工厂如何消除静电与防止静电(实践经验)

静电控制

ESD Basic KnowledgeESD基础知识

静电的概念

静电就是静止的电荷，就是物体表面有多余 的电荷(正电荷或负电荷)存在。

静电产生有三种方法： 摩擦 相接触的两个物体发生分离 静电感应产生静电

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静电产生的物理解释相接触的两个 物体发生分离

结果：带正的静电荷

结果：带负的静电荷

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什么是ESD?

ESD 就是静 电 泄 放 (Electronic Static Discharge) 带有静电的物体靠近或接触另一物 体，只要它们之间存在电势差，就 会发生静电荷传递。这种静电荷传 递过程我们称之为静电泄放。当这 种静电荷传递的过程强度足够大， 大到可以损坏我们的产品，我们就 称之为ESD事件。

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什么物体可以产生静电 ？

Everything can be come Charged !

任何物体都可以产生静电 ！

在我们的工作区域所有物体都可以产生静电!– – – – – – 手推车，椅子，机械手，粘胶带，周转箱和其它物料输送物品 人体，手套，净化室用抹布，净化室用太空服，普通衣服 工作台表面，CRT电脑显示器，手动工具，纸，笔记本，文件夹，笔 墙壁，地板，酒精瓶， ESD 包装，非ESD 包装 等等都可以产生静电。

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什么样的材料是防静电材料？2. Dissipative 静电消耗材料 3. Insulator 绝缘材料

1.

Conductive 导体材料

105 Ohms /1 产生静电少 2 静电可以通过接地消除 (但消除速度很快) 3 可以接收的ESD材料 1 产生静电较少 2 静电可以通过接地消除 (消除速度适中) 3 理想的ESD材料

1011 Ohms /1 产生静电很多 2 静电不能通过接地消除 (消除速度特别慢) 3 非ESD材料

对于硬盘产品生产，表面电阻小于1x109Ohms 的材料是理想的ESD材料。Page 5

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ESD的危害

人体对大于3000V的静电才有感觉！ 但是……

磁头Page 6

PCB/PCC

梳头发

撕贴胶带

走路

电路板

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ESD 是隐藏的敌人

ESD 是 隐 藏 的 敌 人对于ESD我们应该统一认识，并加以提高看到 8000V 听到 5000V

感觉到 3000V

针对我们的Arm产品,安全静电电压是 <Page 7

100V !

电子元件 受损 100-500V

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ESD 如何损害我们的产品

大量的静电荷在存在电势差的物体(人或机器)与产品之间 快速传递，短时间内产生很大的电流(远远超过产品可以承 受的电流)重则损毁电路，造成产品不能使用；轻则使电路 过热受到损伤，影响产品的寿命和可靠性。

被ESD损毁的产品

电子元件即时失效只占10% 在厂内可被发现Page 8

使电子元件受损的潜

在缺陷占90% 在厂内很难被发现

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决定静电产生多少的因素环境相对湿度 10-20%RH 40-50%RH 70-90%RH

1 在地 毯上走路 2 穿普通鞋在ESD地板上走路(不使用腕带) 3 穿ESD安全的鞋在ESD地板上(使用腕带 ) 5 摩擦绝缘材料

35000V 10000V 50V 4000V

8000V 4000V 10V 1500V

1500V 200V 0V 300V

决定静电产生多少的因素主要有：1 材料的导电性能：导电材料和静电消耗材料产生比较少的静电，绝缘材料产生很多的静电。 2 环境相对湿度对静电的产生有很大的影响，相对湿度大(空气潮湿)静电产生就少，ESD的

问题就少。反之，相对湿度小ESD的问题就多。3 ESD地板， ESD安全的鞋(包括太空服)及腕带 的使用对于降低人体产生的静电也是非常 有效的。另外在地板上走动比不走动产生更多的静电。

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ESD Basic KnowledgeESD基础知识

ESD 如何损害我们的产品 ESD 损坏的方式

直接的方式1. 金属(小电阻)接触

间接的方式静电感应 不直接接触

带静电的物体接触产品 (HBM) 物体接触带静电的产品 (CDM)2. 电路

电磁干扰(EMI) 不直接接触

热拔插 带电测试

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ESD 防护的好处

降低成本 提高产品质量

客户满意 增加利润Page 11

ESD ControlESD控制

我们如何控制ESD?

Three fundamental principles 三个基本的控制原理-- Ground/Bond all conductors ( 为所有导体进行接地处理。注意：人也是导体) -- Control Charges on Nonconductors ( 控制容易产生较多静电绝缘材料) -- Use protective packaging for transit and storage ( 在产品运输和存贮过程中使用ESD防护包装)

ESD 控制 = Man ( 人 ) + Machine (机 ) +Material (料 )+Method(法 )+ Environment( 环 )

Man ( 人 )--手腕带 ，ESD鞋，ESD椅子,衣服 …

Method ( 方法 )-- 预防 (创建ESD安全的环境) -- 保护 (保护对ESD敏感的产品或零部件，避免金属小电阻接触 ) -- 屏蔽 (对非ESD安全的物品进行法拉第或距离屏蔽 ) -- 消除 (通过接地，离子化消除产生的静电)

Machine ( 机 )-- 接地，控制静电电流 -- 消除 / 屏蔽 电磁干扰和交流电场

Material ( 材料 )-- 使用导体材料 -- 尽量使用静电消耗材料 -- 使用 ESD地板，ESD桌垫 -- 不用或尽量少用绝缘材料

Environment ( 环境 ) -- 温度 / 湿度控制-- 局部使用离子风机 -- 员工 ESD培训 -- 管理

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ESD ControlESD控制

ESD安全区域和ESD风险等级

-- 处理对ESD敏感的产品必须在ESD安全区域( ESD Safe Area)内进行。 -- 在ESD安全区域处理对ESD敏感的产品，必须依照ESD安全处理程序进行。 -- 没有进行必要的ESD防护，不允许进入ESD安全区域。

ESD敏感产品的处理工

序依照产品的特点和可能 造成的ESD损坏划分为四个ESD风险等级：静电防护安全区域 ( ESD Safe Area) 1A 级 -- 特别高的ESD风险 1 级 2 级 -- 很高的ESD风险 -- 较高的ESD风险 ( 以上级别只用行磁头和硬盘生产工序)

3 级 4 级

-- 高的ESD风险 (硬盘生产Drive Top Cover安装到位以后工序PCCA / Hook up Die / IC 安装，焊接及通电测试工序) -- 中等的ESD风险 (PCCA ,Hook up 一般工序)

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ESD ControlESD控制

ESD控制 --- 接地两种可用的接地系统

工作台 ESD垫子 机器或夹具 产品

工作台 ESD垫子 机器或夹具 产品

ESD腕带

ESD腕带

ESD净化服

ESD净化服 ESD接地铜排 ESD鞋 ESD地板 ESD地板 E N L

ESD鞋

E N L

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ESD ControlESD控制

ESD控制 --- 接地

1. 人体通过ESD净化服、ESD鞋及 ESD地板接地接地电阻通常在 1x10e8~ 1x10e9欧姆,这时人体 的静电电位在500V以下。 2. 人体通过ESD腕带接地，接地电 阻可以确保在 1x10e6~ 1x10e7 欧姆，可以确保人体的静电电位 在10V以下。 3. 机器或夹具等金属物体通过接地 线接地，接地电阻通常小于10欧 姆，可以将机器或夹具等金属物 体上产生的静电随时导向大地， 减少静电对产品的危害。

工作台 ESD垫子 机器或夹具 产品

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