华为ESD培训教材.pdf

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1、ESD培训教材 （员工类） 华为技术有限公司ESD分会 裸手接触单板，裸手接触单板， 单板不能工作了单板不能工作了 怎么回事？怎么回事？ 这是静电放电（这是静电放电（ESD）在作怪！）在作怪！ 前言 通信器件的通信器件的ESD敏感度越来越高敏感度越来越高 3G、传输数据高端等部分器件静电敏感度降到、传输数据高端等部分器件静电敏感度降到100V以下以下 通过产品设计并不能完全对器件进行通过产品设计并不能完全对器件进行ESD防护防护 产品成本对产品成本对ESD控制的要求越来越高控制的要求越来越高 设计成本、销售成本、服务成本设计成本、销售成本、服务成本 产品销售国际化，对产品销售国际化，对ESD防

2、护提出了很高的要求防护提出了很高的要求 海外应用环境复杂，人员意识亟需提高，维护成本高海外应用环境复杂，人员意识亟需提高，维护成本高 产品质量要求提高，客户要求提高产品质量要求提高，客户要求提高 客户对设备故障的敏感度加强，客户对设备故障的敏感度加强，操操作作规范性规范性加强加强 前言 内 容 o 静电静电基础知基础知识识 o 静电控制 o 常见的不符合静电控制规范 的实例 静电基础知识 基本概念 静电的历史及影响 静电的产生 静电的特点 静电的危害 材料的电特性 常见的防静电材料 防静电标识 基本概念 o静电：静电就是物体上多余的电荷。它所产 生的效应包括带电体之间力的作用和电场。 o电荷：

3、物质是由原子构成，原子是由电子、 质子、中子构成。 o静电放电（ESDElectrostatic 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。 基本概念 o静电敏感度(ESDSElectrostatic Discharge Sensitivity) o静电敏感器件(ESSDElectrostatic Sensitive Devices) oEPA:ESD Protect Area (ESD防护区域) oECA:ESD Control Area (ESD控制区域) 静电的历史及影响 o 闪电 o 600BC- Thales发现用毛

4、皮摩擦过的橡 胶可以吸起羽毛。 o 公元1400年，欧洲人在黑火药的生产过 程中采用了静电控制。 o 公元1600年，William Gilbert 重复了 Thales 的实验，并观察到干燥天气的影 响。 静电的历史及影响 o 公元1700年Hauksbee 发明了静电发 生器、验电器，发现了电磁感应现象。 o 公元1800年 o- - Faraday 发明了法拉第笼 （作用是形成静电屏蔽） o- - Kelvin 发明了静电测试仪， o- - 造纸厂使用了接地技术， oVolta 发明了电池。 静电的历史及影响 正面！ 复印机 环境控制(吸尘器) 危害！ 医院里麻醉蒸气爆炸 飞行器在飞行过

5、程充电影响了通信 在1960年第一个ESD敏感器件诞生 现在计算机里的磁头是ESD最敏感 的器件，敏感度约20V。 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） 静电的产生 物质的结合和分离都会产生静电物质的结合和分离都会产生静电。 静电的产生静电的产生静电的产生静电的产生 摩擦起电摩擦起电 静电的产生 静电的产生 空气空气 石棉石棉 玻璃玻璃 云母云母 头发头发 尼龙尼龙 羊毛羊毛 毛皮毛皮 铅铅 丝丝 铝铝 纸纸 钢钢 木头木头

6、琥珀琥珀 硬橡胶硬橡胶 铜银铜银 硫磺硫磺 聚合物聚合物 特氟龙特氟龙 正电正电负电负电 材料摩擦生电序列表材料摩擦生电序列表 静电的产生 人体活动人体活动静电势（空气相对静电势（空气相对 湿度湿度1020%） 静电势（空气相对静电势（空气相对 湿度湿度6590%） 在地毯上走动在地毯上走动350001500 在聚乙烯地板上走在聚乙烯地板上走 动动 12000250 在工作台上工作在工作台上工作6000100 拿聚乙烯纤维包拿聚乙烯纤维包7000600 从工作台拿起聚乙从工作台拿起聚乙 烯衬垫烯衬垫 200001200 坐在填有聚氟脂泡坐在填有聚氟脂泡 膜的椅子上膜的椅子上 180001500

7、0 人体活动产生典型的静电电压（人体活动产生典型的静电电压（V） 干 燥 环 境 更 易 积 累 静 电 电 荷 静电的产生 感感 应应 起起 电电 人人 体体 被被 感感 应应 起起 电电 了了 静电的特点 在在3000伏时，你能伏时，你能 通过皮肤通过皮肤感知感知 在在5000伏时，你能伏时，你能 听见听见 在在10000伏时伏时，你能，你能 看见看见 人体对ESD的敏感 静电的特点 高电高电位：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3KV以下静电不易感觉到）。 低低电量电量：静电流多为微安级（尖端瞬间放电例外）。 作用作用时间短：时间短：微秒级。 受受环境环境影响大：

