APG靜電放電防護(hù)知識(shí)

 APG 靜電放電防護(hù)
 學(xué)習(xí)目標(biāo)﹕
  使大家了解靜電放電相關(guān)知識(shí)，以規(guī)范作業(yè)  
  流程，提升工作質(zhì)量。

 內(nèi)容摘要﹕
  1. 靜電放電之簡(jiǎn)介
   1.1 什么是靜電
   1.2 靜電放電之來(lái)源
   1.3 靜電電壓與濕度之關(guān)系
   1.4 為何要作靜電放電防護(hù)
   1.5 一般性靜電放電防護(hù)原則
  2. 國(guó)際靜電放電防護(hù)之標(biāo)準(zhǔn)
   2.1 零件之靜電放電敏感度
   2.2 表面阻抗之頻譜
   2.3 符號(hào)
   2.4 等級(jí)
  3.APG 各作業(yè)區(qū)之靜電放電防護(hù)等級(jí)與措施
   3.1  接地                                           
   3.2  人員之準(zhǔn)備                                         
   3.3  工作區(qū)之準(zhǔn)備                    
   3.4  設(shè)備之準(zhǔn)備                             
   3.5  采購(gòu) 
   3.6  接收與庫(kù)房
   3.7  備料與發(fā)料                       
   3.8  產(chǎn)品之裝配﹑測(cè)試與包裝         
  4.靜電放電防護(hù)設(shè)施﹑檢測(cè)之標(biāo)準(zhǔn)與維護(hù)
  5.文件
  6.訓(xùn)練

 靜電放電之簡(jiǎn)介
  1 什么是靜電
  靜電是由物質(zhì)表面的正/電荷分離所造成的電位。
  帶電物體的四周會(huì)產(chǎn)生靜電場(chǎng)。
  靜電是看不到且感覺不到,但它卻時(shí)時(shí)刻刻的存在我們身邊。
  物質(zhì)可分為導(dǎo)電體﹑半導(dǎo)體與絕緣體三種,以上三種物質(zhì)都會(huì)因磨擦及空氣中相對(duì)濕度的不同而產(chǎn)生不同的靜電
  靜電產(chǎn)生后,可以利用導(dǎo)體路徑而排放,在速度上則以導(dǎo)電體*快,半導(dǎo)體次之,絕緣體*慢

   1.2靜電放電之來(lái)源
   靜電的產(chǎn)生來(lái)自于不同導(dǎo)體相互磨擦,發(fā)生直接接觸或靜電場(chǎng)的感應(yīng),電子會(huì)從一個(gè)原子遷移至另一個(gè)原子,累積的靜電荷從一個(gè)高靜電荷流向另一個(gè)相反極性的低靜電荷,特別是地面,因而破壞原有的

平衡狀態(tài),導(dǎo)致物體間電荷的移動(dòng)產(chǎn)生電流,稱為靜電放電
   主要的靜電產(chǎn)生者 :                                                 
    - 塑料,公文夾,包裝材,衣服,工作臺(tái)面,地板,高速氣流
   主要的靜電產(chǎn)生與轉(zhuǎn)移方式  :                                         
    - 走路,磨擦,**服,從椅子站起來(lái),與帶電物接觸
   影響靜電產(chǎn)生的因素  :
    - 相對(duì)濕度                                                         
    - 接觸面積                                                                  
    - 材料的導(dǎo)電性                                                
    - 磨擦頻率

  1.3靜電電壓與濕度之關(guān)系


  1.4為何要作靜電放電防護(hù)
    靜電是無(wú)所不在,只是程度不同。
    靜電放電是傷害微電子組件*大元兇。
    靜電產(chǎn)生后,會(huì)隨各種不同路徑排放,而形成靜電放電,
     隨其放電速度與數(shù)量,會(huì)對(duì)人員及電子產(chǎn)品產(chǎn)生相當(dāng)程度的傷害
    在無(wú)塵室中靜電是會(huì)吸引空氣的微塵。
    靜電放電*大的傷害不是立即將產(chǎn)品打壞,而是將產(chǎn)品變成“危險(xiǎn)良品”的半**品,使得產(chǎn)品在客戶手中產(chǎn)生嚴(yán)重的可靠度問(wèn)題,這是會(huì)造成公司莫大的損失。

