1、认识静电放电认识静电放电静电放电(ESD)简介 认识静电放电认识静电放电 静电与静电放电 电学上的意义 Triboelectric Charging 静电与环境的关系 认识静电放电防制认识静电放电防制 静电放电对产品的影响静电放电对产品的影响你感受过静电吗你感受过静电吗?认识静电放电 日常生活中的静电实例日常生活中的静电实例 邻近区域发生静电放电时,可于收音机中听间杂音 于地毯上走动或从椅子站 起来后,碰触导体 由干衣机中取出衣物时 通常再气温与溼度较低通常再气温与溼度较低 时较易感受到静电时较易感受到静电什么是静电什么是静电?原因:摩擦、感应、剥离.机制:物质因失去或得到电子而带电 若未接触
2、其他导体则静电将继续存在于物体上隐藏的危险隐藏的危险 静电防电静电防电认识静电放电 原因:电位不同物体间的电荷移转 不一定伴随有电弧或火花发生 一般可感受到的静电压为3.5KV 低于此值时元件仍非常容易损坏 静电放电防制计划静电放电防制计划认识静电放电 十五世纪时十五世纪时,欧洲开始出现静电放电防制的程序欧洲开始出现静电放电防制的程序 ESD Control Program 针对公司实际情形定订防制计划 设置相关仪器及设备 持续的追踪与量测 可能发生在制程中或使用中的任何阶段可能发生在制程中或使用中的任何阶段 process,assemble,pack,label,service,test,i
3、nspect transport,in the field parts,assemblies,equipment常用的数量级符号常用的数量级符号认识静电放电 数量级数量级 全名全名 符号符号 1012 tera T 109 giga G 106 mega M 103 kilo k 10-3 milli m 10-6 micro 10-9 nano n 10-12 pico p Examples:1 kilovolts=1 103 volts 5 picofarads=5 10-12 farads静电的能量静电的能量认识静电放电E=1/2 CV2 E:能量(焦耳)C:电容(法拉)V:电压差(伏特
4、)E=1/2(110-10F)(3103V)2 =4.510-4 Joule静电的电压静电的电压认识静电放电V=q/C q:电量电量(库库 仑仑)总电量不变总电量不变,若电容值改变则电压值随之改变若电容值改变则电压值随之改变 位置变化时,电压变化可能很大 Ex:带电元件接近接地之机械设备 元件接近机械设备时,电容较大-电压小 元件远离机械设备时,电容较小-电压大 此时接地则可能发生严重的ESD事件 若元件未带电,则无ESD事件隔离或绝缘的导体间会因接触而放电隔离或绝缘的导体间会因接触而放电 放电后两物体电压相同 电量与电容有关剥离生电剥离生电认识静电放电任两个物体或材料接触后再分开会产生静电任
5、何进入工作区域内之物件或材料皆需注意(如人员、电子元件、手持设备、包装材料等等)影响摩擦生电电量的因素影响摩擦生电电量的因素认识静电放电物质材料相对湿度摩擦频率接触面积材料的影响材料的影响认识静电放电所有材料皆可摩擦生电 正正(Positive)钢(Steel)空气(Air)木(Wood)人手(Hands)橡胶(Rubber)玻璃(Glass)金(Gold)毛发(Hair)多元脂(Polyester)石英(Quartz)聚胺脂(Polyethylene)尼龙(Nylon)聚乙烯(Polyethylene)羊毛(Wool)聚丙烯(Polypropylene)丝绸(Silk)乙烯基(Vinyl)铝
6、(Aluminum)硅(Silicon)纸(Paper)铁弗龙(Teflon)棉(Cotton)负负(Negative)溼度的影响溼度的影响认识静电放电适度的溼度控制若干制程需在低溼度环境下进行 部份IC制程 (例如需使用光阻时)Soldering(建议使用静电消散材料 在EPA外-建议使用静电放电屏蔽材料 Anti-Static Material 抗静电材料 能抑制摩擦生电的材料(ESDA ADV.1.0)抗静电材料并不需要量测其表面电阻率或 体积电阻率来决定其特性人员安全人员安全认识静电放电防制 制定制定ESD计划时应把人员安全列为主要考量计划时应把人员安全列为主要考量 ANSI ESD
7、S20.20要求需对可能使用人员暴露要求需对可能使用人员暴露 于触电的程序或设备加以规范于触电的程序或设备加以规范 员工须被告之人员安全的相关文件是不能被任何 其他需求所取代的 购买设备时须顾及法规、管理规定、对内及对外政策 依ESDA的标准测试ESDC相关材料 厂区中的电压可能远比测试时的电压高 材料接触大电流源时,电阻值可能剧烈改变接地电位接地电位认识静电放电防制 所有设备及工具的表面在任何时间皆须接在 同一个接地电位上 在EPA中可能出现Ground Faults及高电压 使用Ground Fault Circuit lnterrupters(GFCI)侦测到高漏电流时将电路断路 使用限
