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ESD靜電放電知識(shí)培訓(xùn)

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ESD 靜電放電知識(shí)培訓(xùn)
培訓(xùn)講師：  
2006/07/28

靜電基本概念
Electrostatic靜電：絕緣體與絕緣體相互進(jìn)行磨擦，分開(kāi)后將在其表面附著大量正或負(fù)離子，這些在絕緣體中不能流動(dòng)的電荷就叫靜電。例如：膠尺在與干布磨擦之后能夠吸引紙屑；冬天脫毛衣聽(tīng)到之聲及看到之火花均為靜電現(xiàn)象。 
What is Electrostatic ？
ESD基本概念
ESD: Electrostatic Discharge靜電泄放，指靜電累積到一定的電勢(shì)能后對(duì)電子元器件造成的一種快速放電現(xiàn)象。
What is ESD？
ESD防護(hù)基本概念
ESD防護(hù):就是為了防止靜電滿泄放對(duì)靜電敏感器件造成傷害而采取的一切保護(hù)措施。同時(shí)還包括對(duì)操作人員的安全保護(hù)要求 。
一般有預(yù)防產(chǎn)生、泄放、中和等方法！
What is ESD Safety？
ESD/S SD基本概念
ESD/S SD：ESD/Static Sensitive Devices靜電敏感器件,指受到一定能量的靜電泄放后將會(huì)引起暫時(shí)性或永久性損傷的電子器件。 
What is ESD Sensitive Devices？
ESD放電模型
ESD 靜電放電模型有：
 HBM：Human Body Model人體模型
    參考：ESD STM 5.1
 MM：Machine Model機(jī)器模型
    參考：ESD STM 5.2
 CDM：Charged Device Model帶電器件模型
    參考：ESD DS 5.3.1
HBM放電模型
 HBM：人體靜電是引起靜電損失和發(fā)生意外爆炸的最主要和最經(jīng)常的因素，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)產(chǎn)品的防靜電危害要求都是以防人體靜電為主，并建立了人體模型，HBM是ESD模型中建立最早和最主要的模型之一。人體能貯存一定的電荷，所以人體明顯地存在電容。人體也有電阻，這電阻依賴于人體肌肉的彈性、水份、接觸電阻等因素。美國(guó)海軍1980年提出了一個(gè)電容值為100PF，電阻為1.5ｋΩ的所謂“標(biāo)準(zhǔn)人體模型”。這一標(biāo)準(zhǔn)得到廣泛采用，但在后來(lái)也遇到一些問(wèn)題。   
HBM等效電路圖及其ESD等級(jí)
MM等效電路圖及其ESD等級(jí)
CDM等效電路圖及其ESD等級(jí)
ESD靜電敏感等級(jí)
試驗(yàn)等級(jí)參考：MIL-STD-883，GJB1649, GJB548A-97等標(biāo)準(zhǔn)一般分為以下3個(gè)等級(jí)分類來(lái)控制: 
Class1: 0～1999V 
Class2: 2kV～3999V 
Class3: 4kV～15999V 
16000V以上為非靜電敏感產(chǎn)品

ESD 標(biāo)準(zhǔn)
ANSI/ESD S20.20-1999：該標(biāo)準(zhǔn)是由USA國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)制訂，于1999.8.4發(fā)行生效的ESD標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)作為ESD控制的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用。
該標(biāo)準(zhǔn)可以作為認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)使用；獲得證書(shū)必須滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)需求：即建立控制方案和控制計(jì)劃并實(shí)施、記錄運(yùn)行狀況和核實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的遵守/滿足情況
ANSI/ESD S20.20-1999
ESDS器件分類
器件種類