  1.5一般性靜電放電防護(hù)原則
  在指定的靜電放電防護(hù)區(qū)內(nèi),所有人員不可在沒有做任何防靜電措施下,直接接觸任何產(chǎn)品。
  所有的電子零件﹑半成品與成品都應(yīng)該視為靜電敏感零件，在搬運(yùn)拿取這些物品時(shí)，不可接觸任何裸露的電路部份。
  傳送靜電敏感零件時(shí)，必須放置在適當(dāng)?shù)娜萜?不可接受任何未妥善包裝的靜電敏感零件，而且只有在靜電放電防護(hù)區(qū)內(nèi)、已接地的工作人員才可以打開靜電放電敏感零件的包裝
  拿取靜電敏感零件時(shí)，一定要帶適當(dāng)?shù)亟拥氐耐髱?，?duì)于高移動(dòng)性的拿取動(dòng)作，則可使用具有導(dǎo)電性的鞋跟帶或踝帶，直接與地墊接地。
  確保工作臺(tái)面是使用不會(huì)產(chǎn)生靜電的材料。
  確保靜電放電防護(hù)設(shè)備都己適當(dāng)?shù)慕拥夭⑶移鋵?dǎo)電功能正常。
  所有人員都必須施以適當(dāng)?shù)撵o電防護(hù)課程及所有靜電放電防護(hù)區(qū)一定要貼上明確的警示標(biāo)語(yǔ)
 

 國(guó)際靜電放電防護(hù)之標(biāo)準(zhǔn)
  2.1零件之靜電放電敏感度


  2.2表面阻抗之頻譜
   DOD HDBK 263


  2.3符號(hào)

  2.4等級(jí)


  3. APG各作業(yè)區(qū)之靜電防護(hù)等級(jí)與措施

  3.1  等級(jí)


F/A
 

  3.2  措施
  3.2.1 接地
   接地目的
    a）接地是所有靜電對(duì)策中*重要的一措施,接地的目的在形成發(fā)生在帶電體上的靜電荷對(duì)大地的泄放電路,以此防止物體
      儲(chǔ)存電荷成為帶電體。
    b）用以防止近帶電體附近的物體的靜電感應(yīng)。
    c）用以抑制帶電物體的電位上升。
      防止靜電用接地的主要目的是對(duì)帶電荷的物體對(duì)大地的泄放, 
      而不應(yīng)該是電器絕緣**所發(fā)生的漏電電流的泄放回路,以及電力設(shè)備發(fā)生故障時(shí)的故障電流回路,故大地、靜電與設(shè)備的地*好各自獨(dú)立使用。
   接地工作應(yīng)注意的事項(xiàng)
    a) 接地方法,接地象對(duì)都不能有所差錯(cuò),但必須注意,如做得不確實(shí)或不穩(wěn)定,則反而會(huì)成為災(zāi)害的起因。
    b) 雖容許靜電對(duì)策用的接地與其他目的的接地可共享,但必須留意共同部份的電路會(huì)有除靜電泄漏以外的電流出現(xiàn)。
    c) 接地位置選擇容易確認(rèn)的地點(diǎn)。并且視需要而實(shí)施維護(hù)與管理。
    d) 雖帶電物體為金屬導(dǎo)體時(shí),為防止帶靜電,此金屬導(dǎo)體必須接地。但如有一金屬物體要靠近帶電物體時(shí),如把金屬物體加以接地，則可能因此
        而與帶電物體間發(fā)生靜電放電,對(duì)此情況,除以接地的靜電措施以外,尚需要其他的靜電對(duì)策。
    e)只靠金屬面與金屬面的接觸而沒另有其他加強(qiáng)措施的接地或連接,則可能會(huì)由于震動(dòng),金屬面的污染而接觸而成為絕緣狀態(tài),故必須避免之。
        其實(shí)接地或連接都是構(gòu)成靜電泄漏電流的電路的一部份，故應(yīng)避免容易成為絕緣狀態(tài)的機(jī)械性接觸，而應(yīng)做成可通電流的電路。
    f)宜從構(gòu)造上考慮做到隨時(shí)能接地，或能自動(dòng)接地。
   接地的維護(hù)與管理
    a）從靜電防止接地的規(guī)劃設(shè)計(jì)至維護(hù)管理需要規(guī)定責(zé)任范圍，負(fù)責(zé)人以利工作的推行。
    b）要做好接地設(shè)備的管轄范圍，設(shè)置路徑等的設(shè)置規(guī)范，設(shè)計(jì)施工規(guī)范，點(diǎn)檢規(guī)范等以及有關(guān)實(shí)施及維護(hù)上所需規(guī)范,并確實(shí)執(zhí)行的負(fù)責(zé)人，并須獲得其承認(rèn)。
    d）管理請(qǐng)參考 Doc. 904-C06 “ ESD Control Procedure ”等有關(guān)規(guī)定。

