电子元器件抗esd技术讲义(doc19)-工艺技术(编辑修改稿)

电子元器件抗esd技术讲义(doc19)-工艺技术(编辑修改稿)内容摘要：

示不同形状 (面积和长度 )和电阻率的材料对电流的阻碍作用，它同时表明材料的表面或表面与地之间的电路连通性以及物体的放电能力，单位是欧姆。 表面电阻 ：根据 EOS/ESD “静 电释放平面材料的表面电阻测量”中的定义，表面电阻是指材料某个面上两点间的直流电压与通过的电流之比，以欧姆表示。 表面电阻值与材料的结构无关。 体电阻 ：根据 ESD “静电释放平面材料的体电阻测量”中的定义，体电阻是指材料两端之间的直流电压与通过电流的比值，它的单位也是欧姆。 绝缘材料 ：一般指表面电阻系数在 1 1012欧姆或体电阻系数在 1 1011欧姆 /厘米以上的材料。 绝缘材料的表面或内部基本上没有电流流动，它的电阻很大，难于接地。 这种材料内的静电荷会在上面保留很长时间。 导电材料 ：一般指表面 电阻系数小于 1 105 欧姆或体电阻系数小于 1 104欧姆 /厘米的材料。 这种材料电阻小，电子在其表面及内部流动非常容易，可流向任何接触到的其它导体或大地。 耗散材料 ：一般指表面电阻系数大于或等于 1 105而小于 1 1012 欧姆，或体电阻系数大于或等于 1 104而小于 1 1011 欧姆 /厘米的材料。 屏蔽材料 ：一般指导电层每毫米厚度的表面电阻系数小于 1 104 欧姆，或体电阻系数小于 103 欧姆 /厘米的材料，采用这种材料制作的法拉第保护罩可防止静电敏感器件受到静电的影响。 抗静电性 ：通常指材料抑制磨擦起 电的特性。 材料的抗静电性与其电阻或电阻率没有必然的联系。 如有些抗静电材料，电阻很高，属高绝缘型，但起电力很小，多次摩擦都不会产生静电积累。 理解并正确使用静电控制中的这些基本概念，可以使用语更加准确，这样有助于有效地实施 ESD 控制。 电子元器件抗 ESD 技术讲义 第 27页 信息产业部电子第五研究所元器件可靠性研究分析中心 静电防护材料的 主要参数 （ 1） 表征起电能力的参数： 表面静电位 U，带电量 Q或电荷面密度 。 （ 2） 表征衰减能力的参数： 表面电阻 RS，泄漏电阻 R（对制品）； 表面电阻率 S 、体电阻率、 V（对材料）； 时间常数 或静电半衰期 t1/2：对介质 ＝ ，对导体 ＝ RC （ 1/e）。 t1/2= 静电防护材料的 分类 如在基本概念中的阐述，根据防静电材料的导电性能，可将其分为静电绝缘、耗散、导电和屏蔽四种，如以表面电阻率 (单位 /)划分如下： 104 105 1012 静电屏蔽 静电耗散材料 静电绝缘材料 静电导体 注：具体的分界数值不同标准或不同企业有所不同，而且有些分类更细。 还有的标准以体 电荷密度作为划分的参数 根据防静电材料的来源分，可以分为天然材料和人造材料两大类。 天然材料如金属，棉织物等；而在静电防护工程中，大量使用的是人工制造或经过人为改造的材料。 人造材料主要有两种制造方法：一是在原来的材料中添加带电性材料或物质，如碳黑、石墨、碳纤维的炭类，或金属粉、金属纤维等金属类，或抗静电剂等化合物类。 添加的材料或制品具有永久性；另一种方式是表面涂敷，如在工具的把手等表面涂敷表面活性剂，利用分子的极化和亲水基使表面形成单分子导电层，达到静电防护的目的，这种方法具有时效性，会磨损和消失。 现在也 有耐久的高分子表面活性剂。 