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永美科技材料有限公司 靜電防護研討會

永美科技材料有限公司 靜電防護研討會. 講師：江林村 經理. 防靜電技術研討. 一、 何謂 ESD 二、 防靜電等級區分與無塵室等級區分 三、 靜電的產生 四、 靜電防護主要目的及執行 五 、 靜電防護 四大原 則 六、 電子工作區之靜電防護 七、 靜電消除方法 八、 靜電接地的目的.分析 九 、 靜電防護設備要求. 一、何謂 ESD. Electrostatic Discharge( 靜電放電) 或 Electrostatic Dissipative ( 靜電釋放).

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永美科技材料有限公司 靜電防護研討會

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Presentation Transcript

  1. 永美科技材料有限公司靜電防護研討會 講師：江林村 經理

  2. 防靜電技術研討 • 一、 何謂ESD • 二、 防靜電等級區分與無塵室等級區分 • 三、 靜電的產生 • 四、 靜電防護主要目的及執行 • 五、 靜電防護四大原則 • 六、 電子工作區之靜電防護 • 七、 靜電消除方法 • 八、 靜電接地的目的.分析 • 九、 靜電防護設備要求

  3. 一、何謂ESD • Electrostatic Discharge(靜電放電) 或 • Electrostatic Dissipative (靜電釋放)

  4. 二、防靜電等級區分與無塵室等級區分 靜電產品考量要點 1.產品阻抗值 2.磨擦帶電壓 3.靜電消散時間 • 1.絕緣體 • 表面組抗值 : 10e12.5Ω/SQ以上 • 2.抗靜電級 • 表面組抗值 : 10e10~10e12Ω/SQ • 3.靜電消散級 • 表面組抗值 : 10e7~10e9Ω/SQ • 4.導電級 • 表面組抗值 : 10e6Ω/SQ 以下

  5. 等級 量測Particle尺寸大小（µm） 0.1 0.2 0.3 0.5 5.0 1 35 7.5 3 1 N.A. 10 350 75 30 10 N.A. 100 N.A. 750 300 100 N.A. 1000 N.A. N.A. N.A. 1000 7 10000 N.A. N.A. N.A. 10000 70 100000 N.A. N.A. N.A. 100000 700 無塵室等級區分 • 根據美國 Federal STD（聯邦標準）209E 定義： • 一立方英呎體積內允許Particle之數量及大小來分辨無塵室等級

  6. 電擊 火災 産生故障 放電現象 靜電帶電 力學現象 三、靜電的產生

  7. n靜電帶電之現象: 1.磨擦帶電:為最普遍的一種，如滾輪移動 及人員走動 2.剝離帶電：如幻燈片 3.流動帶電：如油罐車泄油時 4.噴出帶電：如噴嘴噴出之溶劑 5.攪拌帶電：攪拌機 6.感應帶電：Monitor

  8. 摩擦電序列表 空氣 人手 + 電荷 石棉 兔毛 玻璃 雲母 hair 尼龍 羊毛 毛皮 鉛 蠶絲 鋁 紙 棉花 钢中性 木材 琥珀 密封蠟 硬橡膠 鎳、銅 黃金、白金 硫磺 嫘瑩 聚脂 賽璐璐 奧龍 聚胺脂（PU） 聚乙烯（PE） 聚丙烯（PP） 乙烯基（PVC） Kel-F 矽 鐵弗龍 - 電荷

  9. 測定條件 作業衣類別 在絕緣板上時的人體帶電[V] 穿靜電鞋時的人體帶電[V] 磨擦中 脫作業衣時 磨擦中 脫作業衣時 特多隆65 嫘瑩35 (夏作業衣) -3500 -12000 0 -90 聚丙烯30 棉70 (Pylen棉混) -4000 -12000 0 -90 維尼隆50 棉50 (克拉伯) -4500 -12000 -60 -150 亞克力30 聚脂25 嫘瑩45 (海希特隆) -2000 -12000 -30 -180 特多隆65 棉35 (紐魯克) -2500 -12000 -90 -150 棉100 舊作業衣 -2800 -12000 -30 -120 作 業 衣 與 人 體 帶 電溫度25℃，濕度38%RH

