1、防靜電基礎知識 一. 靜電產生的原理 : 1. 摩擦: 絕緣體之間磨擦而產生靜電 A B + + + + + + + + + + + + +2.傳導: 電荷的轉移, 示意圖如下: A B電量相等電荷轉移 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 3. 感應: 帶有靜電的物體在電場的作用下使另一個物體也帶有靜電, 示意圖如下:A B靜電感應只對導體和半導體才有作用.+ + + + + + + + + + + + + + + + + + 二. 靜電電荷產生的種類: 1. 摩擦 2. 分離 3. 電場感應 4. 傳導三.靜電電荷對微電子工業的影響:

2、1. 微粒污染: 在潔凈室裏,靜電是使直徑在0.11.0微米 之間的顆粒沉積的主要原因. 當芯片帶有靜電后就很容易沉積灰塵. 2. ESD(ESD中文意思是靜電電壓放電)失效: 靜電放電時當放電電流過大, 產生過高熱能, 將會擊穿集成電路內部線路. 3. 三種擊穿現象: 1. 熱擊穿: P-N破壞 2. 介電擊穿: 氧化層的破壞 3. 金屬汽化: 金屬線被汽化而開路四.半導體的靜電敏感度: 裝置型式裝置型式 靜電放電敏感靜電放電敏感度範圍度範圍(伏伏) 裝置型式裝置型式 靜電放電敏感靜電放電敏感度範圍度範圍(伏伏) VMOS 301800 散粒(肖特基)二極管 3002500 MOSFET 1

3、00200 薄片電阻(厚,細) 3003000 GaASFET 100300 雙向晶體管 3807000 EPROM 100 ECL(發射極偶合邏輯電路) 5001500 JFET 1407000 SCR(可控硅) 6801000 SAW 1501500 散粒(肖特基)晶體管 10002500 OP-AMP 1902500 散粒晶體管邏輯電路 10002500 CMOS 2503000 靜電放電的三種型式: 1. 人體型式: 當人體活動時身體和衣服之間摩擦產生靜電, 若不及時將靜電 釋放給大地, 而直接把靜電轉移給ESD敏感裝置而造成損壞. 2. 微電子器件帶電型式: 在自動化生產過程中, 一

4、些塑料器件因摩擦產生靜 電, 通過ESD敏感裝置接觸, 造成損壞. 3.場感應型式: 在有強電場圍繞時, 能通過感應方法損壞ESD敏感裝置 .靜電電荷的消除原理: 1. 接地: 將導體材料接通大地, 把靜電電荷傳導到大地. 2. 離子中和: 用離子發生設備產生離子, 來中和物體表面所帶靜電荷. 3. 屏蔽: 用高導電性材料做成屏蔽層, 使ESD敏感裝置不受外界靜電場損壞.一. ESD等級分類及控制程序：1.ESD等級分類: 等級 電壓範圍 典型設備 0 0100V EPROM, VMOS, MOSFET, GAAS, FET, SAM 11001000V SCR, JFET, 薄膜電阻, 二極

5、管 210004000V Protected MOS, SCHOTTKY, TTL, OP- AMP and LSI 340001500V大多其它半導體 2. ESD失效的潛伏性: 有時ESD並沒有把半導體完全破壞, 而只把元件某部分的品質降低. 從事ESD敏感半導體等行業應留意以下幾點: 1). 潛伏性的ESD問題: 在任何場合都會發生; 2). 潛伏性的ESD問題: 將會累積起來加深其損壞的嚴重性 ; 3). 潛伏性的ESD問題: 在運送ESD敏感性元件, 更加無法估計其產生的可能性; 4). 潛伏性的ESD問題: 不只是影響成品用家, 也會影響各層制造商的維修費及聲譽; 5). 潛伏性的