耐ESD的靈敏度（V）

MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管

100-200

JFET結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管

140-7000

CMOS

250-3000

ECL

500-1500

SCR

680-1000

TTL100-200

100-2500

器件ESD等級(jí)分類
級(jí)別	靜電敏感度范圍	元器件類型	區(qū)域顏色
I	0～1999 V 	微波器件（肖特基二極管、點(diǎn)接觸二極管）離散型MOSFET器件、聲表面波SAW、電耦合器件CCDS、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFETs、精密穩(wěn)壓二極管、運(yùn)算放大器OPAMPs、MOS集成電路IC、使用I級(jí)元器件的混合電路、超高速集成電路UHSIC、可控硅整流器	紅色
II	2000～3999 V 	由試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定為II級(jí)的元器件和微電路，離散型MOSFET器件、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFETs、運(yùn)算放大器OPAMPs、IC、超高速集成電路UHSIC、使用II級(jí)元器件的混合電路、精密電阻網(wǎng)絡(luò)RZ、低功率雙模型晶體管	黃色
III	4000～15999 V 	由試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定為III級(jí)的元器件和微電路，離散型MOSFET器件、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFETs、運(yùn)算放大器OPAMPs、IC、超高速集成電路UHSIC、使用II級(jí)元器件的混合電路、片式電阻器、光電器件、小信號(hào)二極管、硅整流管、低功率雙模型晶體管	藍(lán)色
非敏感	≥16000 V 	不需實(shí)施ESD防護(hù)區(qū)域的器件 	綠色
濕度對(duì)ESD靜電場(chǎng)的影響
靜電產(chǎn)生方式

靜電電位（V）

相對(duì)濕度
10-20％

相對(duì)濕度
65-90％

在聚乙烯地面上步行

12000

250

在工作臺(tái)上工作的工人

6000

100

在工作臺(tái)上拿起的聚酯口袋

20000

1200

用聚氯基甲酸泡沫塑料填充的工作椅

18000

1500

在地毯上步行

35000

1500

靜電產(chǎn)生的原因
建筑裝修材料采用高阻材料 。
人體靜電 
空氣調(diào)節(jié)和空氣凈化引起的靜電 
搬運(yùn)工具和包裝材料 
ESD控制方法
根據(jù)靜電的產(chǎn)生原因和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求：ANSI/ESD S20.20：1999，制訂適合于公司內(nèi)部管控的《ESD控制方案》和《ESD控制計(jì)劃》
靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)
ESD STANDARD
ESD防靜電材料的種類
導(dǎo)電型
耗散型
ESD防護(hù)類別
防止靜電產(chǎn)生
ESD防護(hù)
將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走/中和消耗
ESD材料
離子風(fēng)機(jī)
濕度控制
絕緣體隔離
人員接地
設(shè)備工具接地
包裝要求
ESD區(qū)域規(guī)定
材料取放要求
標(biāo)識(shí)要求
ESD防護(hù)具體方法一
建筑工程設(shè)計(jì)中實(shí)施防靜電措施 。
消除人體靜電 ，如穿ESD工衣、戴ESD工帽、手套、手指套、戴靜電環(huán)
進(jìn)行溫濕度管理（溫度25+-5C，濕度40-60％） 
搬運(yùn)工具、隔離和ESD包裝材料選用
工作臺(tái)面鋪上防靜電席，并加接地裝置 
ESD防護(hù)具體方法二
防靜電運(yùn)輸帶 。
所有使用工具及生產(chǎn)測(cè)試儀器設(shè)備可靠接地
使用正負(fù)離子產(chǎn)生器 
張貼靜電敏感器件警示標(biāo)貼 
ESD區(qū)域和非ESD區(qū)域的標(biāo)識(shí)和隔離 
ESD防護(hù)標(biāo)志
工作臺(tái)ESD防護(hù)接地方法
靜電環(huán)（腕帶）檢測(cè)
臺(tái)面、設(shè)備/儀器、工具ESD檢測(cè)
ESD檢測(cè)儀器：表面電阻
表面電阻測(cè)試
ESD檢測(cè)儀器：靜電場(chǎng)/靜電壓
靜電場(chǎng)/靜電壓測(cè)試
Thanks！
交流時(shí)間！
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