8、流电阻 静电环必须使用 桌垫与地垫可考虑使用静电放电对产品的影响静电放电对产品的影响静电放电(ESD)简介 静电放电对产品的影响 电子元件ESD故障的构因 故障分析 ESD/EOS故障案例ESD的影响的影响静电放电对产品的影响 ESD事件事件-因局部高温或电位差因局部高温或电位差,造成半导体元件的损坏造成半导体元件的损坏 严重损坏、参数飘移、潜在性故障 测试时的条件与实际状况可能有差异测试时的条件与实际状况可能有差异 从制程到使用的任何阶段从制程到使用的任何阶段ESD皆可能破坏产品皆可能破坏产品 未进行ESDC的工作环境或训练不足 成本问题、客户抱怨、商誉的损失成本问题、客户抱怨、商誉的损失电
9、子元件电子元件ESD故障之构因故障之构因静电放电对产品的影响 ESD故障事件故障事件 ESD to the Device ESD from the Device 电厂感应放电 电子元件遭受破坏后可能无法再正常工作电子元件遭受破坏后可能无法再正常工作 功率相关:接面崩溃,金属熔融.Power=1ESDVOperating 电压相关:界面质损坏.潜在性故障潜在性故障:功能劣化功能劣化ESD to the Device静电放电对产品的影响 最常发生的静电破坏事件 行走后会在身上累积静电,若再碰触 ESDS ltems 将可能造成破坏 带静电的导体对ESDS ltems放电 ESD对ESDS ltem
10、s破坏的程度取决于元件对 静电能量的消散能立即对高压电的承受能力 即所谓的静电敏感程度(ESD Sensitivity)Latent ESD Failures ESD伤及部分半导体结构,但元件仍能正常工作 将仍有可靠性的问题 元件将过早发生故障 需花费更多心力才能 修复造成的损失更大 若元件组装至系统 故障将难以发现 做好ESD防制计划将 有效创造优势故障分析基本步骤故障分析基本步骤静电放电对产品的影响找出找出PC板上之故障元件板上之故障元件基本电性量测基本电性量测DecapsulateX-ray lnspection定位故障点定位故障点Liquid CrystalEMMI(Backside)
11、Optical Microscope Delayer Cross-sectionRequirement for EMMI静电放电对产品的影响 After Decap and Uncovered Socket (If Socket is Necessary)Pin Assignment power&ground pins Applied Voltage&Current Lightless Device Back-side Detection polishESD/EOS静电放电对产品的影响 时间时间 ESDns EOS(Electrical Over-Stress)s 能量能量 E=iv dt电子
12、元件及产品之电子元件及产品之ESD测试测试静电放电实务 电子元件及产品之ESD测试 静电放电的模型 如何进行元件ESD测试 传输线触波产生器测试 系统产品的ESD测试 ESD行政配套措施行政配套措施 电子产品在制造作业中之静电防制措施电子产品在制造作业中之静电防制措施静电放电的模型静电放电的模型电子元件及产品之ESD测试 静电放电的模型 人体带电模型(Human Body Model,HBM)Discharge to the Device 机器带电模型(Machine Model,MM)Discharge to the Device 元件带电模型(Charged Device Model,CD
13、M)Discharge from the DeviceHuman Body Model电子元件及产品之ESD 测试 模拟由站立个人之手指尖端放电至元件的现象HBM的波形的波形电子元件及产品之ESD测试 lpeak=1.33A(for 2 KV)Rise time=2 10 nsHBM的基本防制规则的基本防制规则电子元件及产品之ESD测试 HBM是最古老且最常发生的模式,但并非 最严重的危害模式 不同模型的不同模型的ESD事件对元件会造成不同的破坏事件对元件会造成不同的破坏 HBM敏感度02kV的元件 CCDS,Thin Film Resistors,MR Heads,Laser Diodes.