  10. 活 動 項 目 電 位 能 量 人體：走動 3.5KV 1.2mJ 人體：離座 10KV 10mJ 人體：脫夾克 15KV 22.5mJ 人體：自15M高度飛過 200KV 20mJ 粉塵處理 50KV 125mJ 投影透明片滑動 10KV 3mJ 人體（C=200PF）與日常活動所産生之靜電量

  11. 四、靜電防護主要目的及執行 一、增加生產量（Increased Yields） 二、節省成本（Cost Saving） 三、產品可靠性較佳（Better Product Reliability） 四、產品壽命較長（Extended Usage Life)

  12. 公司政策 適用的DoD ESD標準 標準程式指導書 製造程式 規劃及控制程式 品質程式 製造方法 材料取用規範

  13. 五、 電子元件的敏感度 • 視電子電路特性不同，不同電子元件對靜電的敏感度亦有不同（表2-3）。 • 電子元件根據對ESD的敏感度區分ESDS的等級。例如，DoD-STD-1686將元件對ESD的敏感度區分爲三級： Class1-元件敏感度從0～1,999V Class2-元件敏感度從2,000V～3,999V Class2-元件敏感度從4,000V～15,999V

  14. 表2-3電子元件的ESD敏感度 元 件 型 式 對 ESD 的 敏 感 範 圍 VMOS 30 to 1,800 MOSFET 100 to 200 GaAsFET 100 to 300 FPROM 100 to JFET 140 to 7,000 SAW 150 to 500 Opamp 190 to 2,500 COMS 250 to 3,000 Sxhottky Diodes 300 to 2,500 Film ResistorS(Thick/Thin) 300 to 3,000 Biplor TransistorS 380 to 7,000 ECL(PCB Level) 500 to 15,000 SCR 680 to 1,000 Schottky TTL 1,000 to 表2-3電子元件的ESD敏感度

  15. 很多公司不願做分級試驗，原因是所費不 貲，變通的辦法是將他們的産品規格訂在最敏 感的一級-Class1。因此，他們的工件區域須按 處理最敏感元件要求標準設計。有些公司也可 能被供應商要求採納及執行分級試驗，例如 MIL-STD-883。爲適應MIL-STD-1686規範，這些 動作是可被接受的方法。

  16. 地點來源解決方法 1.工作表面 2．地板 3.衣服 4.座椅 5.包裝、處理 及儲存 6.裝配、清潔 測試或修護場所 l打臘、油漆或平滑表面 l玻璃 l一般膠墊 l未接地的金屬 l混凝土 l打臘 l光滑木板 l聚乙烯地板 l無塵室工作服 l合成外衣 l絕緣鞋 l綿質衣服 l光滑地板 l未接地的金屬 l聚乙烯 l玻璃纖維 l塑膠、包裹、信封 l氣泡袋 l塑膠盤、塑膠零件盒、玻璃瓶、零件箱、箱架 l空氣噴槍 l除錫槍 l未接地的焊槍 l毛刷、室內高速流動的空氣、電熱槍及 吹風機 l導電墊 l導電膠墊 l導電枱面 l抗靜電工作枱 l導電地板 l導電地毯、抗靜電板 l導電腕帶 l導電鞋帶 l抗靜電服、罩衫 l手套及鞋子 l導電椅套 l導電的椅子並接地 l靜電防護罩 l導電包裝材 l導電零件盒、箱 l特殊的清潔器具 l抗靜電、導電除錫 l電焊槍接地 l抗靜電的器材 電子業靜電的產生與防制

  17. 表 面 阻 抗 鞋底：1.0*10e4Ω< R < 1.0*10e6Ω 體 積 阻 抗 1.0*10e6Ω-1.0*10e8Ω 聚 集 電 壓 A.導電地板 - 步行狀態：40V - 靜止狀態：20V B.非導電地板 - 步行狀態：500V - 靜止狀態：20V 靜電消散時間（5KV） 0.01秒 韌 性 良好 規 格

