APG静电放电防护知识
APG 静电放电防护
学习目标﹕
使大家了解静电放电相关知识，以规范作业
流程，提升工作质量。
内容摘要﹕
1. 静电放电之简介
1.1 什么是静电
1.2 静电放电之来源
1.3 静电电压与湿度之关系
1.4 为何要作静电放电防护
1.5 一般性静电放电防护原则
2. 国际静电放电防护之标准
2.1 零件之静电放电敏感度
2.2 表面阻抗之频谱
2.3 符号
2.4 等级
3.APG 各作业区之静电放电防护等级与措施
3.1 接地
3.2 人员之准备
3.3 工作区之准备
3.4 设备之准备
3.5 采购
3.6 接收与库房
3.7 备料与发料
3.8 产品之装配﹑测试与包装
4.静电放电防护设施﹑检测之标准与维护
5.文件
6.训练
静电放电之简介
1 什么是静电
静电是由物质表面的正/电荷分离所造成的电位。
带电物体的四周会产生静电场。
静电是看不到且感觉不到,但它却时时刻刻的存在我们身边。
物质可分为导电体﹑半导体与绝缘体三种,以上三种物质都会因磨擦及空气中相对湿度的不同而产生不同的静电
静电产生后,可以利用导体路径而排放,在速度上则以导电体*快,半导体次之,绝缘体*慢
1.2静电放电之来源
静电的产生来自于不同导体相互磨擦,发生直接接触或静电场的感应,电子会从一个原子迁移至另一个原子,累积的静电荷从一个高静电荷流向另一个相反极性的低静电荷,特别是地面,因而破坏原有的
平衡状态,导致物体间电荷的移动产生电流,称为静电放电
主要的静电产生者 :
- 塑料,公文夹,包装材,衣服,工作台面,地板,高速气流
主要的静电产生与转移方式 :
- 走路,磨擦,**服,从椅子站起来,与带电物接触
影响静电产生的因素 :
- 相对湿度
- 接触面积
- 材料的导电性
- 磨擦频率
1.3静电电压与湿度之关系
1.4为何要作静电放电防护
静电是无所不在,只是程度不同。
静电放电是伤害微电子组件*大元凶。
静电产生后,会随各种不同路径排放,而形成静电放电,
随其放电速度与数量,会对人员及电子产品产生相当程度的伤害
在无尘室中静电是会吸引空气的微尘。
静电放电*大的伤害不是立即将产品打坏,而是将产品变成“危险良品”的半**品,使得产品在客户手中产生严重的可靠度问题,这是会造成公司莫大的损失。
1.5一般性静电放电防护原则
在指定的静电放电防护区内,所有人员不可在没有做任何防静电措施下,直接接触任何产品。
所有的电子零件﹑半成品与成品都应该视为静电敏感零件，在搬运拿取这些物品时，不可接触任何裸露的电路部份。
传送静电敏感零件时，必须放置在适当的容器,不可接受任何未妥善包装的静电敏感零件，而且只有在静电放电防护区内、已接地的工作人员才可以打开静电放电敏感零件的包装
拿取静电敏感零件时，一定要带适当地接地的腕带，对于高移动性的拿取动作，则可使用具有导电性的鞋跟带或踝带，直接与地垫接地。
确保工作台面是使用不会产生静电的材料。
确保静电放电防护设备都己适当的接地并且其导电功能正常。
所有人员都必须施以适当的静电防护课程及所有静电放电防护区一定要贴上明确的警示标语
国际静电放电防护之标准
2.1零件之静电放电敏感度
2.2表面阻抗之频谱
DOD HDBK 263
2.3符号
2.4等级
3. APG各作业区之静电防护等级与措施
3.1 等级
F/A
3.2 措施
3.2.1 接地
接地目的
a）接地是所有静电对策中*重要的一措施,接地的目的在形成发生在带电体上的静电荷对大地的泄放电路,以此防止物体
储存电荷成为带电体。
b）用以防止近带电体附近的物体的静电感应。
c）用以抑制带电物体的电位上升。
防止静电用接地的主要目的是对带电荷的物体对大地的泄放,