14、ANSI/ESD S 20.20提供了HBM 100V的行为准则 须对EPA及其他的防制计划进行周期性的稽核Machine Model电子元件及产品之ESD测试 70年代,日本人认为HBM不足以代表 worst-case 而提出,适用于自动组装之 制造环境 HBM与与MM波形的比较波形的比较电子元件及产品之ESD测试 MM的电容值较的电容值较HBM大大储存的电荷较多储存的电荷较多 R很小很小电流较大电流较大,速度较快速度较快Machine Model电子元件及产品之ESD测试 未妥善接地的仪器设备 电荷储存于杂散电容中 导线中绝缘体与导体间 亦会储存电荷 导体接触或插入仪器、PCB时发生电荷移
15、转Charged Device Model电子元件及产品之ESD测试 放电时放电时,1ns内电流可上升到内电流可上升到15A 再高频时再高频时,电容几乎可视为短路电容几乎可视为短路 因此因此CDM电流会由电流会由Gate oxide放电放电 Die size较大的元件较大的元件CDM较严重较严重 电容较大储存电荷较多 制程越先进Gate oxide越薄Charged Device Model电子元件及产品之ESD测试 I=充电时充电时,t很长很长 电流很小电流很小 不易造成破坏不易造成破坏 Charged Device Model电子元件及产品之ESD测试 现代自动化组装之制造环境中现代自动化
16、组装之制造环境中 最重要的最重要的ESD模型模型 观念简单,再生困难 速度快,难保护 CDM Event的来源的来源 测试机台 自动插件 IC的包装(Tube)ESD Sensitivity 测试测试-CDM电子元件及产品之ESD测试 CDM测试的充电方法测试的充电方法 Direct-charging Method Field-induced Method CDM测试的放电方法测试的放电方法ESD by Induction电子元件及产品之ESD测试A)DEVICE IN STATIC FIELD B)FIRST EVENT-GROUNDING IN FIELD C)DEEICE LEFT WI
17、TH NET D)SECOND EVENT-GROUNDING IN CHARGE LATER STEPESD的三种模型的三种模型电子元件及产品之ESD测试 HBM与与MM人体、机器或环境带电人体、机器或环境带电 MM造成的故障与HBM类似,但电压却远低于HBM,速度 亦较HBM快 CDM元件带电元件带电 模拟一带电的元件经由 一脚接地而放电的现象 造成ESD故障的主要原因 上升时间最快速电子产品之电子产品之ESD破坏模式介绍破坏模式介绍电子元件及产品之ESD测试 静电放电的模式静电放电的模式 HBM-人体充电及放电 MM-起子,手工具充电及放电 CDM-IC或PCB摩擦充电后碰触到接地的手上
18、、金属、导电材料上 FIM-感应充电及放电 Induced Charge and Discharge 静电环的功效静电环的功效 静电消散材料对静电消散材料对CDM的抑制的抑制Why ESD Test?电子元件及产品之ESD测试 为何要作为何要作ESD测试测试?静电敏感零组件(ESD-Sensitive Item)分级 故障分析设计改善、制程改善 影响影响ESD Sensitivity之因素之因素 ESD之来源及其特性 元件之种类 IC,MR,FPD 小尺寸、高工作频率、高电路密度 半导体制程 保护线路之设计ESDS元件敏感等级元件敏感等级电子元件及产品之ESD测试 ESDS元件敏感等级元件敏感
19、等级-Human Body Model ESD STM5.1-1998 ESD/JESD22-A114-B:2000 Class Voltage Range Class 0 250V Class 1A 250V to 500V Class 1B 500V to 1000V Class 1C 1000V to 2000V Class 2 2000V to 4000V Class 3A 4000V to 8000V Class 3B 8000 VESDS元件敏感等级元件敏感等级电子元件及产品之ESD测试 ESDS元件敏感等级元件敏感等级 Machine Modle ESD STM5.2-1999