  3.2.2 人員的準(zhǔn)備
    （1）靜電防護(hù)衣袖必須比個(gè)人衣服長(zhǎng),必須完整地保留制造廠商的標(biāo)幟以利求證。避免穿著如耐龍、壓克力或聚脂等人造絲材料做的衣服，因?yàn)樗鼈儠?huì)在低濕環(huán)境下產(chǎn)生高靜電電荷。
    （2）拿取所有未保護(hù)的靜電敏感零件時(shí),一定要在操作員與工作表面上的按扣或接地之間連接一條腕帶,腕帶必須與操作員的裸皮膚直接接觸。
        如使用導(dǎo)電性地墊來(lái)排除電荷的地方，則不必使用腕帶與工作表面,但操作員必須穿踝帶于兩個(gè)鞋子, 以便達(dá)到適當(dāng)?shù)慕拥亍?br>    （3）在所有的靜電敏感零件的工作區(qū)和裝配過(guò)程中拿取零件的接腳或端子時(shí),一定要帶抗靜電手套、或抗靜電指套。**的手指一定不可以接觸到欲焊接的部位。
   工作區(qū)的準(zhǔn)備
    （1）在靜電放電防護(hù)工作站里,所有的物品都要接地在同一電位,包括操作人員、工作臺(tái)面、工具、有蓋的箱子、物料盒及靜電放電敏感零件。
          任何一項(xiàng)如有不同的電位,便會(huì)對(duì)靜電敏感零件產(chǎn)生損害。對(duì)于有懷疑的地區(qū)則應(yīng)使用靜電表測(cè)量靜電量,發(fā)現(xiàn)不合格時(shí)應(yīng)立即采取對(duì)策。
    （2）任何會(huì)接近靜電放電防護(hù)區(qū)的人員一定要接受教育訓(xùn)練并通過(guò)靜電放電知識(shí)訓(xùn)練課程。訪客在進(jìn)入靜電放電防護(hù)區(qū)域內(nèi)之前,一定要給予適當(dāng)?shù)慕虒?dǎo),并且由該地區(qū)受過(guò)訓(xùn)練的人員陪同。靜電放電防護(hù)區(qū)域必須在其周圍或出入口的地板上貼上黃黑交替的條紋膠帶。
    （3）所有會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電力設(shè)備,其外殼一定要接地,并且在這些裝備與工作表面之間用橡膠墊或其他兼容材質(zhì)加以隔離。一些利用交流(AC)或直流(DC)電力設(shè)備的塑料外殼,如終端機(jī)、測(cè)試設(shè)備、PC、…等,要用靜電表進(jìn)行測(cè)試,如其靜電電壓在100伏特以下,則不會(huì)造成危險(xiǎn)。
    （4）從靜電放電防護(hù)區(qū)消除所有會(huì)產(chǎn)生靜電的塑料材料,并且以具有抗靜電性或?qū)щ娦缘牟牧先〈?且在工作表面上不可以放置非抗靜電之物品。
    （5） 靜電放電防護(hù)區(qū)的相對(duì)濕度必須保持在40～65％之間,此一范圍可將絕緣物上所產(chǎn)生的靜電降至*小。為確保相對(duì)濕度之維持，可在制造工作區(qū)域內(nèi)具有代表性的位置掛上相對(duì)濕度指示器,以利監(jiān)視。對(duì)于無(wú)法控制在此相對(duì)濕度范圍內(nèi)的地區(qū),則需要注意額外的預(yù)防工作,例如使用濕度產(chǎn)生器、局部空氣離子化器，當(dāng)作**道防線。
    （6）驗(yàn)證工作臺(tái)面是否為具有防護(hù)性工作臺(tái)面,完整的工作表面可以從接地電線和腕帶連接點(diǎn)加以區(qū)別。然后驗(yàn)證腕帶與工作表面的連接是否適當(dāng)。工作表面必須用一條軟式接地電線連接到 ESD 接地電線，腕帶一定要連接到工作表面上的按扣或連接點(diǎn)。
    （7）新工作站設(shè)立之后,一定要用靜電表來(lái)確認(rèn)其靜電電荷在100伏特以下。
    （8）在使用腕帶并不**或者作業(yè)時(shí)有大距離移動(dòng)的考慮時(shí),可使用具有導(dǎo)電性的墊子,然后用軟式接地電線將導(dǎo)電墊再連接到ESD接地點(diǎn)。使用導(dǎo)電墊時(shí),便必須穿導(dǎo)電性的鞋子或配帶踝帶。不可同時(shí)使用腕帶和踝帶,因?yàn)樗鼈兪遣⒙?lián)的,如此會(huì)降低對(duì)人身保護(hù)的水平。
    （9）消除工作區(qū)域中的所有塑料物品,并且應(yīng)使用不會(huì)產(chǎn)生靜電的刷子來(lái)進(jìn)行清洗工作。無(wú)論如何，**不可使用人造毛刷，來(lái)處理靜電敏感零件、半成品與成品。