而不应该是电器绝缘**所发生的漏电电流的泄放回路,以及电力设备发生故障时的故障电流回路,故大地、静电与设备的地*好各自独立使用。
接地工作应注意的事项
a) 接地方法,接地象对都不能有所差错,但必须注意,如做得不确实或不稳定,则反而会成为灾害的起因。
b) 虽容许静电对策用的接地与其他目的的接地可共享,但必须留意共同部份的电路会有除静电泄漏以外的电流出现。
c) 接地位置选择容易确认的地点。并且视需要而实施维护与管理。
d) 虽带电物体为金属导体时,为防止带静电,此金属导体必须接地。但如有一金属物体要靠近带电物体时,如把金属物体加以接地，则可能因此
而与带电物体间发生静电放电,对此情况,除以接地的静电措施以外,尚需要其他的静电对策。
e)只靠金属面与金属面的接触而没另有其他加强措施的接地或连接,则可能会由于震动,金属面的污染而接触而成为绝缘状态,故必须避免之。
其实接地或连接都是构成静电泄漏电流的电路的一部份，故应避免容易成为绝缘状态的机械性接触，而应做成可通电流的电路。
f)宜从构造上考虑做到随时能接地，或能自动接地。
接地的维护与管理
a）从静电防止接地的规划设计至维护管理需要规定责任范围，负责人以利工作的推行。
b）要做好接地设备的管辖范围，设置路径等的设置规范，设计施工规范，点检规范等以及有关实施及维护上所需规范,并确实执行的负责人，并须获得其承认。
d）管理请参考 Doc. 904-C06 “ ESD Control Procedure ”等有关规定。
3.2.2 人员的准备
（1）静电防护衣袖必须比个人衣服长,必须完整地保留制造厂商的标帜以利求证。避免穿着如耐龙、压克力或聚脂等人造丝材料做的衣服，因为它们会在低湿环境下产生高静电电荷。
（2）拿取所有未保护的静电敏感零件时,一定要在操作员与工作表面上的按扣或接地之间连接一条腕带,腕带必须与操作员的裸皮肤直接接触。
如使用导电性地垫来排除电荷的地方，则不必使用腕带与工作表面,但操作员必须穿踝带于两个鞋子, 以便达到适当的接地。
（3）在所有的静电敏感零件的工作区和装配过程中拿取零件的接脚或端子时,一定要带抗静电手套、或抗静电指套。**的手指一定不可以接触到欲焊接的部位。
工作区的准备
（1）在静电放电防护工作站里,所有的物品都要接地在同一电位,包括操作人员、工作台面、工具、有盖的箱子、物料盒及静电放电敏感零件。
任何一项如有不同的电位,便会对静电敏感零件产生损害。对于有怀疑的地区则应使用静电表测量静电量,发现不合格时应立即采取对策。
（2）任何会接近静电放电防护区的人员一定要接受教育训练并通过静电放电知识训练课程。访客在进入静电放电防护区域内之前,一定要给予适当的教导,并且由该地区受过训练的人员陪同。静电放电防护区域必须在其周围或出入口的地板上贴上黄黑交替的条纹胶带。
（3）所有会产生电磁场的电力设备,其外壳一定要接地,并且在这些装备与工作表面之间用橡胶垫或其他兼容材质加以隔离。一些利用交流(AC)或直流(DC)电力设备的塑料外壳,如终端机、测试设备、PC、…等,要用静电表进行测试,如其静电电压在100伏特以下,则不会造成危险。
（4）从静电放电防护区消除所有会产生静电的塑料材料,并且以具有抗静电性或导电性的材料取代之,且在工作表面上不可以放置非抗静电之物品。
（5） 静电放电防护区的相对湿度必须保持在40～65％之间,此一范围可将绝缘物上所产生的静电降至*小。为确保相对湿度之维持，可在制造工作区域内具有代表性的位置挂上相对湿度指示器,以利监视。对于无法控制在此相对湿度范围内的地区,则需要注意额外的预防工作,例如使用湿度产生器、局部空气离子化器，当作**道防线。
（6）验证工作台面是否为具有防护性工作台面,完整的工作表面可以从接地电线和腕带连接点加以区别。然后验证腕带与工作表面的连接是否适当。工作表面必须用一条软式接地电线连接到 ESD 接地电线，腕带一定要连接到工作表面上的按扣或连接点。