20、EIA/JESD22-A115-A:1997*Class Voltage Range Class M1(A)*200V Class M2(B)*200V to 400V ESDS元件敏感等级元件敏感等级电子元件及产品之ESD测试 ESDS元件敏感等级元件敏感等级 Charged Device Model ESD STM5.3.1-1999 Class Voltage Range Class C1 125V Class C2 125V to 250V Class C3 250V to 500V Class C4 500V to 1000V Class C5 1000V to 1500V Clas
21、s C6 1500V to 2000V Class C7 2000 V EIA/JESD22-C101-A:2000 Class Voltage Range Class 200V Class 200V to 500V Class 500 V to 1000V IC的的ESD规格规格电子元件及产品之ESD测试 HBM MM CDM “Okay”2kV 200V 1kV “Safe”4kV 400V 1.5kV “Super”10kV 1kV 2kV 由所有测试结果中的最低值决定ESD Sensitivity 测试标准测试标准电子元件及产品之ESD测试 Human Body Model(HBM)M
22、IL-STD-883D Method 3015.7 ESD STM5.1-1998 EIA/JESD22-A114-B:2000 Machine Model(MM)EIAJ-IC-121 Method 20 ESD STM5.2-1999 EIA/JESD22-A115-A:1997 Charged Devic Model(CDM)ESD STM5.3.1-1999 EIA/JESD22-C101-A:2000ESD Sensitivity 测试测试电子元件及产品之ESD测试 测试电压测试电压 参见EIA/JEDEC Standard对于ESDS元件敏感等级之电压值 每一脚位同一电压值、同一电
23、压极性测试次数每一脚位同一电压值、同一电压极性测试次数 ESDA Standard:3 pulses(STM5.1:2001 HBM 1pulse)EIA/JEDEC Standard:HBM,MM:1 pulse CDM:5 pulses 测试时间间隔测试时间间隔 ESD Standard:1s(STM5.1:2001 HBM0.3s)EIA/JEDEC Standard:HBM:0.3s MM:0.5s CDM:0.2sESD Sensitivity 测试测试电子元件及产品之ESD测试 Pin Combinations(For HBM,MM ESD Test)每支脚VS.每组电源脚 非电源
24、脚VS.其他非电源脚 离散元件(Discrete components)须测试每种组合 (one pin to one pin)不同的测试电压值极不同的pin combination允许 更换另一组sample (ESD STM5.2)运算放大器之反相输入脚 VS.对应之 非反相输入脚ESD Sensitivity 测试测试电子元件及产品之ESD测试 样本数样本数(Sample Size)至少3个元件 增加Sample之数量 故障分析设计改善、制程改善 避免对high pin-count元件之误判 Failure Criteria Functional Test ESD stress后,尽快在
25、最高工作频率下进行完整功能测试 Leakage current Absolute or Relative Comparison Open or Short元件之元件之ESD保护线路简介保护线路简介ESD Protection Circuit简介 如同在如同在IC内部安装避雷针内部安装避雷针,并安排适当之并安排适当之 路径导掉电流路径导掉电流 困难困难 Small geometry devices High ESD robustness Fast operating speedsTechnology RoadmapESD Protection Circuit简介Feature Size(m)32