6、ESD問題: 目前還沒有辦法把此問題的產品全部找出來.八、 名詞解釋： 1、ESD-Electrostatic discharge-靜電釋放,即靜電電荷在不同電勢的物品或表面之間轉移的過程. 2、EOS-Electrostatic Overstress-靜電損傷,即器件接受靜電釋放時,其特性產生變化,通常性能變差,但未完全失效. 3、ESDS-ESD Sensitivity Susceptivility-靜電敏感性（度），衡量一個器件對靜電破壞所能感受的程度，即其特性在不同的靜電水準下改變多少. 4、Antistatic-指材料阻止磨擦起電的性能，在本文中，防靜電材料通常其磨擦起電的靜電電壓低

7、于200Volts. 5、Electrostatic Shielding-靜電屏蔽，設置在物體周圍的導體屏障以排出外電場的影響. 6、Conductive Material-導電性材料，在本文中，這種材料的表面電阻率低于10E-5，M或體積電阻率低于10E-4.m. 7、In sulative Material-絕緣材料,在本文中,這種材料的表面電阻率大于10E5.M,或體積電阻率大于10E-4.M. 8、Equipment Ground-設備接地,電氣設備與硬地電極之間的低阻抗通路.通常為電源插座的第三端. 9、ESD Ground-靜電接地,由導體所組成的電極,金屬帶,金屬棒等,用來構成連

8、接帶有靜電電荷的人或物體與大地之間通路. 10、Tribo-electric Charging-磨擦起電,當兩個最初接觸的物體(一方或變方均為絕緣體)分離時而產生靜電電荷積累. 11、ESD Protective Packaging-靜電防護包裝,一種包裝方式,可以用來限制靜電每感器件磨擦起電電荷的積累,或者為ESD器件提供靜電屏蔽. 12、靜電逸散材料-材料表面電阻率大於1x10E5 ohms/square, 小於1x10E12 ohms/square,或者體積電阻率大於1x10E4 ohms-cm, 小於1x10E11 ohms-cm. 13、表面電阻-與材料的同一邊相連的兩個特定形狀電極

9、之間直流電壓與電流的比值,表面電阻用ohms表示. 14、表面電阻率-通過單位面積表面的直流電壓與電流的比值, 表面電阻率是指一個面相對兩邊之間的電阻, 與面積大小和它的尺寸單位無關, 表面電阻率用ohms/square表示.九、 人員： 凡生產中可能接觸到電子元器件或產品的人遇均需具備一定的靜電防護措施. 1、在線生產人員必須佩戴有線防靜電手環方可作業,該有線防靜電手環應與專用之接地線相連; 2、非在線之作業員,設備操作員,現場之管理干部及周邊單位(工程、品管、檢測、企劃等)技術員、工程師等需佩戴證明有效的無線式防靜電手環； 3、SMT現場之工作人員,除佩戴相應之防靜電手環外,還應該穿防靜電

10、服與防靜鞋; 4、品檢人員應佩戴證明有效的無線式防靜電手環,但當檢驗靜電敏感器件(如IC,電晶體,二極體,晶振)等時,或帶有ESDS器件的產品時的,必須戴有線防靜電手環.十、 設備與工具 1、生產設備,包括插件線、輸送帶、各種焊錫機、水洗機、前加工設備、吸放板機、錫膏印刷機，貼片機等必須要有專用導線與接地線相連； 2、接觸靜電敏感元器件的工作臺,檢驗桌,修理桌等,表面必須覆蓋導電性桌墊,且必須有專用導線與接地線相連; 3、焊錫修理等應使用瓷質絕緣的電鉻鐵/吸錫槍,電熱絲部分是低壓控溫并接地(三極插頭),接地電阻低于10,電線電阻大于2M,且前端溫度控制在36020; 4、各類量測與測試設備同樣