  18. 靜電防護對人體的效果 量測到之電壓 步行狀態 靜止狀態 歨行狀態 靜止狀態 1500 1500 1000 1000 500 500 導電地板 2分鐘 1分鐘 1分鐘 2分鐘 一般地板 一般地板

  19. 六、靜電防制四大原則 • 1 環境控制 • 2 人員控制 • 3 包裝材料控制 • 4 人員訓練

  20. 七、電子工作區靜電防護 • 1.靜電防護標語：進入靜電防護區之門口挂有“注意防靜電防護區，未經許可不得進入”明確表示靜電防護之重要性。 • 2.人員防護： A）靜電手環 • B）防靜電無塵衣帽 • C）靜電手套 • D）靜電指套 • E）靜電鞋或導電鞋 • 3. 工作環境：A）防靜電桌墊 • B）防靜電地板或導電地板 • C）防靜電椅或導電椅 • D）靜電消除器 • E）手推車加金屬練條 • 4. 包裝材料：A）防靜電袋 • B）防靜電或導電箱盒 • 5. 品管設備：A）靜電壓測試器 • B）表面阻抗器 • C）手環測試器

  21. 八、靜電消除方法 • 一、 接地 • 二、 增加濕度 • 三、 使用靜電消除器 • 四、 使用抗靜電材料 • 五、 降低磨擦速度

  22. 九、靜電接地的目的.分析 靜電接地的目的 靜電危害防制技術中靜電接技術是最有效 且經濟的防制措施，其目的如下： • 防止物體儲存電荷成帶電體 防止鄰近帶電體附近的物體産生靜電感應

  23. 電機工程 靜電 電阻 低1Ω～1KΩ 很高﹥108Ω 電壓 低1V～500V 高100V～100KV 電流 較高1mA～10mA 很低1pA～1mA 電源 電壓源 電流源 接地電阻值 低﹤100Ω 高﹤106Ω 電機工程接地與靜電接地比較表

  24. 接地物類別 狀況描述 最大接地電阻值 一般導體 如：機器設備 10Ω 大型固定導體 一般而言，固定導體本身已做到接地，若有絕緣物阻隔無法達到10Ω要求，則必須額外做接地。 10Ω 金屬管路 一般而言，金額管路本身已做到接地，管路間若有絕緣物阻隔無法達到10Ω要求，則必須額外做接地。 10Ω 導體運輸設備 如：金屬容器 一般而言，無法達到10Ω要求，則必須額外做接地。 10Ω 與非導體組合之導體設備 如：旋轉軸 非導體與導體組合之對地電阻須要﹤106Ω 106Ω 抗靜電材料 如：鞋子、衣服 106Ω～108Ω 十、 靜電防護設備要求 靜電對地電阻表

  25. 檢核項目 查核內容 故障原因 查核方法 斷線檢查 1.接地導體有無斷線 2.接地電極與接地導體有無斷線 雷害震動、腐蝕、外物碰觸 裸線：目視法 絕緣線：電錶量測電阻 （﹤10Ω才無斷線） 連接器檢查 1.夾具與接地蔔端子確實連接 2.螺絲有否鬆脫 震動、銹蝕、彈簧彈性疲乏 目視法 電錶量測 電極腐蝕 接地電極是否腐蝕 自然腐蝕、電蝕 接地電阻測定 靜電安全接地系統故障分析表

  26. ESD稽核檢查表

  27. 1．採購： 稽核項目 A．採購清單上是否有適當的ESD要求。 B．是否向品質經認可的ESD産品供應商採購。 C．是否保持最新的ESD認可供應商清單。 D．是否要求供應商指定的包裝、標示及正確發票。

  28. 2．收貨： 稽核項目 A．是否可由外包裝或（及）發票確認其為ESDS元件。 B．ESDS元件與非ESDS元件是否分區堆放。 C．檢查ESDS元件的包裝與標示是正確。 D. 開啓ESDS包裝的區域是否配置適當的ESD防裝設備（如桌 墊、腕帶等）。