26、1.510.80.50.350.250.18Junction Depth(m)0.80.50.40.350.30.250.20.180.15Oxide Thickness(?500400300200150100705030LDDNONOYESYESYESYESYESYESYESSalicideNONOYESYESYESYESYESYESYESHot CarrierDegradationESD DegradationLDDSalicideProcess OptimizationFor ESDLDD 与与 SilicideESD Protection Circuit简介 NMOS with sil
27、icded diffusion (for internal devices)Source Gate Drain Silicide SSilicide LDDP-SubstrateN+N+理想的保护线路理想的保护线路ESD Protection Circuit简介 V DDPFIMARY ESDPROTECTIONSECONDARYESD PROTECTIONPRIMARYESDPROTECTIONSECONDARYESDPROTECTIONINTERNALCIRCUITPOWER RAILESD CLAMPESDCLAMPESD CLAMPPADPAD VSS 用于用于ESD保护线路之元件保护
28、线路之元件ESD Protection Circuit 简介 Resistor(diffusion,well and Poly resistors)Diode Thin-oxide(Gate-oxide)NMOS/PMOS Thick-oxide(Field-oxide)devices SCR Enhanced Protection Devices GCMOS LVTSCRThin-oxide NMOSESD Protection Circuit简介Bipolar action induced by Snap-back of MOFS transistor理想的保护线路理想的保护线路ESD P
29、rotection Circuit简介 理想的保护线路应具备下列特性理想的保护线路应具备下列特性 当ESD event发生时,可提供IC有效率的放电路径 对正常的/O讯号无影响,且当IC正常工作时处于 不动作状态 尽可能降低输入电容及电阻值 (不应影响/O讯号延迟的规格)在合理的layout面积下可耐受高ESD Stress (layout面积尽可能缩小)不易发生latch-up的现象 (/O与保护线路的元件皆需以guard rings围绕)与一般制程技术相符合It2 V.S.ESD Level电子元件及产品之ESD测试 HBM ESD Level(1500+R device)It2 It2
30、ESD Level Protection Device With High ESD Level High Secondary Breakdown Current How to measure the It2 of ESD protection devices?TLP System(Transmission Line Pulsing System)电子产品之电子产品之ESD测试测试电子元件及产品之ESD测试 测试目的测试目的:模拟人体或手持工具之带静电模拟人体或手持工具之带静电,对电子产品放电所造成之影响对电子产品放电所造成之影响 测试点测试点:产品之所有接触面产品之所有接触面System-Le
31、vel ESD Spec.电子元件及产品之ESD测试 IEC 61000-4-2:Electromagnetic Comoatibility(EMC)Part 4:Testing and measurement techniques-Session 2:Electrostatic discharge immunity Test.测试电压(电子电机产品及家用电器携带式工具等产品)放电次数放电次数:正负极性至少各正负极性至少各10次次 试验间隔试验间隔:1秒钟秒钟 A(无影响无影响),B(自动恢复自动恢复),性能判定性能判定:Criteria C(需需Reset),D(永远损坏永远损坏)Level