  3.2.3 設(shè)備的準(zhǔn)備
   （1）利用接地式三插頭將交流（AC）電力測(cè)試設(shè)備的金屬外殼接地，或在外殼與設(shè)備接地點(diǎn)之間,連接一條硬式接地電線。
   （2）確保金屬外殼已接地的設(shè)備已經(jīng)用橡膠腳墊或相等的材料和工作表面做電氣性的隔離。
   （3）終端機(jī)、監(jiān)視器、測(cè)驗(yàn)設(shè)備、…等快速傳送煤介物的設(shè)備，在操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的靜電電荷，因此，在操作之前一定要先將其外殼適當(dāng)?shù)挠枰越拥亍?/p>

  3.2.4 采購(gòu)
   （1) 靜電放電敏感零件交貨時(shí)之包裝（制造商及供貨商的來(lái)源要求）
    a. 來(lái)源的包裝一定要能夠保護(hù)電子零件的接腳和端子,不會(huì)在搬運(yùn)及交貨的情況下受到外物的傷害。零件接腳及端子的包裝材料必須是非腐蝕性、抗靜電性及導(dǎo)電性的,而且也不可以影響到零件接腳和端子的長(zhǎng)期焊接性。
    b. 必須使用靜電放電防護(hù)材料包裝電子零件，*好的防護(hù)方法是用不同的材料做為內(nèi)層和外層的包裹。
    c. 導(dǎo)電性材料是用來(lái)包裝主動(dòng)電子零件，因?yàn)樗鼈兂司邆錈o(wú)靜電產(chǎn)生的功能之外，尚有隔離電場(chǎng)的效果。靜電放電敏感零件、半成品和成品一定要用靜電隔離袋來(lái)包裝。
   （2）所有會(huì)產(chǎn)生靜電放電的包裝材料，如袋子、薄膜、氣泡墊、泡沫、盤子、管子、薄片或其他用一般塑料制的物品,都必須采取消除靜電的措施。只有具有導(dǎo)電性或抗靜電性的材料,才可用來(lái)包裝靜電放電敏感的零件、半成品與成品。
   （3）包裝靜電放電敏感電子零件的外層表面必須貼上靜電放電的警告標(biāo)示。
  **的包裝方法
   (a) 雙扁平電纜包裝（DlP）和其他類似包裝的半導(dǎo)體一定要用內(nèi)部是高導(dǎo)電性的套管包裝，并且用導(dǎo)電性或抗靜電性的塞子防止移動(dòng)。
   (b) 用來(lái)包裝一般形狀的靜電放電敏感零件的塑料容器一定是具有高導(dǎo)電性的材料為核心。
   (c) 其他不尋常形狀的靜電放電敏感零件的接腳和端子可先擠進(jìn)非腐蝕性且具有導(dǎo)電性的泡沫中，然后再全部放進(jìn)抗靜電袋子內(nèi)。
   (d) 電阻器、電容器、變壓器和電感器等被動(dòng)零件，只要用抗靜電材料圍繞起來(lái)即可。
   (e) 表面黏著型的主動(dòng)零件，例如無(wú)引線芯片承載器等，一定要放在具有導(dǎo)電性的容器內(nèi)，表面黏著型的被動(dòng)零件，如芯片式電阻器等，則可放在具有抗靜電性或?qū)щ娦匀萜鲀?nèi)。對(duì)靜電放電越敏感的零件，要用越高導(dǎo)電性的材料。