11、必須要有接地.在線測試機和ATE要有專用導線與接地線相連,如使用三極插頭,顯示板表面應定期噴有靜電防止劑(一月一次). 5、靜電壓表、靜電場表應能夠檢驗超過 200伏靜電壓; 6、用於查核ESD不間斷接地的測量儀應能檢查出小於1歐姆的電阻值; 7、用於測量工作臺表面電阻測量儀應能讀出1012 ohm電阻率及小於它的值. 十一、 接地： 1、ESD接地可以是設備的接地(使用三極插座中的第三極),或專用的大地接地,并保證接地電阻低于1. 2、專用接地線要使用銅編織線、有線式防靜電手環、導電性桌墊、設備上除電源外和接地器等要通過導線與專用接地線相連，或者使用導線將上述設施與三極插座的接地端相連. 3

12、、整個建筑物必須要有一個集中的接地系統. 4、所有新的專用接地保護線和電源地線要經過技術人員的全檢確認方可投入使用. 5、用來檢測防靜電專用接地線的儀器、儀表等要求能測出小于1的電阻值。十二、 搬運、暫存、包裝、保存： 1、工程人員依據產品對靜電的敏感程度和客戶的要求制定相應的包裝作業規范,成品的包裝,保存與運送應依正式的包裝規范進行. 2、靜電敏感的元器件(如IC,電晶體,二極體,晶振等)的盛放,包裝和保存等,包括領料,發料和用料退庫應使用導電的抗靜電盒或袋子/管子等,或者直接使用原廠包裝. 3、靜電敏感的元器件在作插入作業時,必須使用金屬容器或有實施防靜電對策后的塑膠容器. 4、電子組裝的

13、成品和未成品的裝載必須注意:如相關人員未戴防靜電手環時,或戴棉質手套時,不可接觸產品.一般不允許將基板焊錫面同向兩枚重疊起來,產品在暫存時,不可使用聚乙烯板(保力龍)來防塵; 5、用于搬運保管成品的包裝箱須使用實施防靜電對策過的送貨用箱子及使用隔板來防止基板焊錫面互相接觸,搬運時不可在地板上拖拉箱子. 6、SMT類成品和半成品存放/搬運時,放置架、周轉箱和臺車等必須用金屬或導電性材料做成，其中搬運用臺車要有靜電接地連并拖在地板上. 7、作業時要注意: 7.1 拿取IC時手指不可觸碰到IC腳;拿取電晶體,FET時盡可能手不要接觸到引線腳部分; 7.2 高頻FET或電晶體盡可能安排在最后插件工站并

14、立即進行焊錫工程; 7.3 拿取基板成品,半成品時,手不可觸及焊錫面,金手指,測試點及配線等; 7.4 作業中掉落地板上的電子ESDS類零件(IC,電晶體,二極體,晶振等)不可再用或經過測試再確認OK后才可使用. 十三、 防靜電手環的管制： 1、將有效之防靜電手環戴在手腕上,務必保證其金屬部位緊貼于皮膚.有線式防靜電手環之接線相應扣好,且接線與專用接地線良好接觸; 2、所有佩戴防靜電手環的人員于每日上班前檢查其有效性,并將結果記錄于防靜電手環檢測記錄表(編號:FQC11011B)內,如有異常應立即更換,新請購之靜電環手環在驗收時,亦要經過測試以保證其有效性. 3、防靜電手環的檢測方案如下: 3

15、.1 將校正合格之防靜電手環測試儀HAKK0498之接地線與靜電環的接地線相連(夾緊); 3.2 以佩戴防靜電手環的手指(盡量保持干燥)觸壓HAKK0498之測試盤; 3.3 若測試儀上“LOW”紅燈亮,表示該防靜電手環之阻抗小于800K,不能用,若“HIGH”紅燈亮，表示該防靜電手環之阻抗大于9M,亦不能用,若“GOOD”綠燈亮且伴有蜂鳴者,則表示該防靜電手環合格,可以使用. 十四、 防靜電要求符合性驗證 1、 制程巡檢人員應每日點檢生產現場的靜電防護措施的有效性.如有異常, 則以“制程異常聯絡單”的形式提出,知會各相關單位立即采取行動改善. 2、 設備與電氣工務人員應每周點檢設備的接地和有效性. 如有異常,立即處理并作記錄. 3、 電氣設備工程師或品質保證工程師等應至少每半年