32、 Contact Discharge(模拟金属器械或工具,含垂直/水平感应耦合放电)Air Discharge(模拟人体)1 2 kV 2kV 2 4 kV 4 kV 3 6 kV 8 kV 4 8 kV 15 kVIEC 61000-4-2电子元件及产品之ESD测试 测试环境条件 环境温度 15 to 35 相对溼度 30%to 60%大气压力 860 mbar to 1060 mbar(1 mbar=1013 mbar)Test Set-up Ground Reference Plane(GRP)的材料为铜或铝时厚度需大于 0.25mm,其他金属材料则需大于0.65mm GRP及EUT(E
33、quipment under Test)皆须接地 GRP面积需大于1m2(视EUT大小而定),且四个边都要大于EUT 0.5m以上 EUT与测试实验室的墙及任何其他金属结构需保持1m以上的 距离 置于GRP上之木桌高度为0.8mTest Procedure电子元件及产品之ESD测试 Indirect application of the discharge Horizontal Coupling Plane(HCP)及 Vertical Coupling Plane(VCP)的材料与厚度必须跟GRP相同 HCP面积为1.6 m0.8 m,VCP面积为0.5 m0.5 m HCP及VCP与GRP
34、间须以一导线两端各串接470k电阻连接 HCP与EUT间须以0.5mm厚之绝缘物隔开 VCP与EUT须间隔0.1m 进行HCP测试时,测试头与EUT须距离0.1m EUT的四个面皆须进行测试EMI Problem电子元件及产品之ESD测试 ESD事件可能因发出电磁波而造成EMI问题 造成设备误动作或不正常关机 解决方法解决方法 妥善接地妥善接地 使用离子产生器使用离子产生器 控制溼度控制溼度 系统产品之系统产品之ESD保护方法保护方法电子元件及产品之ESD测试 机构设计机构设计(Mechanical design)Placement of parts Chassis design Wiring
35、 layout and locations Electrostatic Shielding Human engineering Magnetic Core Firmware Design Watch Dog Timer 组装阶段之组装阶段之ESD保护保护电子元件及产品之ESD测试 Electrical Design Protection at the Assembly Level Selection of parts of lower susceptibility ESDS Classification ESD Control Program Transient suppressort var
36、istor,diodes,longer transient require large device dimension which means high capacitance degraded performance at high frequency OthersESD行政配套措施行政配套措施静电放电实务 ESD行政配套措施 制定静电防制计划 实施人员教育训练 查核现场ESD防护作业 电子产品在制造作业中之静电防制措施电子产品在制造作业中之静电防制措施如何建立如何建立ESD防制计划防制计划ESD行政配套措施 公司内应建立ESD团队 全职的团队主持人:负责发展、管理及编订整个计 化的预算。
37、并提供内部的ESD相关咨询。团队成员:研发、制造、客服、品保、教育训练.评估整个组织、设备、制程及损失 了解整个生产环境以及ESD可能对其产生的冲击 分析产品故障的原因是否与ESD有关联 如何建立如何建立ESD防制计划防制计划?ESD行政配套措施 配合ISO-9000系列建立一份属于自己公司的完整 静电防制计划 将其计划内容文件化 参考ANSI ESD S20.20与ISO 9000的相关要求 产品分级、区域分级、人员分级 搜集资料以寻求最高管理阶层的支持 质量资料、可靠度资料、发生ESD故障所导致的损失、ESD对客服人员及产品功能所产生的冲击 针对ESD防制制定简短的公司政策说明 如何建立如
38、何建立ESD防制计划防制计划?ESD行政配套措施 人员训练计划 针对所有员工进行ESD周期性训练,以了解公司的 ESD防制计划及程序 给予在线人员良好的训练是相当重要的 规划与设置查核系统 订定查表 在确立与实施ESD防制计划中的各项需求后,相关的查核表便应建立 周期性评估ESD防制计划并进行工厂稽核 向最高管理阶层、ESD团队及其他员工回报结果 量化ESD防护的成效 质量、可靠度及利润的改善实施人员教育训练实施人员教育训练ESD行政配套措施 新进人员与周期性训练课程 初始的训练应由参加课程开始 运用多媒体效果达到较不枯燥的方式,让同仁 体验ESD对于自已和公司的影响 善用布告栏及业务通告 播