8、影响大：特别是湿度，湿度上升则静电积累减 少，静电压下降。 静电的危害 r通信产品故障 r软件故障30多 r硬件故障中器件失效30%多、外应力（环 境温湿、灰尘腐蚀、雷电、机械应力、包装 等）导致产品故障约30 r器件失效中EOS/ESD失效率占3040%， 而高静电敏感的器件EOS/ESD失效率高达 60%左右。 静电的危害 EOS/ESD引起的失效引起的失效 排在第一位排在第一位 EOS/ESD 59% 电子电子测试测试 3% 氧化氧化/钝化钝化 3% 导导体体失效失效 3% 硅片断裂硅片断裂 4% 引脚短路引脚短路/开路开路 7% 引脚连接引脚连接 15% 其他其他 6% 高静电敏感器件

9、失效原因排序高静电敏感器件失效原因排序高静电敏感器件失效原因排序高静电敏感器件失效原因排序 静电的危害 ESD失效失效ESD失效失效 彷真彷真人体人体带带 8000V 静电静电放放电电 放放电电 3 次次 放大放大 3000 倍倍 静电的危害 硬损伤：硬损伤：器件直接不能工作器件直接不能工作. 软损伤软损伤：ESD减弱了器件或单板减弱了器件或单板 的性能，但仍能通过测试的性能，但仍能通过测试。单板。单板 或器件的特性变差，最终失效或器件的特性变差，最终失效. 附：各种常用器件的静电敏感性 (Wafer) (Device) 人体静电可以损毁任何一个常用半导体器件人体静电可以损毁任何一个常用半导体

10、器件 静电的危害 内部损失内部损失 金钱金钱 时时间间 不可估计不可估计的的 外部损失外部损失 信誉信誉 用服服务用服服务 顾客满意顾客满意度度 ESD失效带来的影响失效带来的影响 材料的电特性 l 绝缘体 l 导体 l 静电释放材料 材料的电特性 绝缘体特性 o很大的体电阻，体电阻1x1011 o很少有电子在物体中移动，在同一种物体上 的不同地方可以保持正电荷和负电荷 o绝缘体的静电耗散只能通过环境，不能通过 自己的表面接地耗散 材料的电特性 尼龙尼龙 纸板纸板 木头木头 硬橡胶硬橡胶 聚和物聚和物 聚氟乙烯聚氟乙烯 特氟龙特氟龙 绝缘体绝缘体 注意：注意：纸板和木头在湿度较高时因为吸水具有

11、静电耗散性能，纸板和木头在湿度较高时因为吸水具有静电耗散性能， 湿度较低（一般小于湿度较低（一般小于50%左左右右）时表）时表现现为绝缘性能。为绝缘性能。 材料的电特性 导体 o体电阻1x104 o电子能在导体表面和体内自由流动 o如果被接地，电荷能迅速被中和 材料的电特性 铜铜 锡锡 钢钢 铝铝 导导体体 材料的电特性 l人是导体，容易产生静电人是导体，容易产生静电 l对地能储存电荷对地能储存电荷 l人在走动时更易产生静电人在走动时更易产生静电 产生产生15千伏的静电很常见千伏的静电很常见 产生产生35千伏的静电是可能的千伏的静电是可能的 人体人体 人人可可以以活动活动 材料的电特性 静电静

12、电耗散材料耗散材料 l体体电电阻阻1x1041x1011 l电电子在材料子在材料的的表面可表面可以以自由移动自由移动，但移动但移动 的的速率由于速率由于电电阻而受阻而受到控制到控制 l如果被如果被接接地地，电，电荷将被缓慢荷将被缓慢的的释放掉释放掉 防防静电静电 工具工具 防防静电静电包包 装装材料材料 防静电材料的选择 问题：问题：为什为什么要么要选择选择静电静电耗散材料耗散材料 作作为为防静电防静电材料材料？ 常见的防静电使用工具（防静电工具包） 常见的防静电材料 常见的防静电材料 防静电 海绵防静电 海绵 黑色防静电黑色防静电EPE防静电 气泡袋防静电 气泡袋 常见的防静电材料 该纸箱里

