《静电上课讲义》PPT课件

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1、靜電防護教育訓練By:tcchang靜電什麼叫靜電即相對靜止不動的電荷(Electro-Static)，通常指因物體之間相互磨擦而產生的在物體表面所帶的正電荷或負電荷.原因:摩擦、剝離、感應…..機制:物質因失去或得到電子而帶電靜電放電靜電放電指具不同靜電電位的物體由於直接接觸或靜電感應所引起的物體之間靜電電荷的轉移（ESDElectro-Static-Discharge）。通常指在靜電場的能量達到一定程度之後，擊穿其間介質而進行放電的現象。原因:電位不同物體間的電荷移轉,不一定伴隨電弧或火花產生◆磨擦帶電：為最普遍的一種，如滾動、移動及人員走

2、動、脫衣服◆固體接觸帶電：如LED接觸AT圓形振動盤◆剝離帶電：如幻燈片分開、撕晶片膜◆感應帶電：MONITOR◆滾動帶電：如油罐車洩油時◆噴出帶電：噴咀噴出之溶劑◆攪拌帶電：攪拌機◆斷裂帶電：如塑膠棒折斷、膠袋撕斷常見的靜電現象防靜電器材基本配置靜電放電模型一般工業界將元件的ESD測試分類為人體放電模型(HumanBodyModel,HBM)，機器放電模型(MachineModel,MM)及元件充電模型(ChargedDeviceModel,CDM)，而元件充電模型又可分為socketed和non-socketed兩種測試方法.HBM人體放電

3、模型是模擬人體因走動或其他因素而在人體上累積靜電後，再去碰觸到IC，人體上的靜電便會經由碰觸的腳位而進入IC內，若IC有一端接地而形成放電路徑時，便會經由接地腳位放電。此放電的過程會在短短數百毫微秒(ns)的時間內產生數安培的瞬間放電電流，進而將IC內的電路燒毀。對一般元件可耐受的HBM2kV來說，在2~10ns的時間內，瞬間電流峰值可達1.33A。MM機器放電模型則是70年代由日本人根據HBM的最嚴重狀況所發展出來。機器放電模式是模擬設備機器(例如機械手臂、測試夾具、手工具等)本身累積了靜電，當此機器碰觸IC時，靜電便對該IC放電。雖然MM與

4、HBM的放電行為模式相類似，但當MM發生時皆為金屬對金屬的接觸，因此接觸電阻微乎其微，而且一般機器設備的電容皆遠大於人體，因此可以儲存更多的靜電荷，所以不但造成放電的速度很快，放電電流也較HBM大了數倍，在幾十毫微秒之內會有數安培的瞬間放電電流產生，因此機器放電模型對IC造成的破壞更大。而且由於電感效應的影響，MM放電時將以正負電流振盪的型式影響產品，因此造成的破壞將更加嚴重CDM元件充電模型是指IC先因磨擦或感應等因素而在IC內部累積了靜電，但在靜電慢慢累積的過程中IC並未被損傷。此帶有靜電的IC在處理過程中，當其任一接腳碰觸到接地導體時，I

5、C內部的靜電便會經由接腳流出而造成放電現象。此種模型的放電時間更短，僅約幾個毫微秒。且因為IC內部累積的靜電會因對地的等效電容值而變，而等效電容值又和IC擺放的角度與位置以及IC所用的包裝型式有關，所以放電現象更難真實模擬。關於此放電模型的工業用測試機台有分為轉接座式(socketed)與非轉接座式(non-socketed)兩種。目前socketedCDM測試方法尚無正式之國際標準規範文件，而non-socketedCDM主要的國際工業標準規範有ESDSTM5.3.1-1999及EIA/JESD22-C101-A:2000兩種[3],[4]。

6、根據ESDSTM5.3.1-1999的規定，CDM測試的充電方式可分為以下兩種：直接充電(Direct-chargingmethod)：將待測物平放於接地面板上，直接經由連接至晶片基體(Substrate)的接腳充電或同時對所有接腳充電。為了避免元件在充電時遭到破壞，充電時系統設備的阻抗至少需為100M，且充電前須先確定整個測試設備與元件本身都處於接地電位。感應生電(Field-inducedmethod)：將待測物以接腳朝上的型態倒置於表面覆蓋有介電層的充電面板上，借由對面板充電使元件因電場感應而提升本身電壓位準。為使模擬出的放電波形符合國

7、際標準規定，充電面板之面積至少必須比待測元件大七倍以上。而充電面板表面須覆蓋一介電層(DielectricLayer)以減少元件與面板間之電容，且其最大厚度為130m。CDM測試的放電方式可分為以下兩種：接觸式放電(Contact-modedischarge)：靜電放電測試是由繼電器(Relay)所控制，此繼電器經由探針與元件接腳接觸。當元件處於充電狀態時，繼電器內部為斷路，當元件充電至目標電壓準位後，繼電器轉換開關，放電行為隨之發生。非接觸式放電(Non-contactmodedischarge)：當探針尖端靠近已充電元件之接腳到一定距離時

8、，靜電放電事件(ESDevent)隨之發生元件敏感等級零組件產品(component-level)的ESD測試國際標準之內容中，除了對標準靜電放電電流