  3.2.5 接收與倉(cāng)儲(chǔ)
  （1）在靜電防護(hù)工作區(qū),已戴靜電環(huán)的人員才可打開靜電敏感零件的包裝。
  （2）收至未妥善地做好靜電放電防護(hù)包裝的靜電放電敏感零件時(shí),應(yīng)該馬上通知采購(gòu)負(fù)責(zé)人員,并請(qǐng)零件工程師確認(rèn)該零件是否真的是靜電放電敏感零件,如果該零件是屬于MIL-DOD-HDBK-263中規(guī)定Class 1,2 零件,或者其他工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的靜電放電敏感零件,則必須退回供應(yīng)商,并要求其采取對(duì)策和更換符合規(guī)定包裝的零件或成品。假如不是述Class 1,2的零件,則應(yīng)適當(dāng)予以包裝并要求供貨商采取對(duì)策。
  （3）非靜電放電敏感零件的包裝不可危害到靜電放電敏感零件，因此，在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)不應(yīng)該有會(huì)產(chǎn)生靜電放電的包裝材料。這些零件可以用一般的聚乙烯塑料袋包裝,但是它們必須在各區(qū)域小心地與靜電放電敏感零件和成品加以隔離。印刷電路裸板可以使用一般的未密封聚乙烯塑料袋。紙箱不會(huì)產(chǎn)生靜電,因此不會(huì)對(duì)靜電敏感零件造成威脅。在作業(yè)區(qū)域內(nèi),盡量使用具有抗靜電性或?qū)щ娦缘挠猩w容器。
  （4）所有包裝靜電放電敏感零件和成品的容器,外面一定要貼上警告標(biāo)示。

  3.2.6 備料與發(fā)料
  （1）在靜電放電防護(hù)站上打開靜電敏感零件的包裝,依照需求量組配成套,再按規(guī)定重新適當(dāng)?shù)匕b。
  （2）裝盛套裝零件和靜電放電敏感零件的容器,一定要貼上警告標(biāo)示。                                                                  
  （3）在工廠內(nèi)的所有搬運(yùn)過(guò)程中,靜電敏感零件必須保存在保護(hù)的包裝袋,直到它們到達(dá)一個(gè)有靜電放電防護(hù)的工作站為止。
  （4) 為避免造成損害起見,所有的靜電敏感零件應(yīng)該儲(chǔ)存在倉(cāng)庫(kù)中特定的地區(qū),并且使用具有導(dǎo)電性、電場(chǎng)隔離作用的包裝袋來(lái)發(fā)放主動(dòng)零件;用抗靜電的包裝袋來(lái)發(fā)放被動(dòng)零件。
  （5）不可使用膠帶來(lái)捆綁微電子零件的套管、印刷電路板,因?yàn)榇蟛糠莸哪z帶在撕去時(shí)會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)高的靜電電荷。在這種場(chǎng)合,可以使用橡膠帶棉線、夾子、大型抗靜電袋、大型隔離袋或類似的方法替代之。    
  （6）在使用腕帶并不**或者作業(yè)時(shí)有大距離移動(dòng)的考慮時(shí),可使用具有導(dǎo)電性的墊子,然后用軟式接地電線將導(dǎo)電墊再連接到ESD接地點(diǎn)。使用導(dǎo)電墊時(shí),便必須穿導(dǎo)電性的鞋子或配帶踝帶。不可同時(shí)使用腕帶和踝帶,因?yàn)樗鼈兪遣⒙?lián)的,如此會(huì)降低對(duì)人身保護(hù)的水平。
  （7）消除工作區(qū)域中的所有塑料物品,并且應(yīng)使用不會(huì)產(chǎn)生靜電的刷子來(lái)進(jìn)行清洗工作。無(wú)論如何，**不可使用人造毛刷，來(lái)處理靜電敏感零件、半成品與成品。
    