  29. 3．進料檢驗： • 稽核項目 • A．內含ESDS元件的包裝，是否在ESD指定區由經過訓練且接 • 地良的人員開啓。 • B．ESDS元件是否裝在保護包裝內運送至倉庫及工作區。 • C．進料檢驗員是否有對任何不當標示或不當包裝的元件開立 • 問題標簽，並將缺點報告品保、採購、及元件工程部門。

  30. 4．運送： • 稽核項目 • A．ESDS元件是否只在有ESD保護的工作臺由經過訓練且接地 • 良好的人員取用。 B．ESDS元件是否有正確的標簽與保護包裝。

  31. 5．Stockrooms,storage Areas,Kitting and Staging Areas 稽核項目 A．ESDS元件是否在ESD保護袋內保存與配發。 B．存於ESDS元件的儲存盒或貨架是否有貼識別標簽。 C．在Kitting及Staging區是否執行ESD程式。

  32. 6．工程發展 稽核項目 A．所有工程發展實驗室內是否執行ESD程式。 B．設計中所有用到的ESDS元件是否都被確認，設計工程 師與採購所用的ESDS料件表是否隨時更新。 C．符合性能要求前題下,所選用的料件是否能提供最大的 ESD安全性。 D．總成的最低層次是設計有ESD保護線路。 E．是否有對ESDS總成/模組進行線路分析，以決定ESD防 護到達的層次。 F．所有設計審查是否都考慮到ESD設計，與ESD防治程式 是否有一致性。 G．工程圖及相關的工程文件是否按MIL-STD-129或按合約 要求標注ESDS電子元件的符號，及ESD警告記號。 H．硬體是否也貼有ESDS元件符號及警告標簽。

  33. 7．製造與製造工程區 稽核項目 A．在此全區內是否設置ESD指定區及工作臺。 B．在此區域內的作業員是否受過使用ESD工作臺及取用ESDS 元件程式的完整訓練。 C．所有制造裝備是否正確接地。 D．每一個工作臺是否都有ESD防護料件（如袋、乳膠泡棉、 箱等）可用，ESDS元件在這些區域內傳送時，是否都裝 在防護包裝內。 E．必要的特殊ESD防治裝備，如導電地板、導電外衣、濕度 控制、離子産生器等，是否都適當完成。 F．ESD區域是否有明顯的警告標示，進出此區域的人員是否 都受過初步訓練。

  34. 8．生產測試及測試工程 稽核項目 A．在測試及燒機區是否完成ESD工作臺。 B．測試區內的靜電源是否完全清除。 C．ESD防治措施是否完成。 D．ESDS元件傳送至下一工區時，是否裝在防護袋內。 E．當施加工作電壓時，作業員的接地是否解除。

  35. 9．品控部門 稽核項目 A．正規的品質稽核是否依照ESD防治程式進行。 B．供應商品質稽核供應商是否按ESD規定？ C．ESD工作臺是否經QA確認。 D．品質部門是否按時稽核ESD訓練計劃？ E．工程圖是否有正確的ESD警告條文或警語。

  36. 10．可靠度工程 稽核項目 A．與ESD故障有關的資料庫是否經常維護，問題範圍與故 障趨勢所需的調查與矯正措施是否向ESDS委員及QC報告。 B．可靠度部門與工程發展部門是否共同分析、偵測、及分類 與ESD有關之元件/總成失效或性能減損，並在硬體設計 中加入ESD防治需求。 C．可靠度部門與測試工程部門是否共同分析/測試ESDS元件 、模組、及總成，以對它們的ESD敏感度進行分類。