静电防护器材 静电防护器材主要分为两大类 :防静电制品和静电消除器。 防静电制品是由防静电材料制成的物品，主要作用是防止或减少静电的产生和将产生的静电谢放掉。 而静电消除器用来中和那些在绝材料上积累的、无法用泄放方法消除的静电电荷。 防静电材料的制品 防静电材料制品的种类相当繁多，但主要可以归为以下几类： 防静电服装和腕带 防静电服装和腕带是消除人体防静电系统的重要组成部分，可以使消除或控制人体静电的产生，从而减少制造过程中最主要的静电来源。 电子元器件抗 ESD 技术讲义 第 28页 信息产业部电子第五研究所元器件可靠性研究分析中心 防静电服装包括防 静电的套装、大褂、鞋、帽、防静电手套 、防静电指套、防静电脚束等。 防静电服装是用不同色的防静电布制成。 布料纱线含一定比例的导电纱，导电纱又是由一定比例的不锈钢纤维或其它导电纤维与普通纤维混纺而成。 通过导电纤维的电晕放电和泄漏作用消除服装上的静电。 由于不锈钢纤维属金属类纤维，所以，由它织成的防静电布料的导电性能稳定，不随服装的洗涤次数而变化。 防静电腕带是操作人员在接触电子元器件时最重要的静电防护用品，通过接地通路，可以将人体所带的静电荷安全地谢放掉。 它由防静电松紧带、活动按扣、弹簧软线．保护电阻及插头或夹 头组成。 松紧带的内层用防静电纱线编织，外层用普通纱线编织。 图 静电服装、防静电腕带和脚腕带。 (a) 防静电服装 (b) 手腕带 (c) 脚腕带 图 防静电服装、防静电腕带和脚腕带 防静电包装和运输制品等。 防静电包装制品非常多，如防静电屏蔽袋、 防静电包装袋、防静电海绵、防静电 IC包装管 、防静电元件盒 (箱 )、防静电气泡膜和防静电运输车等。 这些包装制品除静电屏蔽用静电导体外，多数是用静电耗散材料制成的，也有些是用抗静电材料制作。 目的都是对装入 的电路或器件及印刷电路起静电保护作用。 图。 (a) 防静电包装贷 (b) 防静电 IC 包装管 电子元器件抗 ESD 技术讲义 第 29页 信息产业部电子第五研究所元器件可靠性研究分析中心 (c(c) 防静电海面 (d) 防静电储存盒 图 一些常用的静电包装制品 防静电 地板和台垫 防静电地坪和台垫也是静电防护工程中不可或缺的。 防静电地坪的也有多种，按时效性分，有永久性的和临时性的；按材料分有导电橡胶、 PVC、导电陶瓷等；按铺设方式分，有地面直接铺设的和架空的活动地板。 可根据实际需要和成本决定。 如需要在地面走多种电缆、管道的环境如计算机防选择架空铺设的活动地板比较好。 图。 防静电台垫主要是防静电复合胶板，主要用于捕垫桌面、流水线工作台面、货架及制做地垫等。 材料面层分为草绿色，导电物质是抗静电剂；底层为黑色，导电物质是碳黑。 (a) 防静电复合地板 (b) 防静电 PVC 地板块 (c) 防静电机房高架地板 图 防静电地板 除上述三大类制品外，还有其他一些防静电制品，如防静电电烙铁、防静电座椅、椅套、防静电维修包等。 其中防静电烙铁在后工序和维修中很常用。 一般的电烙铁在焊静电敏感元器件时需要拔掉电源，而防静电烙铁采用直流温压电源，发热元件多选用具有恒温特性、静电电电容小的材料，可极大地降低各种干扰杂信号。 另外，烙铁还可作静电接地，可进一步消除烙铁头上的各种信号。 所以，焊接时无需拔掉电源头。 静电消除器（消电器、电中和器或离子平 衡器） 静电消除器是防静电材料制品外的又一大类防静电器材，其主要原理是利用高压电场或电子元器件抗 ESD 技术讲义 第 30页。