2019年ESD教育训练课件.ppt

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1、ESD培訓教材目錄1.靜電的產生原理2.靜電的危害3.靜電放電的形式4.靜電的防護措施5.工廠靜電防護系統的建立靜電產生原理ESD─ElectroStaticDischarge(靜電防護)產生原理:一.摩擦二.感應三.傳導一.摩擦產生靜電------如下圖所示靜電產生原理e-7P+7P+7P+7P+e-e-e-e-e-e-e-平衡原子1e-平衡原子2帶負電原子帶正電原子e-e-e-e-e-e-e-摩擦e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-二.感應產生靜電三.傳導產生靜電靜電產生原理e-+++++++++---++++++++++++++++靜電的危害一.元件的損壞◆ESD破壞之原因：

2、1.功率產生：如熱崩潰、金屬被熔融2.電壓產生：如介電質崩潰、表面崩潰3.潛在性故障：如功能劣化、降級二.塵粒污染將微塵吸附到半導體元件表面.降低品質,影響功能靜電的危害一.元件的損壞◆ESD破壞之型態1.接面崩熔（JunctionBurnout）過大的電流通過接面時，產生極大的熱量，使得接面崩熔。此種破壞是屬於接面短路，2.氧化層貫穿針引線（OxidePunchThrough）通常在金屬氧化層半導體（MOS）上可以發現此類型之破壞，這是由於外加的靜電壓超過了氧化層的崩潰電壓所致。其現象亦是短路。EBCEBC靜電的危害3.金屬層崩熔（MetalizationBurnout）由於過大的電流流經金

3、屬層，並在較脆弱的地方產生，由於此種破經常是伴隨著接面短路或是氧化層短路之後發生故屬於所謂的二次崩潰（SecondaryBreakdown）。而其現象為斷路。◆靜電的累積破壞–負傷而行•負傷而行（WalkingWounded）–許多實驗證實靜電能使半導體負傷，但不玫立即完全破壞其功能，而且有多數這些『負傷而行』的元件都能通過測試直到這些元件送到客戶之後，隨時會從『負傷而行』變成完全失效。靜電的危害接合窗放大10,000之後可見貫穿現象金屬接合窗橫切面放大(2,000)橫切面放大(10,000)靜電放電形式1.HBM(HumanBodyModel)人體充放電2.CDM(ChangedDevice

4、Model)充電元件摸式電子元件摩擦充電后碰觸到手﹒金屬﹒等導電材料上產生放電3.FIM(FieldInducedModel)電場感應模式電子元件感應充電放電人體元件靜電防護措施一.電路設計本方法乃是靜電防護最好的辦法，但在設計半導體的抗靜電電路時，必須考慮到電路產生熱的影響、反應時間、最大電壓、能量傳導、寄生電容等等因子，故並非隨心所欲可以辦到。因此靜電防護仍必須靠一些治標的方法。二靜電的防護的基本原則1.避免靜電產生2.疏導或中和所產生之靜電3.摒蔽靜電場靜電防護措施1.避免靜電產生(A)潮溼法(Moisturizing)水氣本身會有導電現象，故可降低絕綠體表面電阻,達到靜電防護目的,如人

5、走過地毯,相對濕度10%,可產生35000V靜電,55%時,可產生5000V靜電,80%時,可產生1500V靜電(B)抗靜電塗佈法(Anti-StaticCoating)–有部份溶液可噴灑於絕緣體表面降低物體表面電阻，達到靜電防護的目的。但此種塗層，日久會脫落而漸漸失去其效果，故必須考慮其有效期。(C)內部靜電劑法(ImbeddedAnti-StaticAgent)–這是在材料中加入具有導電性或吸溼性的物質，使其外層具有輕微導電性。大部分放靜電材料階采用此法,如零件盒,周轉箱.2.疏導或中和靜電法(A)疏導法(Bleed-Off)典型的疏導法就是配帶靜電環(WristStrap)，是將人體產生

6、之靜電電荷，藉由導線將所產生之電荷傳導出去。另外如工/治具的接地也是疏導法靜電防護措施B)中和法(Neutralization)利用靜電消除器(Ionizer)來釋出正、負離子以中和消除靜電效應。目前常用的靜電消除器有下列幾種：a.放射性靜電消除器–使用放射性物質如釙元素之輻射能來撞擊空氣使之分裂成等量的正、負離子。使用此Ionizer必須加防護結構。其優點是不需電源容易裝置，具有防炸功能；缺點是使用壽命短(每年更換)，必須隔離使用遇火警時極危險。b.高壓放電效應消除器–利用針點高壓(5KV左右)尖端放電來電離空氣分子。此種裝置具有高效率及高安全性之特點，典型的如離子風扇。c.感應靜電效應消除

7、器–這是利用帶電物質之高電壓(對接地點)來電離空氣離子靜電防護措施3.摒蔽靜電場（StaticFieldShielding）此種方法乃利用FaradayCage之原理使靜電場被摒蔽在容器之外圍。左圖是－5KV電場下各種容器內測得的靜電場，右圖是一摒蔽電場之模型.防靜電包裝袋乃是運用此原理.電場無法貫穿僅分佈表面電壓(kv)時間(秒)01.02.03.01.02.03.0導電袋防靜電袋一般PE袋金屬