  37. 人員訓練

  38. 1．工程師訓練 • 工程師為工廠主要技術來源與改善者，每位元工程師必須具備各種靜電產品知識，以便於教導操作人員對靜電防護概念。

  39. 2．操作人員訓練 • 操作人員最直接接觸電子零件，必須要具備最基本概念，以及每項靜電產品正確使用。

  40. 人員訓練 • 先前所提，凡是取用、組裝、測試ESDS零元件/總成的作業地區，我們稱之爲『ESDS指定區』（ESDS Designated area）。人員訓練初期的物件，包括經核准能在此區域內工作、清潔、檢修設備，甚至可能通過此區域的所有人員。爲何如此多的人員都需要納入訓練？因爲，即使我們採取了所有與ESDS元件有關的預防措施，只要有這些元件，或是將某些物件放置在這些ESDS元件上，那將危及整個工作及投資，使得原已成功運作的計劃功虧一簣。 • 最容易違反ESD規定的人員是主管與工程師。必須要讓他們瞭解，他們手指所帶的靜電量，與在線上作業的人員一樣多。很明顯，所有人員都需要接受ESD訓練，只是依工作性質不同，所需接受訓練的程度不同。未接受過ESD訓練的人員，不允許進入『ESDS指定區』。爲了便於管制這些區域，每一位元員工都需配戴明顯可見的識別標誌，用以辨認其接受了何種等級的訓練。例如，在識別證上粘貼不同顔色的貼紙。正式的訓練，必須讓每一位員工都能有正確的ESD防護知識，並建立標準程式。現您已瞭解ESD訓練的一般概念，我們再進一步詳細說明。

  41. 1．初級訓練 • 『初級訓練』（Awareness Training）的施訓物件是不直接取用『未包裝/無保護』之ESDS元件的人員，屬於『知道了』的訓練。物件只有主管、清潔人員、行政事務人員、搬運已包裝妥當元件的臨時搬運人員等，這些人都有機會進入ESDS管制區，接觸到ESDS元件。此類訓練可利用錄影帶教學。此等級的錄影帶避免高深的ESD理論，只需強調違反ESD規定可能造成的嚴重後果，以及他們的工作應增加那些步驟或注意事項，以配合ESD防治措施。 • 初級訓練應讓受訓人員清楚瞭解用於識別ESDS零組件及區域的警告標誌與標識，告知基本限制事項，如『切勿碰觸未經包裝的元件』，並告知他們可供採取的ESD防護方法（如腕帶等）。此項訓練至少需20至30分鐘，視實際需要，可於員工新進時施訓一次或全員工定期複訓。受訓人員應接受資格認定，或以其他方式確認其完全瞭解受訓內容，公司也應該爲訓練活動留下可供稽核的文件（如記錄等）。

  42. 2．資格訓練 • 『資格訓練』是完整周延的訓練計劃，至少需要1.5至3小時。凡是會取用未包裝/無保護ESDS零元件的重要人員，就必須接受此項訓練。訓練課程包括前述的初級訓練，以及使用特殊ESD裝備的教育，如腕帶、離子風扇、topical anti-stats、防靜電桌墊等。某些原理，如接地原則、不同包裝材料間的特性差異等，都應包含在內。附錄A爲課程規劃範例。示範、錄影帶、問與答、測驗等，都是完整訓練課程所需包含的內容。此項訓練必須至少每年資格檢定一次、並製作成文件備查。 • 無論你的訓練計劃如何訂定，無可避免地，作業員的日常工作會面對許多繁瑣但卻很重要的限制與程式。由於ESD既看不見也感覺不到，除非督導人員在周會中不斷加強宣導，否則有進ESD會被抛諸腦後。ESD防治計劃一旦展開，訓練計劃最重要的第一步是克服心理障礙，說服參訓人員相信ESD的確存在；第二步是說服參訓人員，除非每個人無時無刻都按ESD計劃中所規定的規則與程式去作，否則極可能産生不良後果。只需一個小火花，就足以破壞昂貴的ESDS元件。 • 以下是兩種區別ESD訓練等級的貼紙，供在ESDS區域工作，或可能進出該區的人員，粘貼於識別證上，以資識別。如果投注心力，你的ESD計劃可以做到新鮮、創意、有趣。注意，當你選擇教具或訓練媒體時，必須與你工廠的設施相一致，同時，不要企圖一次傾囊而授，那會影響學習效果！此外，在職訓練也具實效。 此範圍的下限包括腕帶導線至接地點的電阻值。此值允許比導線至接地點的一百萬歐姆電阻低20%。上限包括靜電消散材料之桌墊的電阻 測試頻率 6個月至1年

