽、手套摩擦電壓300,V；,鞋底摩擦電壓100,V。,(7),腕帶連接電纜電阻1,M：,佩帶腕帶時(shí)系統(tǒng)電阻1-1,OM。,腳跟帶系統(tǒng)電阻05105-108,。,(8),物流車(chē)臺(tái)面對(duì)車(chē)輪系統(tǒng)電阻106-109,。,(9),料盒、周轉(zhuǎn)箱、,PCB,架等物流傳遞器具一表面電阻值103-108,;,摩擦電壓100,V。,(10),包裝代、盒一摩擦電壓100,V。,(11),人體綜合電阻106-108,。,表面電阻測(cè)試儀,九.電子產(chǎn)品制造中防靜電措施及靜電作業(yè)區(qū)(點(diǎn))的一般要求,SMT,生產(chǎn)設(shè)備必須接地良好，貼裝機(jī)應(yīng)采用三相無(wú)線(xiàn)制接地法并獨(dú)立接地。生產(chǎn)場(chǎng)所的地面、工作臺(tái)面墊、坐椅等均應(yīng)符合防靜電要求。車(chē)間內(nèi)保持恒溫、恒濕的環(huán)境。應(yīng)配備防靜電料盒、周轉(zhuǎn)箱、,PCB,架、物流小車(chē)、防靜電包裝帶、防靜電腕帶、防靜電烙鐵及工具等設(shè)施。,(1)根據(jù)防靜電要求設(shè)置防靜電區(qū)域，并有明顯的防靜電警示標(biāo)志。按作業(yè)區(qū)所使用器件的靜電敏感程度分成1、2、3級(jí)，根據(jù)不同級(jí)別制訂不同的防護(hù)措施。,1級(jí)靜電敏感程度范圍：0-1999,V 2,級(jí)靜電敏感程度范圍：2000-3999,V 3,級(jí)靜電敏感程度范圍：4000-15999,V,16000V,以上是非靜電敏感程產(chǎn)品。,(2)靜電安全區(qū)(點(diǎn))的室溫為233，相對(duì)濕度為45-70,RH。,禁止在低于30的環(huán)境內(nèi)操作,SSD(,靜電敏感元器件)。,(3)定期測(cè)量地面、桌面、周轉(zhuǎn)箱等表面電阻值。,(4)靜電安全區(qū)(點(diǎn))的工作臺(tái)上禁止放置非生產(chǎn)物品，如餐具、茶具、提包、毛織物、報(bào)紙、橡膠手套等。,(5)工作人員進(jìn)入防靜電區(qū)域，需放電。操作人員進(jìn)行操作時(shí)，必須穿工作服和防靜電鞋、襪。每次上崗操作前必須作靜電防護(hù)安全性檢查,合格后才能生產(chǎn)。,(6)操作時(shí)要戴防靜電腕帶，每天測(cè)量腕帶是否有效。,(7)測(cè)試,SSD,時(shí)應(yīng)從包裝盒、管、盤(pán)中取一塊，測(cè)一塊,放一塊，不要堆在桌子上。經(jīng)測(cè)試不合格器件應(yīng)退庫(kù)。,(8)加電測(cè)試時(shí)必須遵循加電和去電順序：低電壓高電壓信號(hào)電壓的順序進(jìn)行。去電順序與此相反。同時(shí)注意電源極性不可顛倒，電源電壓不得超過(guò)額定值。,(9)檢驗(yàn)人員應(yīng)熟悉,SSD,的型號(hào)、品種、測(cè)試知識(shí)，了解靜電保護(hù)的基本知識(shí)。,十靜電敏感元器件(,SSD),運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用要求,(1),SSD,運(yùn)輸過(guò)程中不得掉落在地，不得任意脫離包裝。,(2)存放,SSD,的庫(kù)房相對(duì)濕度：40-60,RH。,(3)SSD,存放過(guò)程中保持原包裝，若須更換包裝時(shí)，要使用具有防靜電性能的容器。,(4)庫(kù)房里，在放置,SSD,器件的位置上應(yīng)貼有防靜電專(zhuān)用標(biāo)簽。,(5)發(fā)放,SSD,器件時(shí)應(yīng)用目測(cè)的方法，在,SSD,器件的原包裝內(nèi)清點(diǎn)數(shù)量。,(6)對(duì),EPROM,進(jìn)行寫(xiě)、擦及信息保護(hù)操作時(shí)，應(yīng)將寫(xiě)入器擦除器充分接地，要帶防靜電手鐲。,(7)裝配、焊接、修板、調(diào)試等操作人員都必須嚴(yán)格按照靜電防護(hù)要求進(jìn)行操作。,(8)測(cè)試、檢驗(yàn)合格的印制電路板在封裝前應(yīng)用離子噴槍噴射一次，以消除可能積聚的靜電荷。,十一防靜電工作區(qū)的管理與維護(hù),(1)制訂防靜電管理制度，并有專(zhuān)人負(fù)責(zé)。,(2)備用防靜電工作服、鞋、手套等個(gè)人用品以備外來(lái)人員使用。,(3)定期維護(hù)、檢查防靜電設(shè)施的有效性。,(4)腕帶每周(或天)檢查一次。,(5)桌墊、地墊的接地性、靜電消除器的性能每月檢查一次。,(6)防靜電元器件架、印制板架、周轉(zhuǎn)箱；運(yùn)輸車(chē)、桌墊、地墊的防靜電性能每六個(gè)月檢查,庫(kù)倫計(jì) 測(cè)量電荷量,靜電手環(huán)檢測(cè)儀,靜電手環(huán)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀,靜電測(cè)試儀,