（7）新工作站设立之后,一定要用静电表来确认其静电电荷在100伏特以下。
（8）在使用腕带并不**或者作业时有大距离移动的考虑时,可使用具有导电性的垫子,然后用软式接地电线将导电垫再连接到ESD接地点。使用导电垫时,便必须穿导电性的鞋子或配带踝带。不可同时使用腕带和踝带,因为它们是并联的,如此会降低对人身保护的水平。
（9）消除工作区域中的所有塑料物品,并且应使用不会产生静电的刷子来进行清洗工作。无论如何，**不可使用人造毛刷，来处理静电敏感零件、半成品与成品。
3.2.3 设备的准备
（1）利用接地式三插头将交流（AC）电力测试设备的金属外壳接地，或在外壳与设备接地点之间,连接一条硬式接地电线。
（2）确保金属外壳已接地的设备已经用橡胶脚垫或相等的材料和工作表面做电气性的隔离。
（3）终端机、监视器、测验设备、…等快速传送煤介物的设备，在操作时会产生强大的静电电荷，因此，在操作之前一定要先将其外壳适当的予以接地。
3.2.4 采购
（1) 静电放电敏感零件交货时之包装（制造商及供货商的来源要求）
a. 来源的包装一定要能够保护电子零件的接脚和端子,不会在搬运及交货的情况下受到外物的伤害。零件接脚及端子的包装材料必须是非腐蚀性、抗静电性及导电性的,而且也不可以影响到零件接脚和端子的长期焊接性。
b. 必须使用静电放电防护材料包装电子零件，*好的防护方法是用不同的材料做为内层和外层的包裹。
c. 导电性材料是用来包装主动电子零件，因为它们除了具备无静电产生的功能之外，尚有隔离电场的效果。静电放电敏感零件、半成品和成品一定要用静电隔离袋来包装。
（2）所有会产生静电放电的包装材料，如袋子、薄膜、气泡垫、泡沫、盘子、管子、薄片或其他用一般塑料制的物品,都必须采取消除静电的措施。只有具有导电性或抗静电性的材料,才可用来包装静电放电敏感的零件、半成品与成品。
（3）包装静电放电敏感电子零件的外层表面必须贴上静电放电的警告标示。
**的包装方法
(a) 双扁平电缆包装（DlP）和其他类似包装的半导体一定要用内部是高导电性的套管包装，并且用导电性或抗静电性的塞子防止移动。
(b) 用来包装一般形状的静电放电敏感零件的塑料容器一定是具有高导电性的材料为核心。
(c) 其他不寻常形状的静电放电敏感零件的接脚和端子可先挤进非腐蚀性且具有导电性的泡沫中，然后再全部放进抗静电袋子内。
(d) 电阻器、电容器、变压器和电感器等被动零件，只要用抗静电材料围绕起来即可。
(e) 表面黏着型的主动零件，例如无引线芯片承载器等，一定要放在具有导电性的容器内，表面黏着型的被动零件，如芯片式电阻器等，则可放在具有抗静电性或导电性容器内。对静电放电越敏感的零件，要用越高导电性的材料。
3.2.5 接收与仓储
（1）在静电防护工作区,已戴静电环的人员才可打开静电敏感零件的包装。
（2）收至未妥善地做好静电放电防护包装的静电放电敏感零件时,应该马上通知采购负责人员,并请零件工程师确认该零件是否真的是静电放电敏感零件,如果该零件是属于MIL-DOD-HDBK-263中规定Class 1,2 零件,或者其他工业标准规定的静电放电敏感零件,则必须退回供应商,并要求其采取对策和更换符合规定包装的零件或成品。假如不是述Class 1,2的零件,则应适当予以包装并要求供货商采取对策。
（3）非静电放电敏感零件的包装不可危害到静电放电敏感零件，因此，在生产区域内不应该有会产生静电放电的包装材料。这些零件可以用一般的聚乙烯塑料袋包装,但是它们必须在各区域小心地与静电放电敏感零件和成品加以隔离。印刷电路裸板可以使用一般的未密封聚乙烯塑料袋。纸箱不会产生静电,因此不会对静电敏感零件造成威胁。在作业区域内,尽量使用具有抗静电性或导电性的有盖容器。