39、放录像带及光盘 使用计算机辅助软件 技术论文、研究成果、相关标准、规格 设备文件及其他相关ESD防制教材 如何有效的进行训练课程如何有效的进行训练课程ESD行政配套措施 所有相关员工皆须接受训练 内容包含ESD简介、公司的ESD防制计划、各员工在计划中所扮演的角色 实例的介绍,配合各类改善活动进行 在不同组织、工厂、国家所举办的课程,内容也应具有一致性 考虑以测验或检定的方式了解学习结果 透过工厂回报管道及稽核结果了解实际实施状况人员训练课程人员训练课程Developing training plan;Ref:ESD TR20.20 选择适任的讲师 需对公司的ESD计划、工作程序及相关规定有相
40、当程度 的了解 人员具不同文化背景时 注意其风俗习惯与宗教信仰 注意教育背景、经验及年龄的差异 在安全而轻松的环境下进行 可针对个别需求提供不同的单元 进阶课程中应强调不同业务需求下的考量 强调的重点应针对不同群体而进行增删 管理阶层、工程师、在线人员、客服人员查核现场查核现场ESD防护作业防护作业Auditing;Ref:ESD Association Web Site 完整的标准与清楚定义之作业程序 量测电阻及厂区中电场的分布概况 静电压表、宽域电阻计、接地测试器 所有执行ESDC以保护ESDS ltems的区域皆进行查 核工作 进料检验、仓库、组装、测试分析、研究发展、包装、客服检修、办
41、公区及实验室、无尘室 所有人员、设备、静电环、地板、衣物、工作表面、训练纪录、接地 定期查核防护设施是否正常工作 人员是否依相关规定执行查核现场查核现场ESD防护作业防护作业Auditing;Ref:ESD Association Web Site 时常且周期性的进行查核 可对每个部门以抽样的方式决定受查核的工作区 详实的纪录及完成查核报告 质量目标达程度、矫正措施、符合ISO-9000系统要求 稽核时若发现缺点则需提出有效的矫正措施 对人员在训练、更改标准文件或作业程序要求、改进 现有的设备查核现场查核现场ESD防护作业防护作业Auditing;Ref:ESD Association Web
42、 Site1.是否有曾分析公司现有产品的是否有曾分析公司现有产品的ESD敏感程度并作敏感程度并作 分级分级?若有分级若有分级,生产过程是否有标示生产过程是否有标示?对于对于ESD 较敏感的元件是否有作特殊分类的处理较敏感的元件是否有作特殊分类的处理?2.在工作区域中是否有在工作区域中是否有ESD防护的说明及文件防护的说明及文件?3.有没有定期针对静电防制作内部训练有没有定期针对静电防制作内部训练?在训练课在训练课 程中是否涵盖了公司静电防制稽核的缺点说明程中是否涵盖了公司静电防制稽核的缺点说明?4.工厂是否有工厂是否有ESD回报的管道回报的管道?多久定期检查设备多久定期检查设备?查核现场查核现
43、场ESD防护作业防护作业Auditing;Ref:ESD Association Web Site5.包装材料有异变时如何去查验?查验的方法?6.分包商的ESD防制计划是否有 确实执行?多久稽核一次?7.工厂内除了生产线以外的其他 区域,如维修部、工程部、进料 检验区、库房等,是否也具同 样的模式管理?8.工作环境的静电是否高于标准?何为标准?静电放电对产品的影响静电放电对产品的影响静电放电实务 电子产品在制造作业中之静电防制措施 Basic Principles 接地系统 EPA中需注意之措施 电子产品之包装与运送Voltage Suppression电子产品在制造作业中之静电防制措施 电压
44、抑制 带电物体之电场强度分布,会因其附近的 接地导体而快速减弱 使用静压表量测时的注意事项 在静电放电防制上的应用静电问题的对策静电问题的对策电子产品在制造作业中之静电防制措施 作业人员的头发作业人员的头发 +8,000 Vd=31cm?以静电压表确认,距离皮肤表面5cm以内,因 电压抑制的效果,静电压可降至+300 V以下 作业人员的衣着作业人员的衣着 需要抗静电衣吗?(整齐洗衣与量测之成本)静电问题的对策静电问题的对策电子产品在制造作业中之静电防制措施 识别识别 摩擦-2.000V 31cm?以静电压表确认,识别证佩带于人员身上后,电压 即下降至500V以下 纸张、纸制标签纸张、纸制标签