13、面有涂炭层该纸箱里面有涂炭层 起起静电静电屏蔽屏蔽的作用的作用 一般纸箱为绝缘材料一般纸箱为绝缘材料 常见的防静电材料 注注意意：外外层泡膜袋没有层泡膜袋没有 防静电作用，防静电作用，而是易而是易产产 生生静电静电材料！材料！ 易易产产生生静电静电易易产产生生静电静电 防静电标识 ESD 15mm 15mm Arial粗体,12磅 底色:黄色 Arial Narrow粗体,46磅 底色:黄色Arial Narrow粗体,42磅 35mm 45mm 180mm 45mm 粗黑体,42磅,黑色 粗黑体,60磅,黑色 底色:黄色 35mm 180mm 内径： 26mm 外径： 50mm 底色:黄色

14、粗黑体,20磅 Arial粗体,24磅 内径： 26mm 外径： 50mm 底色:黄色 Arial Narrow粗体,20磅 Arial粗体,24磅 内容 o 静电基础知识 o 静电控制静电控制 o 常见的不符合静电控制规范 的实例 静电控制 为什么要进行ESD控制（Why） 哪些人要参与进行ESD控制（Who） 在哪些地方需要进行ESD控制（Where） 控制什么（WHAT） 怎样进行ESD控制（How） 静电控制（WHY） 内部损失内部损失 钱钱 时时间间 不可估计不可估计的的损失损失 外部损失外部损失 信誉丧失信誉丧失 顾客满意顾客满意度度下降下降 WHY？ 静电不能静电不能被消除被消除

15、，只只能能被控制！被控制！ 静电控制（WHO） who? 供应商供应商 研研发人发人员员 采购采购 库房库房人人员员 生产生产及测试及测试人人员员 包包装装人人员员 技术服务技术服务 客户客户 静电控制（WHERE） 供应商供应商 实验室实验室 IQC 仓储仓储 生产生产线线 装配装配和和测试测试 理货理货和包和包装装 客户现场客户现场 维维修修 WHERE？ 静电控制（WHAT） EPA(ESD PROTECTION AREA) 环境个人材料 地板个人物品原材料 温湿度工衣周转材料 工作台工鞋包装材料 工装夹具接地 另外还需要相应的流程制度来保证！ 静电控制（HOW） 静电控制的静电控制的原

16、则原则 o在EPA控制区域操作所有静电敏感器件 o存放、运输所有静电敏感器件要用法拉第笼 o测试和监控整个静电控制流程 如何理解如何理解？ 静电控制（HOW） EPA控制控制方法方法 o定义区域的防护水平（华为有两个级别） o区域明确定义和标识 o对区域内的所有导体包括人员可靠接地 o消除一切不必要的静电产生源 o运用12英寸(30cm)原则 oESD防护体系文件的建立 环境控制环境控制 温度和湿度： l生产制造和维修区域属于静电高风险区域： 温度：2030 相对湿度(RH)：4575% l其它防静电工作区环境的温湿度一般要求： 温度：2030 相对湿度(RH)：3075% 注：产品物料对环境

17、温湿度有特殊要求时，应根据需要和实际 条件采取相应的局部环境保证措施。 静电控制（HOW） 静电控制（HOW） 13 E 9 11 78 10101010 13 13 5 56 6 3 1 2 4 A B B A 4 1 2 3 1 工作台 6 2 防静电台垫 3 台垫接地扣 4 腕带插孔 5 防静电器具 设备/仪器/工具 7 防静电地垫 8 地垫接地扣 9 防静电工作椅 10 接地线 11 防静电地板 13 防静电地（建筑厂房外） 14 电气保护接地（建筑厂房外） 12 落地设备/仪器 A、B、C、D、E为串接 或等效串接1M欧姆电阻 公共接地点 公共接地点 专用防静电线 12 L N PE

18、 14 典 型 的 EPA 接 地 系 统 硬硬接接地地 软软接接地地 防静电工作防静电工作台台 防静电台垫的尺寸应不小于工作台面的大小； 防静电台垫均须正面（即防静电面、耗散层） 朝上、背面（即导电层）朝下铺设； 多个防静电工作台的接地线不能相互串接，应 以并联方式与公共接地线连接，每块台垫（地 垫）必须且只需接一根防静电地线。 静电控制（HOW） 静电控制（HOW） 防静电工作防静电工作台垫起台垫起到到释放释放静电的静电的原理原理？ 防静电工作台垫 接地线 工作台 1工作台 2工作台 3 接地线 工作台 1工作台 2工作台 3 接地线 工作台 静电控制（HOW） 公共公共接接地点地点并并联