  43. 設備名稱：離子風扇 測試項目：放射電壓 此項測試是確認離子風扇運作是否正常，及調整吹出的正負離子平衡。

  44. 測 試 方 法 測試設備 電赫板伏特計（Charge Plate Voltmeter） 測試方式 1. CPM 374正負離子平衡儀置於距離子風扇30cm位置。 2. 開電源。 3. 按start 4. 檢測器會顯示消散時間和平衡值 合格標準 範圍：消散時間5秒內 測試頻率 如廠商要求，視機型而定。

  45. 設備名稱：導電地板 測試項目：面電阻係數 此項測試是量測導電地板到接地點間的電阻。

  46. 測 試 方 法 測試設備 兆歐姆錶（500VDC）、鋁箔測試電極（2×3吋）、測試導線（2）、5磅金 屬砝碼 測試程式 1．以負測試線（黑）連接兆歐姆錶與接地點，正測試線（紅）連接至鋁箔測試電 極。 2．電極放置於距導電地板接地點12吋處，朝向地板中央。 3．測試電極上放置5磅重砝碼。 4．兆歐姆錶輸出設定於500伏。 5．兆歐姆錶電源開關置於“on”。 6．放電開關置於“量測”位置。 7．以相同方法測定導電地板其他5點以上與接地點間之電阻。 合格標準 高於25,000歐姆 測試頻率 1年或有需要時

  47. 設備名稱：接地導線（Ground Cord） 測試項目：按扣端至接地點間電阻 此項測試是量測接地導線按扣端到接地點間的電阻。

  48. 測 試 方 法 測試設備 兆歐姆錶（250VDC）、測試導線（2） 測試程式 1．以負測試線（黑）連接兆歐姆錶與接地點，正測試線（紅）連接至接地導線的 按扣端（即桌墊接地點、地板墊的連接點、或腕帶導線末端）連接法如圖12-2 所示。 2．兆歐姆錶輸出設定於250伏。 3．兆歐姆錶電源開關置於“on”。 4．放電開關置於：“量測”位置。 5．注意：接地導線不應爲daisy chained，因爲它會增加導線的電阻。 合格標準 範圍：0.8×106～1.2×106歐姆 測試頻率 桌墊導線：每6個月或對其産生懷疑 腕帶導線：每日

  49. 設備名稱：烙鐵 測試項目：與地間的電位差 此項測試是量測烙鐵尖端到接地點間的電位 差。烙鐵需特別注意，因爲它與ESDS線路 直接接觸。

  50. 測 試 方 法 測試設備 TRMS電壓錶、導線(BNC到鱷魚夾有3層隔離)、接地夾、導電板球、焊錫 測試程式 1．去除導電板表面上的污垢及及腐蝕。 2．在導電板上焊上一小堆焊錫。 3．NBC接頭接至電壓錶的輸入端。 4．接地夾接至烙鐵插頭的接地線。 5．電壓錶與烙鐵的插頭共同插入牆上的雙聯插座。 6．正(紅)與負(黑)導線鯉魚夾夾於導電板,如圖12-2所示. 7．接地鯉魚夾接至導電板球如圖12-2所示。 8．打開電壓錶及烙鐵電源開關，烙鐵溫度開關旋至最大，等15分鐘熱機。 9．記錄電壓值（V1）。 10．從導電板上取下負線鯉魚夾與地線鯉魚夾。 11．上述兩鯉魚夾相連。 12．從烙鐵架上取出烙鐵，以烙鐵頭緊壓導電板上的焊錫堆，停留30秒使穩定。 13．記錄電壓值（V2）。 14．計算烙鐵頭尖端與接地點間的電位差（P）：P = V2-V1 。 合格標準 不超過mV RMS歐姆 測試頻率 使用者自行決定

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