45、在常温常湿下,纸制品可视为抗静电(Antistatic)材料,因此非光面纸制品在工作区是可被允许的 (MIL-HDBK-263)Basic PrinciplesRef:ESD Association Web Site 于设计产品时将于设计产品时将ESD敏感程度加入考量敏感程度加入考量 尽量避免使用静电敏感元件 在元件、电路板、装配品或设备内部提供保护措施 订定工作环境中的静电防制等级订定工作环境中的静电防制等级 了解所使用零组件的敏感程度 了解你所制造或运送的产品之敏感程度 确立静电放电防护区域确立静电放电防护区域(EPA)的范围的范围 明确将所有的导电及静电消散材料接地Basic Princ
46、iplesRef:ESD Association Web Site 消除或减少电荷产生的机会消除或减少电荷产生的机会 尽可能淘汰掉容易产生电荷的制程或材料 其余的制程或材料亦须接到同一电位上 消散与中和已产生的静电荷消散与中和已产生的静电荷 使用导电或静电消散材料并适当的接地。且尽可能使用静 电消散材料以控制放电速率 绝缘材料上的静电荷无法利用接地的方式消除,应使用离子 产生器中和其上的电荷 保护产品保护产品 适当地将零组件及半成品接地 使用适当的材料来包装及运送敏感性产品接地系统接地系统电子产品在制造作业中之静电防制措施 ESD 6.1 主要目的:将静电防护设施接地,提供一个路径使静电消散
47、材料、导电材料及个人接地设备在同一个电位上,减少ESD 元件受到破坏。其他相关标准 ANSI/NFPA 70-1990 ANSI/IEEE Std 142-1982 人员安全防护 考虑人员碰触电源时,通过人 体的电流。故接触人体的接 地系统必须要有限流电阻。接地系统接地系统电子产品在制造作业中之静电防制措施 ESD Ground(Soft Ground)静电放电接地 能够使静电产生源(人或物)藉由此路径到接地的端点、排线、金属线或其他接地系统。(EIA-625)Ground(Hard Ground)实接地 藉由电子线路或特殊设备和大地(Earth)连接的 导电接点 和大地(Earth)间具零电
48、位差一般工作接地系统一般工作接地系统电子产品在制造作业中之静电防制措施ESD接地点的量测 DC欧姆计:量测范围0.11M10%,开路电压必须 大于1.5V ESD Common Point Ground(共地点)到Equipment Ground 必须小于1 ESD Common Point Ground到ESD Protective Materials and Devices(ESD防护材料或设备)必须小于1(如果有保护 电阻则必须加上其值)接地问题的对策接地问题的对策电子产品在制造作业中之静电防制措施 辅助接地辅助接地(Auxiliary Grounds)若设备接地也同时存在,则须与其连接
49、 常见的辅助接地 地桩 建物的金属结构 金属水管静电环静电环(Wrist Strap)功能功能:主要为防止HBM对于ESDS元件的破坏 型式型式:金属、纺织品;表带式、松紧带式、黏带式 安全性安全性:必须要有限流电阻(通常约为1M,250V,1/4W)来 保护人体安全,接地线与静电环分离的拉力为1-5l 须限流至0.5mA以下(240 VAC至少需800k 若无限流电阻则必须以红色标示(MIL-STD-202 Method 2.5&Method101)静电环问题的对策静电环问题的对策 无线静电环无线静电环(Cordless Writs Strap)原理:Corona discharge 以静电
50、压表实际量测人体带电量2kV 手套的使用手套的使用 洁净室内的一般要求 静电消散时间(Static-decay time)2 sec?(FED-STD-101,Method 4046)量测其表面电阻率Static Dissipative?戴上手套后是否需要再带静电环?工作表面的量测工作表面的量测电子产品在制造作业中之静电防制措施 ESD 4.1-1997 主要目的主要目的:使用标准的量测设备,量测静电放电防护工 作表面之表面电阻值以评估其特性 其他相关标准其他相关标准 ASTM F150 NFPA 99 测试设备测试设备 可提供100V和10V测试电压,误差在10%以内的高 电阻计,量测范围由