19、联： 1、接、接地地整洁整洁有有序序 2、接、接地地灵灵活方活方便便 3、保持保持工作工作台台上各上各 设备的设备的地地电电平平一一致致 4、接、接地可地可靠靠 人员人员规范规范 防静电工作服、工作鞋操作指引 所有人员进入防静电区域必须穿好防静电工作 服、防静电工作鞋或防静电鞋套，已配发工作帽 的还必须戴好工作帽。 工作服外部严禁携带除工卡和笔之外的金属物 件，防静电鞋内不得垫鞋垫。 更换工作服应在指定地点进行，不允许在设备旁 边穿、脱工作服。 静电控制（HOW） 人员人员规范规范 作业过程的防静电指引 进入EPA区域前，测试腕带和人体电阻，测试通过并做好 记录方可进入； 接触ESSD及组件之

20、前应戴好防静电腕带，防静电腕带插 入香焦插孔中接地，要保证腕带与皮肤接触良好； 确认工作区域内的工具、设备和仪器安全、可靠接地，尤 其对那些经常移动的设备要特别注意； 确认工作区内的静电源（例如：非防静电塑料袋、非防静 电泡膜、橡胶等）远离ESD敏感器件和敏感单板（至少 30CM）。 静电控制（HOW） 静电控制（HOW） 在在对单板、对单板、芯片芯片、端端口口 操操作作时时，应，应穿穿防静电工防静电工 作服，作服，带带防静电手防静电手腕且腕且 防静电手防静电手腕腕要要可可靠靠接接地地 人员人员规范规范 静电控制（HOW） 设备、仪器的接地（包括计算机）设备、仪器的接地（包括计算机） 便携式防

21、静电操作台便携式防静电操作台 防静电工具（螺丝刀、毛刷、镊子等）防静电工具（螺丝刀、毛刷、镊子等） 腕带、手套、腕带、手套、工衣、工鞋工衣、工鞋 防静电包装材料防静电包装材料 物理接口物理接口 接口保护套、电缆的放电处理接口保护套、电缆的放电处理 工程维护现场检查点：工程维护现场检查点：工程维护现场检查点：工程维护现场检查点： 人员人员规范规范 静电控制（HOW） 防静电防静电包装包装、存储存储、转运转运 防静电存储 o温度：2030；相对湿度(RH)：30%75% o注意：对环境有特殊要求的，如潮湿敏感器件等， 请遵照相应的专用操作指导书执行。 o存储器具：可用于直接存储静电敏感器件及组件的

22、 器具有防静电器件盒、IC管、防静电袋、防静 电周转箱、单板周转车等。 防静电防静电包装包装、存储存储、转运转运 存储操作指引 A 静电敏感器件须使用防静电器件盒、屏蔽袋、防静电器件管 包装存放，静电敏感单板和组件需使用屏蔽袋、防静电吸 塑盒、周转箱、周转车包装存放。 B 静电敏感器件尽量保持原包装状态，严禁随意拆封。 C 用于静电敏感器件散装清点和发料的工作台必须铺设防静电 台垫，并可靠接地。操作人员应佩带防静电手套、指套或 将有绳防静电腕带接入防静电接地系统。 D 静电敏感器件在储运过程中，勿靠近强静电、强电磁场，如 电脑主机及其显示器上方、公共人行通道两侧等。 静电控制（HOW） 防静电

23、防静电包装包装、存储存储、转运转运 吸塑盒包装单板屏蔽袋包装单板 静电控制（HOW） 防静电防静电包装包装、存储存储、转运转运 静电控制（HOW） C芯片芯片应应存存放在放在IC芯片专芯片专用用 的的包装盒中或者套管中包装盒中或者套管中 在在用户用户机房若机房若没有没有IC芯片专芯片专用用包装盒包装盒， 也也可可用防静电用防静电袋袋包装包装，但但芯片之芯片之间一间一定定 要要隔离隔离，避免混避免混放在一起放在一起 防防静电静电包装包装、存储、转运、存储、转运 通通用用的的转运转运工具工具 防防静电静电周转箱周转箱 防防静电静电运转车运转车 防防静电静电周转车周转车 静电控制（HOW） 内容 o 静电基础知识 o 静电控制 o 常见常见的不的不符合符合静电控制静电控制规范规范 的的实例实例 常见的不符合静电控制规范的实例 未带未带防静电手防静电手腕腕 拿取拿取IC芯片芯片时时应应带带防静电手防静电手腕腕拿取拿取IC芯片芯片时时应应带带防静电手防静电手腕腕 常见的不符合静电控制规范的实例 常见的不符合静电控制规范的实例 常见的不符合静电控制规范的实例 常见的不符合静电控制规范的实例 常见的不符合静电控制规范的实例 常见的不符合静电控制规范的实例 常见的不符合静电控制规范的实例 常见的不符合静电控制规范的实例 结束语 THE END 请大家提问题，请大家提问题，谢谢！谢谢！