  3.2.7 產(chǎn)品之裝配﹑測(cè)試與包裝
   A. 裝配
   （1）在靜電放電防護(hù)工作站里，將盛裝靜電敏感零件的保護(hù)包裝袋、盒、箱等放在已接地的工作表面或其他已接地的表面,來(lái)排除包裝上殘余的靜電電荷,然后小心地把零件放在工作表面上或直接放在工作表面上具有抗靜電性或?qū)щ娦缘娜萜?、物料盒或配料器。假如是使用金屬臺(tái)車或類似材料做輸送時(shí),當(dāng)臺(tái)車體到達(dá)目的后一定要先接地后,才可移動(dòng)其中的物品。
   （2）將靜電敏感零件、半成品存放在防靜電保護(hù)區(qū)內(nèi)。
   （3）在接觸接腳之前,先將修剪、成形或零件彎腳的工具與工作表面接觸,以釋放積蓄的靜電荷。 
   （4）加熱槍、風(fēng)扇和其他低速度的空氣吹風(fēng)機(jī)并不會(huì)產(chǎn)生具有危險(xiǎn)程度的電壓，故可在各地區(qū)使用。
   B. 產(chǎn)品測(cè)試
   Input/Output
   （1）需確保所有的測(cè)試設(shè)備已經(jīng)做適當(dāng)?shù)慕拥亍?br>    (2) 在電源操作之前應(yīng)先確保所有的外殼均已適當(dāng)?shù)赜枰越拥亍?br>   （3）電力存在時(shí)，不可從連接器或插座上移離零件、半成品或成品。
   （4）不可使用三用電表 x l 的電阻值刻度來(lái)測(cè)試靜電放電敏感零件或成品,因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的瞬間大電流,必須使用高輸入阻抗的電表刻度。
   （5）在連接電纜連接插頭于機(jī)板上的交配插座之前和移開任何保護(hù)蓋、插頭和插座外殼之前,一定要短暫的接觸,以排除電纜與機(jī)板之間的任何靜電電荷。
   （6）教育所有作業(yè)人員及領(lǐng)班,認(rèn)識(shí)正確的防靜電措施。
   PCBA      
   （1）需確保所有的測(cè)試設(shè)備已經(jīng)適當(dāng)?shù)慕拥亍?br>   （2）在使用探針或測(cè)試引線接觸靜電敏感零 件之前,應(yīng)先將探針或測(cè)試引線接地。
    (3) 所有人員需配戴靜電環(huán)或防靜電手套。
   （4）使用排放靜電或不產(chǎn)生靜電的容器來(lái)運(yùn)送靜電敏感零件 。
   （5）避免使用塑料制的工具,并把所有不用塑料品移離工作區(qū)。
   （6）靜電環(huán)每天至少檢查一次。
   （7）拿取PCB須配戴防靜電手套或使用靜電隔離袋來(lái)保護(hù)。
   （8）教育所有作業(yè)人員及領(lǐng)班,認(rèn)識(shí)正確的防靜電措施。
   C. 產(chǎn)品包裝 :  
    靜電放電敏感零件與半成品一定要：
   （1）需存放于靜電隔離袋內(nèi),并且適當(dāng)?shù)丶右詷?biāo)示。
   （2）需存放于導(dǎo)電性或防靜電的容器內(nèi)。
   （3）不可直接接觸任何金屬表面,如不可避免應(yīng)使用絕緣體做適當(dāng)?shù)母綦x,已避免遭受靜電破壞。

 篇幅有限，下期接著講解：靜電防護(hù)材料與設(shè)備之測(cè)試與維護(hù)及相關(guān)內(nèi)容。