（4）所有包装静电放电敏感零件和成品的容器,外面一定要贴上警���标示。
3.2.6 备料与发料
（1）在静电放电防护站上打开静电敏感零件的包装,依照需求量组配成套,再按规定重新适当地包装。
（2）装盛套装零件和静电放电敏感零件的容器,一定要贴上警告标示。
（3）在工厂内的所有搬运过程中,静电敏感零件必须保存在保护的包装袋,直到它们到达一个有静电放电防护的工作站为止。
（4) 为避免造成损害起见,所有的静电敏感零件应该储存在仓库中特定的地区,并且使用具有导电性、电场隔离作用的包装袋来发放主动零件;用抗静电的包装袋来发放被动零件。
（5）不可使用胶带来捆绑微电子零件的套管、印刷电路板,因为大部份的胶带在撕去时会产生相当高的静电电荷。在这种场合,可以使用橡胶带棉线、夹子、大型抗静电袋、大型隔离袋或类似的方法替代之。
（6）在使用腕带并不**或者作业时有大距离移动的考虑时,可使用具有导电性的垫子,然后用软式接地电线将导电垫再连接到ESD接地点。使用导电垫时,便必须穿导电性的鞋子或配带踝带。不可同时使用腕带和踝带,因为它们是并联的,如此会降低对人身保护的水平。
（7）消除工作区域中的所有塑料物品,并且应使用不会产生静电的刷子来进行清洗工作。无论如何，**不可使用人造毛刷，来处理静电敏感零件、半成品与成品。
3.2.7 产品之装配﹑测试与包装
A. 装配
（1）在静电放电防护工作站里，将盛装静电敏感零件的保护包装袋、盒、箱等放在已接地的工作表面或其他已接地的表面,来排除包装上残余的静电电荷,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静电性或导电性的容器、物料盒或配料器。假如是使用金属台车或类似材料做输送时,当台车体到达目的后一定要先接地后,才可移动其中的物品。
（2）将静电敏感零件、半成品存放在防静电保护区内。
（3）在接触接脚之前,先将修剪、成形或零件弯脚的工具与工作表面接触,以释放积蓄的静电荷。
（4）加热枪、风扇和其他低速度的空气吹风机并不会产生具有危险程度的电压，故可在各地区使用。
B. 产品测试
Input/Output
（1）需确保所有的测试设备已经做适当的接地。
(2) 在电源操作之前应先确保所有的外壳均已适当地予以接地。
（3）电力存在时，不可从连接器或插座上移离零件、半成品或成品。
（4）不可使用三用电表 x l 的电阻值刻度来测试静电放电敏感零件或成品,因为它会产生危险的瞬间大电流,必须使用高输入阻抗的电表刻度。
（5）在连接电缆连接插头于机板上的交配插座之前和移开任何保护盖、插头和插座外壳之前,一定要短暂的接触,以排除电缆与机板之间的任何静电电荷。
（6）教育所有作业人员及领班,认识正确的防静电措施。
PCBA
（1）需确保所有的测试设备已经适当的接地。
（2）在使用探针或测试引线接触静电敏感零 件之前,应先将探针或测试引线接地。
(3) 所有人员需配戴静电环或防静电手套。
（4）使用排放静电或不产生静电的容器来运送静电敏感零件 。
（5）避免使用塑料制的工具,并把所有不用塑料品移离工作区。
（6）静电环每天至少检查一次。
（7）拿取PCB须配戴防静电手套或使用静电隔离袋来保护。
（8）教育所有作业人员及领班,认识正确的防静电措施。
C. 产品包装 :
静电放电敏感零件与半成品一定要：
（1）需存放于静电隔离袋内,并且适当地加以标示。
（2）需存放于导电性或防静电的容器内。
（3）不可直接接触任何金属表面,如不可避免应使用绝缘体做适当的隔离,已避免遭受静电破坏。
篇幅有限，下期接着讲解：静电防护材料与设备之测试与维护及相关内容。